Ивовые деревья могут стать устойчивым (и красивым) способом очистки сточных вод

Деревья не только фильтруют отходы, но и получают дополнительные питательные вещества.

Отредактировано 2023-17-06
Самый красивый центр очистки сточных вод в округеСамый красивый центр очистки сточных вод в округе.

Как и почти все остальное в нашей повседневной жизни, климатический кризис создает нагрузку на системы ливневой канализации и управления сточными водами - особенно в крупных городах. Поскольку интенсивные дожди и наводнения усиливаются во многих прибрежных районах, вся эта доступная вода переполняет муниципальные системы управления ливневыми стоками. Это может привести к заторам, когда стоки "загрязняющих веществ, таких как мусор, питательные вещества, осадки или бактерии, попадают в местные водотоки", что снижает качество воды и даже угрожает запасам питьевой воды, согласно данным Агентства по охране окружающей среды США.

Только в Северной Америке необходимо перерабатывать и очищать большое количество воды. Канада ежегодно обрабатывает и сбрасывает в окружающую среду шесть триллионов литров (более 1,5 триллионов галлонов) городских сточных вод. Еще миллиард литров неочищенных сточных вод попадает в нетронутые поверхностные воды, когда ливни перегружают системы и сооружения, что приводит к загрязнению воды. Водоочистные сооружения в США ежедневно перерабатывают более 34 миллиардов галлонов (более 128 миллионов литров), сообщает EPA.

Но остается вопрос, является ли способ очистки сточных вод наилучшим? Группа исследователей из различных университетов Канады и Великобритании, возможно, нашла устойчивое решение - посадка ивовых деревьев. Группа исследовала плантацию ивовых деревьев в Квебеке и обнаружила, что эти милые, плакучие деревья смогли отфильтровать более 30 миллионов литров первичных сточных вод на гектар в течение трех лет. Они опубликовали свои результаты в рецензируемом журнале Science of The Total Environment.

Мы все еще изучаем, как эти деревья могут переносить и обрабатывать такие большие объемы сточных вод, но сложный "фито"-химический инструментарий ив дает нам захватывающие подсказки", - сказал в своем релизе Эстер Сас, ведущий автор исследования и аспирант Монреальского университета. "Кажется вероятным, что мы все еще только царапаем поверхность естественной химической сложности этих деревьев, которую можно использовать для решения экологических проблем".

Фредерик Питре, один из главных авторов исследования и профессор Монреальского университета, объяснил, что команда была рада увидеть, насколько эффективно ивы фильтруют сточные воды. Исследователи использовали ирригационную систему, чтобы подвести воду к деревьям для наблюдения.

"Мы установили под деревьями зонды, чтобы проверить, происходит ли вымывание сточных вод, но все они были захвачены деревьями... это действительно впечатляет", - говорит он.

Так стоит ли нам переходить от современных очистных сооружений к гектарам деревьев? Хотя это исследование, вероятно, еще не готово принять на себя нашу канализационную систему, посадка большего количества ив имеет больше преимуществ, чем просто их способность очищать наши отходы, говорит Питре.

"Мы можем сказать, что да, мы выращиваем деревья вместо того, чтобы выращивать что-то другое, но мы также можем использовать это преимущество для производства чего-то более ценного", - говорит Питре. "Это создает среду для птиц и насекомых... это увеличивает биоразнообразие и охлаждает территорию - это создает зеленые острова вместо островов тепла".

По оценкам Организации Объединенных Наций, более 80 процентов сточных вод, образующихся в результате деятельности человека, сбрасываются в экосистему без очистки, что приводит к всевозможным дилеммам в области общественного здравоохранения по всему миру. Для борьбы с этим ученые, такие как Питре, надеются, что их исследование может привести к экспериментам и выводам с другими растениями, которые хорошо подходят для очистки сточных вод во многих климатических условиях, включая тропический.

Помимо простого фильтрования воды, ивовые деревья производили экстрагируемые "зеленые" химические вещества, вырабатываемые деревьями, которые обогащались в процессе фильтрации сточных вод. Эти химические вещества обладают "значительными антиоксидантными, противораковыми, противовоспалительными и антимикробными свойствами", - обнаружили исследователи. Эти химические вещества могут быть использованы для замены химической промышленности, основанной в основном на нефти, на возобновляемую биоэнергетику и "зеленую" химию.

Теперь Питр и его команда решили не ограничиваться только нашими отходами, а перейти к еще более трудноочищаемым промышленным отходам, чтобы посмотреть, как древние породы деревьев справляются со своей задачей.

"Мы убеждены, что сточные воды могут быть эффективно очищены [с помощью ивовых деревьев]", - говорит Питре. "Мы расширили сферу применения и пытаемся выяснить, могут ли ивовые деревья очищать воду, загрязненную промышленными отходами... например, изучить новые загрязняющие вещества - именно в этом направлении сейчас ведутся исследования".