Vor dem Weltwassertag liefern neue Studien an der Flinders University wertvolle Einblicke in die Entfernung von Giftstoffen aus verschmutzten Gewässern und die Verbesserung der Filterung in städtischen Feuchtgebieten.
Eine Studie fand eine Feuchtgebietspflanze, die in der Lage ist, PFAS in Boden und Wasser zu reduzieren, und eine andere suchte nach einem besseren Wasserflussmanagement in städtischen Feuchtgebieten im Sommer.
In einem Gewächshausexperiment fand die erste Studie eine gewöhnliche australische einheimische Feuchtgebietspflanze, die in der Lage ist, die wichtigsten Schadstoffe Perfluoralkyl- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) zu tolerieren und zu reduzieren.
„Wir haben festgestellt, dass die Feuchtgebietspflanze Juncus sarophorus eine hohe Toleranz gegenüber PFAS hat und in der Lage ist, PFAS-Gesamtentfernungsraten zwischen 9 % und 11 % auf einmal zu erreichen, was durch schwimmende Schilfgürtel in der Wassersäule erhöht werden könnte. Sie ist auch wirksam bei der Akkumulation und die Übertragung von PFOA und PFHxS aus dem Boden in eine oberirdische Vegetationsbiomasse“, sagt die Hydrogeologin Dr. Ilka Wallis von der Flinders University vom National Centre for Groundwater Research and Training, deren Forschung Schadstoffe und die Neubildung von Grundwasserleitern abdeckt.
„Zusammen mit ihrer hohen Wachstumsrate scheint diese Pflanze ein geeigneter Kandidat für die Phyto-Extraktion von kurzkettigen PFAS-Verbindungen zu sein, aber weniger effektiv bei der Entfernung von PFOS aufgrund der langen Kettenlänge dieser Verbindung und ihrer Fähigkeit, vom Boden absorbiert zu werden.“
PFAS wurde weltweit in einer Vielzahl von Umgebungen nachgewiesen, es besteht ein dringender Bedarf an wirksamen Abhilfemaßnahmen im Feldmaßstab.
„Phytosanierung stellt eine potenzielle Sanierungsstrategie für PFAS dar, die eine effiziente und kostengünstige Sanierung in großem Maßstab ermöglichen würde“, sagt Professor Howard Fallowfield, Co-Autor und Umweltgesundheitsforscher der Flinders University.
In einem anderen Artikel in Wissenschaft der gesamten Umweltkehrten Forscher der Flinders University in ein beliebtes bebautes Feuchtgebiet in einem Vorort zurück, um während der heißeren, trockeneren Sommermonate eingehende Studien zur Wasserfiltrationseffizienz durch vorhandene Wasserpflanzen (Makrophyten) und zur Ansammlung von Schadstoffen an verschiedenen Orten durchzuführen.
„Die räumliche Bewertung des Feuchtgebiets Oaklands Park war eine der ersten Studien zu Nährstoffen und Schadstoffen in Makrophyten von Pflanzenkläranlagen als Leistungsindikator für die Funktionalität und Bewirtschaftung von Feuchtgebieten“, sagt Professor Fallowfield.
Die Schilfgürtel und das Wasser wurden in situ an dem regenwassergespeisten Feuchtgebiet und der Wassersanierungsstelle im südlichen Vorort von Adelaide, Südaustralien, auf Nährstoff- und Schadstoffansammlungen analysiert. Makrophyten wurden an 36 Standorten und Wasser an 46 Standorten beprobt, die anhand eines systematischen Rasters entsprechend ihrer Lage vom Zufluss für jeden Standort ausgewählt wurden. Insgesamt wurden 144 Stamm- und Wurzelproben auf Kohlenstoff, Stickstoff und Spurenelemente und 183 Wasserproben auf dieselben Elemente, Ammoniak und Gesamtschwebstoffe untersucht.
Die Ergebnisse zeigten höhere Konzentrationen der Wasserchemie, aber eine Verringerung der Makrophytengesundheit und der Schwebstoffe aus der Schilffiltration mit der Entfernung vom Zufluss, da sich der Wasserfluss im Sommer verlangsamte.
„Unsere Studie unterstreicht die Notwendigkeit für Feuchtgebietsmanager, das Design, den Wasserfluss und die Vegetationskontrolle anzupassen, um Nährstoffe und Schadstoffe in größerer Entfernung vom Zufluss besser zu verwalten, insbesondere in den trockeneren Monaten“, sagt Ph.D. Kandidat Nick Wilkins.
„Diese Probleme mit den Strömungsregimen wirken sich offensichtlich auf die Leistung der Makrophyten-Wasserfiltration aus, die weiter untersucht werden kann, um die Gesundheit und Leistung von bebauten Feuchtgebieten anderswo auf der Welt zu verbessern“, sagt er.
Effiziente Filterung und Entfernung von Stickstoff, Kohlenstoff, Phosphor und Verunreinigungen aus Regenwasser, landwirtschaftlichen Abwässern und Industrieabwässern wird die Bandbreite potenziell schädlicher Schadstoffe, die in die Umgebung gelangen, reduzieren und die Techniken zur Sanierung der Wasserqualität in lebenswichtigen bebauten Feuchtgebieten in städtischen und anderen Erholungsgebieten verbessern.
Jiawen Zhu et al., Juncus sarophorus, eine einheimische australische Art, toleriert und reichert PFOS, PFOA und PFHxS in einem Gewächshausexperiment an, Wissenschaft der gesamten Umwelt (2022). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.154184
Nicholas R. Wilkins et al, Räumliche Leistungsbewertung der Schilfbettfiltration in einem bebauten Feuchtgebiet, Wissenschaft der gesamten Umwelt (2022). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.153060