Onderzoek onthult de rol van inheemse planten bij het beheersen van wegzoutvervuiling
Verontreiniging door zout in zoetwater is een groeiend wereldwijd probleem. Overtollig zout schaadt planten, degradeert de bodem en compromitteert de waterkwaliteit. In stedelijke gebieden spoelen de wegzouten die tijdens de winter worden gebruikt voor het ontdooien vaak weg in het regenwaterafvoersysteem, wat gezondheidsproblemen en uitdagingen voor de infrastructuur met zich meebrengt.
Specifiek kunnen zouten de processen zoals filtratie beïnvloeden en verontreiniging van retentiebekkens veroorzaken die worden gebruikt om stedelijke regenwaterafvoer te beheren en te behandelen. Megan Rippy, assistent-professor in civiele en milieutechniek, is op een missie om te begrijpen hoe zout planten in stormwaterretentiebekken beïnvloedt en te beoordelen of bepaalde planten zoutverontreiniging kunnen verminderen via een proces dat bekend staat als fytoremediatie. “Planten spelen een belangrijke rol in de prestaties van groene infrastructuur, maar slechts 1 procent van de planten, de zogenaamde halofyten, kan omgaan met zeer zoute omgevingen,” zei Rippy. “Dit maakt het belangrijk om de bedreiging die zouten vormen voor groene infrastructuur te karakteriseren, evenals het potentieel van zouttolerante soorten om die bedreiging te mitigeren.”
Rippy leidde een jaarlange studie die stormwaterretentiebekken in Noord-Virginia onderzocht, met de nadruk op de impact van wegzouten op planten, bodems en waterkwaliteit in systemen van groene infrastructuur. Deze bekken, ontworpen om regenwaterafvoer te beheren en de waterkwaliteit te verbeteren, worden geconfronteerd met uitdagingen door de wegzouten die tijdens de wintermaanden worden gebruikt.
Het onderzoek, gepubliceerd in Science of the Total Environment, toont aan dat de hoeveelheid zout in systemen van groene infrastructuur niveaus bereikt die bedreigend zijn voor plantengemeenschappen. Echter, het vertrouwen op zouttolerante planten om deze problemen te verhelpen, is waarschijnlijk niet effectief omdat ze eenvoudigweg niet genoeg zout assimileren.
Zoutniveaus en plantweerstand
De studie ontdekte dat bekken die wegen afvoeren de hoogste zoutniveaus vertoonden, wat aanzienlijke stress voor planten veroorzaakte. Parkeerplaatsen volgden met gematigde zoutniveaus, terwijl bekken die grasvelden afvoeren nauwelijks tot geen zoutstress vertoonden. Van de 255 plantensoorten die in de bekken werden geïdentificeerd, toonden 48 inheemse soorten de capaciteit om hoge zoutconcentraties te tolereren. Bepaalde planten, met name lisdodden, namen aanzienlijke hoeveelheden zout op, veel hoger dan andere soorten.
Onderzoekers richtten zich op 14 retentiebekken door Noord-Virginia, waarbij zoutniveaus in water, bodem en plantweefsels gedurende de vier seizoenen werden gemeten. De watermonsters werden geanalyseerd in het Occoquan Watershed Monitoring Laboratory op elektrische geleidbaarheid en belangrijke zoutionen. De bekken bieden afvoer voor verschillende soorten land, waaronder wegen, parkeerplaatsen en grasvelden.
Kunnen planten het zoutprobleem oplossen? Hoewel zouttolerante planten zoals lisdodden veelbelovend leken, was hun impact op de algemene zoutverwijdering beperkt. Zelfs in een bekken dat dichtbeplant was met lisdodden, kon slechts ongeveer 5 tot 6 procent van het wegzout dat in de winter werd aangebracht, worden verwijderd. Dit suggereert dat fytoremediatie alleen het zoutverontreinigingsprobleem niet kan oplossen, maar het kan complementair zijn aan bredere zoutbeheersstrategieën die ook de winterse zouttoepassing aanpakken.
“De hoeveelheid zout die lisdodden verwijderen, is ongeveer gelijk aan de massa van één tot twee volwassenen,” zei Rippy. “Dat is in vergelijking met de hoeveelheid die we daadwerkelijk op de wegen en parkeerplaatsen aanbrengen, een schijntje, wat suggereert dat we niet moeten verwachten dat planten een wonderoplossing voor ons zoutprobleem zijn.”
Klimaatverandering kan ook de zoutstressdynamiek in stormwatersystemen beïnvloeden. Terwijl de winters in overgangsklimaatzones milder worden met meer regen en minder sneeuw, zou de hoeveelheid zout die op wegen wordt aangebracht, kunnen afnemen. Deze verschuiving zou de zoutniveaus in bekken meer in lijn kunnen brengen met de capaciteit van planten om de saliniteit op te nemen en te verwerken.
Echter, regio’s met aanhoudende sneeuwbedekking kunnen verschillende uitdagingen ondervinden, zoals vertraagde afspoeling van het ontdooimiddel en plantengroei, wat de zoutstressprofielen en de capaciteit voor fytoremediatie kan beïnvloeden.
Veerkrachtige systemen voor het beheren van stedelijke zoutverontreiniging
Deze studie biedt waardevolle inzichten in de interactie tussen planten, zoutverontreiniging en groene infrastructuur. Door te begrijpen hoe planten zout tolereren en verwerken, komt Rippy een stap dichter bij het ontwikkelen van duurzame oplossingen voor de bescherming van zoetwaterecosystemen. Hoewel planten alleen ons zoutverontreinigingsprobleem niet kunnen oplossen, is hun rol in geïntegreerde beheersstrategieën cruciaal. Dit kan richtlijnen bieden voor stedelijke planners, ingenieurs en milieuwetenschappers om effectievere stormwatersystemen te ontwerpen die afvoer beheren, zoutverontreiniging verminderen en groenere, veerkrachtigere steden creëren.
