Disputation: Maria Schück
Disputation
Datum: fredag 7 oktober 2022
Tid: 13.30 – 16.30
Plats: Vivi Täckholmsalen (Q-salen), NPQ-huset, Svante Arrhenius väg 20, Zoomlänk nedan
Floating treatment wetlands for stormwater management: Plant species selection and influence of external factors for heavy metal and chloride removal in a cold climate
För att följa disputationen på Zoom, klicka här.
Sammanfattning
Dagvatten som består av regnvatten och smält snö, innehåller ofta föroreningar från fordonstrafik, byggnadsmaterial och industrier. Dessa föroreningar inkluderar tungmetaller och klorid, som kan orsaka flera problem i miljön om halterna är förhöjda, däribland att vara giftiga för levande varelser. En relativt ny metod för vattenrening är flytande våtmarker som har givit lovande resultat framförallt för rening av övergödda vattendrag i varmare klimat. Kunskap saknas dock gällande deras förmåga att rena tungmetaller och klorid, samt hur väl de fungerar i kallt klimat.
Syftet med avhandlingen var att identifiera växtarter som effektivt kan rena vatten från klorid (Cl) och tungmetallerna kadmium (Cd), koppar (Cu), bly (Pb) och zink (Zn) i ett kallt klimat som Sveriges. Växter av dessa arter är tänkta att placeras i flytande våtmarker i dagvattendammar för att förbättra dammarnas rening av dagvatten. Dessutom syftade avhandlingen till att studera hur reningsförmågan hos växter påverkas av olika miljöfaktorer. Detta undersöktes genom att placera växter i vatten som innehöll tungmetaller och klorid i olika miljöförhållanden, och därefter mäta den kvarvarande koncentrationen av tungmetaller och klorid i vattnet (växternas reningsförmåga, I, III, IV) och koncentrationen av tungmetaller och klorid i olika delar av växten (växternas ackumuleringsförmåga, III, V, VI). Dessutom identifierades karaktärsdrag hos de växter som hade hög reningsförmåga genom att korrelera växters reningsförmåga med deras morfologiska egenskaper (II, III, VI).
Resultaten visar att det finns svenska våtmarksväxter med hög förmåga att rena vatten från tungmetaller och klorid även under varierande förhållanden. Många arter minskade effektivt halten av tungmetaller i vatten, och halvgräsarterna slokstarr och jättestarr utmärkte sig genom att snabbt och tydligt minska halten tungmetaller i vattnet. Några få arter gav effektiv saltrening, men ett par, däribland rörflen, tog upp stora mängder klorid. Arter med hög reningsförmåga av både tungmetaller och klorid hade generellt sett hög totalbiomassa, mycket blad och tunna rötter, samt hög transpiration. De upptagna metallerna lagras framförallt i rötterna, medan klorid mestadels lagras i skottdelarna av växten. Växternas reningsförmåga påverkades i olika grad av olika externa faktorer. Ökad salthalt i vattnet ledde till lägre rening av Cd och Pb, och låg temperatur gav lägre rening av samtliga undersökta tungmetaller, men att vissa arters reningsförmåga blev mindre påverkade av saltet och kylan. Växtens innehåll av tungmetaller balanserade sig oftast med det omgivande vattnet. Detta ledde till att växternas upptag av tungmetaller ökade om föroreningshalten ökade, medan delar av det som tagits upp släpptes ut om tungmetallshalten i det omgivande vattnet sjönk. Under fältförhållanden fanns det tydliga skillnader i upptagsmönster. Växterna tog upp mest Cu följt av Zn, Pb och Cd. Mer metaller togs upp i ena dammen som försöket genomfördes i, utan tydlig orsak. Rörflen utmärkte sig genom hög tillväxt och högt upptag jämfört med de andra arterna.
Avhandlingen visar att det i ett svenskt klimat finns potential för att rena förorenat vatten från tungmetaller och klorid med hjälp av flytande våtmarker. Det kommer att vara viktigt att välja de arter som har hög reningsförmåga i den tilltänkta miljön. Eftersom växterna har olika styrkor rekommenderar vi att en blandning av arter används i flytande våtmarker för att ge en stabil rening under varierande förhållanden. Om bara en art kan väljas, renar rörflen (Phalaris arundinacea) bra under de flesta förhållanden och har hög tillväxt, men den renar relativt långsamt enligt studie I, har något sämre Cu- och Pb-rening enligt studie IV samt låg har Cl-tolerans under näringsfattiga förhållanden enligt studie III. Även om denna avhandling har haft målet att finna växter till flytande våtmarker för dagvattenrening i Sverige så täcker den in många aspekter som är relevanta när växter används för rening i andra system. Sammantaget ger avhandlingen en god bild av växternas reningsförmåga ur många olika aspekter, vilket är nödvändigt för att kunna använda växtbaserad vattenrening på ett optimalt sätt. Fortsatta studier bör titta på skördemetodik, långtidseffektiviteten i fält hos flytande våtmarker, samt dessa arters förmåga att rena andra typer av föroreningar.
Senast uppdaterad: 15 september 2022
Sidansvarig: Institutionen för ekologi, miljö och botanik