Đánh giá Ba loại hỗn hợp đất nhằm Cải thiện Hiệu suất Cây Cảnh và Duy trì Các Tiêu chí Kỹ thuật trong Các Vườn Mưa Sinh học

Water, Air, and Soil Pollution - Tập 230 - Trang 1-12 - 2018
James T. Funai1, Petr Kupec2
1Cuyahoga Community College, Highland Heights, USA
2Mendel University, Brno-sever-Černá Pole, Czech Republic

Tóm tắt

Dự án nghiên cứu này khám phá hiệu suất của các loại đất được sử dụng để hỗ trợ các loại cây cảnh có lợi ích sinh thái trong các vườn mưa bioremediating. Ba thửa đất với các loại cây trồng giống nhau đã được trồng vào mùa thu năm 2015, sử dụng ba loại phương tiện trồng khác nhau tại Đông Bắc Ohio, Hoa Kỳ. Một hỗn hợp đất kiểm soát đã được thử nghiệm so sánh với hai hỗn hợp đất thử nghiệm trong điều kiện tự nhiên trong vòng 3 năm nhằm tìm hiểu bất kỳ sự khác biệt nào về hiệu suất tổng thể của cây. Đất trồng kiểm soát được tạo ra theo các tiêu chuẩn hiện hành của Sở Tài nguyên Thiên nhiên Ohio cho đất trồng trong vườn mưa, bao gồm không ít hơn 80% cát và không quá 10% đất sét theo thể tích. Các hỗn hợp đất thử nghiệm đã bổ sung đá phiến mở nhẹ để chống lại những tác động tiêu cực tiềm năng của đất cát cao đối với cây trồng (ví dụ: tiềm năng ma trận cao) trong khi vẫn duy trì các lợi ích kỹ thuật cần thiết (ví dụ: tốc độ thẩm thấu nhanh kết hợp với khả năng lọc vật lý, hóa học và sinh học tốt). Phân tích của chúng tôi gợi ý rằng việc đưa đá phiến mở vào các khu vườn sinh học có thể thay thế cho hàm lượng cát cao mà vẫn duy trì tất cả các tiêu chí kỹ thuật và có thể tăng tỷ lệ sống của cây trồng cao hơn so với tỷ lệ hiện tại trong các vườn mưa có hàm lượng cát cao. Tỷ lệ sống sót cho các cây trồng trong thửa đất kiểm soát là 48,3% trong khi tỷ lệ sống sót của các thửa đất thử nghiệm một và hai lần lượt là 96,5% và 75,8%. Nhóm nghiên cứu cho rằng các tỷ lệ sống sót tăng lên này có thể góp phần vào việc áp dụng và thực hiện các thực tiễn quản lý nước mưa rộng rãi hơn, đặc biệt là các vườn mưa liên kết quy mô nhỏ trong môi trường đô thị theo tiêu chuẩn phát triển có tác động thấp.

Từ khóa

#đất trồng #cây cảnh #vườn mưa #sinh học #quản lý nước mưa #môi trường đô thị #tiêu chí kỹ thuật

Tài liệu tham khảo

Ambrose, R. F., & Winfrey, B. K. (2015). Comparison of stormwater biofiltration systems in Southeast Australia and Southern California. Wiley Interdisilplinary Reviews: Water, 2(2), 131–146. https://doi.org/10.1002/wat2.1064. Askarizadeh, A., Rippy, M. A., Fletcher, T. D., Feldman, D., Peng, J., Bowler, P., et al. (2015). From rain tanks to catchments: use of low impact development to address hydrologic symptoms of the urban stream syndrome. Environmental Science & Technology, 49(19), 11264–11280. https://doi.org/10.1021/ACS.EST.5B01635. Asleson, B. C., Gulliver, J. S., Hozalski, R. M., Nestingen, R. S., & Nieber, J. L. (2009). Performance assessment of rain gardens. Journal of the American Water Resources Association, 45(4), 1019–1031. https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.2009.00344.x. Björklund, K., & Li, L. (2017). Removal of organic contaminants in bioretention medium amended with activated carbon from sewage sludge. Environmental Science and Pollution Research, 24(23), 19167–19180. https://doi.org/10.1007/S11356-017-9508-1. Bratieres, K., Fletcher, T. D., Deletic, A., & Zinger, Y. (2008). Nutrient and sediment removal by stormwater biofilters: a large scale design optimization study. Water Reserach (42), 3930–3940. Brix, H., Arias, C., & del Bubba, M. (2001). Media selection for sustainable phosphorus removal in subsurface flow constructed wetlands. Water Science and Technology, 44(11–12), 47–54. Brown, J., & Peake, B. (2006). Sources of heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons in urban stormwater runoff. Science of the Total Environment, 359(1–3), 145–155. Christianson, R., Barfield, B., Hayes, J., Gasem, K., & Brown, G. (2004). Modeling effectiveness of bioretention cells for control of stormwater quantity and quality. Critical Transistions in Water and Enviornmental Resources Managment, 37, 1–7. https://doi.org/10.1061/40737. Davis Instruments. (2018). Davis Vantage Pro2. Retrieved from Davis Instruments: https://www.davisinstruments.com/solution/vantage-pro2/ Dietz, M., & Clausen, J. (2005). A field evaluation of rain garden flow and pollutant treatment. Water, Air, and Soil Pollution, 1(4), 123–138. DiGeronimo Aggregates LLC. (2018). Technical information on Haydite. Retrieved from DiGeronimo Aggregates LLC: http://www.digagg.com/technical_info/ Donovan, T., Lowndes, M., McBrien, P., & Pfender, J. (2015). The Wisconsin storm water manual, Technical Design Guidelines for Storm Water Management Practices. Wisconsin Department of Natural Resources. Eckart, K., McPhee, Z., & Bolisetti, T. (2017). Performance and implementation of low impact development—a review. Science of the Total Environment, 607-608, 413–432. https://doi.org/10.1016/J.SCITOTENV.2017.06.254. Erickson, A. J., Weiss, P. T., & Gulliver, J. S. (2013). Optimizing stormwater treatment practices: a handbook of assessment and maintenance. New York: Springer. Expanded Shale, Clay and Slate Institute. (2018). ESCS lightweight aggregate. Retrieved from Expanded Shale, Clay and Slate Institute: https://www.escsi.org/escs-lwa/ Forbes, M. G., Dickson, K. L., Saleh, F., Doyle, R. D., & Hudak, P. (2005). Recovery and fractionation of phosphorus retained by lightweight expanded shale and masonry sand used as media in subsurface flow treatment wetlands. Environmental Science and Technology, 39(12), 4621–4627. https://doi.org/10.1021/es048149o. Hunt, W. F., & White, N. (2001). Designing rain gardens Ag-588-03. North Carolina State University, Department of Biological and Agricultural Engineering. In North Carolina Cooperative Extension Service. Irrometer. (2018, 7 26). Understanding soil moisture. Retrieved from Irrometer Corporation: http://www.irrometer.com/basics.html Kaplan, R., & Kaplan, S. (1989). The experience of nature: a psychological perspective. Cambridge: Cambridge University Press. Kasaraneni, V. K., Schifman, L. A., Boving, T. B., & Oyanedel-Craver, V. (2014). Enhancement of surface runoff quality using modified sorbents. ACS Sustainable Chemistry and Engineering, 2(7), 1609–1615. https://doi.org/10.1021/SC500107Q. Kryzanowski, L. (2017). Guide to field experimentation. Alberta, Canada Ministry of Agriculture and Forestry, Department of Agriculture. Edmonton: Alberta Ministry of Agriculture and Forestry Retrieved from https://www1.agric.gov.ab.ca/$department/deptdocs.nsf/all/sag3024 Langeveld, J. G., Liefting, H. J., & Boogaard, F. C. (2012). Uncertainties of stormwater characteristics and removal rates of stormwater treatment facilities: implications for stormwater handling. Water Research, 46(20), 6868–6880. https://doi.org/10.1016/J.WATRES.2012.06.001. Law, E. P., Diemont, S. A., & Toland, T. R. (2017). A sustainability comparison of green infrastructure interventions using emergy evaluation. Journal of Cleaner Production, 145, 374–385. https://doi.org/10.1016/J.JCLEPRO.2016.12.039. Leib, B. G., Jabro, J. D., & Matthews, G. R. (2003). Field evaluation and performance comparison of soil moisture sensors. Soil Science, 168(6), 396–408. Mangangka, I. R., Liu, A., Egodawatta, P., & Goonetilleke, A. (2015). Performance characterisation of a stormwater treatment bioretention basin. Journal of Environmental Management, 150, 173–178. https://doi.org/10.1016/J.JENVMAN.2014.11.007. Maryland Department of the Environment. (2009). Maryland stormwater design manual. Maryland Department of the Environment. Mathews, J. (2014). Rainwater and land development: Ohio’s Standards For Stormwater Management, Land Development And Urban Stream Protection. Ohio Department of Natural Resources, Division of Soil and Water Conservation. Columbus: Ohio Department of Natural Resources Retrieved from http://oilandgas.ohiodnr.gov/portals/oilgas/pdf/stormwater/rld_11-6-14all.pdf ODNR. (2014). Rainwater and land development: Ohio’s standards for stormwater managment, land development, and urban stream protection. Divsion of Soil and Water Conservation. Columbus: Ohio Department of Natural Resources. Payne, E., Hatt, B., Deletic, A., Dobbie, M., McCarthy, D., & Chandrasena, G. (2015). Adoption guidelines for stormwater biofiltration systems—summary report. Cooperative Research Centre for Water Sensitive Cities. Prince George’s County. (1999). Low-impact development design stratagies: an integrated design approach. MD: Department of Environmental Resources. Prince George's County. Simmons, M. T., Gardiner, B., Windhager, S., & Tinsley, J. (2008). Green roofs are not created equal: the hydrologic and thermal performance of six different extensive green roofs and reflective and non-reflective roofs in a sub-tropical climate. Urban Ecosystems, 11(4), 339–348. Taber, H. G., Lawson, V., Smith, B., & Shogren, D. (2002). Scheduling microirrigation with tensiometers or Watermarks. International Water and Irrigation, 22(1), 22–26. Trenouth, W. R., & Gharabaghi, B. (2015). Soil amendments for heavy metals removal from stormwater runoff discharging to environmentally sensitive areas. Journal of Hydrology, 529, 1478–1487. van Groenestijn, J. W., & Liu, J. X. (2002). Removal of alpha-pinene from gases using biofilters containing fungi. Atmospheric Environment, 36(35), 5501–5508. Yang, H., Dick, W. A., McCoy, E. L., Phelen, P. L., & Grewal, P. S. (2013). Field evaluation of a new biphasic rain garden for stormwater flow management and pollutant removal. Ecological Engineering, 54, 22–31. https://doi.org/10.1016/J.ECOLENG.2013.01.005.