UNIVERZA V MARIBORU Mednarodni center za ekoremediacije
EKOREMEDIACIJA VODNIH EKOSISTEMOV Prof. ddr. Ana Vovk Kor탑e
Nazarje, 2015
EKOREMEDIACIJA VODNIH EKOSISTEMOV Avtorica: red. prof. ddr. Ana Vovk Korže Mednarodni center za ekoremediacije Filozofska fakulteta Univerze v Mariboru, Koroška c. 160, 2000 Maribor Leto izdaje: 2015 RECENZIJA: prof. dr. Gordana Dražić doc. dr. Silvija Zeman Lektoriranje: Andreja Dvoršak Založba: GEAart, Nazarje Oblikovanje: Jana Randl Ilustracije: Martin Petrič Skice: Jana Randl Naklada: 100 izvodov Tisk: Demat, 2015
CIP - Kataložni zapis o publikaciji Narodna in univerzitetna knjižnica, Ljubljana 502.174:574.5 VOVK Korže, Ana Ekoremediacija vodnih ekosistemov / Ana Vovk Korže ; [ilustracije Martin Petrič ; skice Jana Randl]. - Nazarje : GEAart, 2015 ISBN 978-961-93902-3-8 282972928
Predgovor Skrb za čisto vodo je osnovna dejavnost vsake družbe. V preteklosti so si ljudje pomagali z naravo, tako da so upoštevali njene zakonitosti delovanja, zato niso imeli večjih težav s kakovostjo vode. V industrijskem in post industrijskem obdobju se je človek močno odmaknil od narave, zato so se kljub tehničnim dosežkom pojavili mnogi problemi povezani s kakovostjo vode. Zakonodaja sicer predpisuje roke in normativne vrednosti pri čiščenju odpadnih voda, vendar se večinoma nanaša na aglomeracije, podeželska območja pa ostajajo v domeni lokalnih skupnosti. Vse to je povod, da povežemo pretekle izkušnje s priložnostmi in izzivi sedanjega časa in prihodnosti in spet upoštevamo zakonitosti delovanja narave ter sami pripomoremo k čiščenju vode na naravni način. V tej knjigi so predstavljene mnoge možnosti, ki jih lahko sami uporabimo za izboljšanje vode v vodotokih in v stoječih vodnih ekosistemih. S ciljem, da predstavljeni ekoremediacijski ukrepi ne zahtevajo visokih stroškov, so na enostavni način predstavljeni ukrepi, ki bi jih lahko uporabila vsaka lokalna skupnost. Tako izginjajo izgovori o nezmožnosti sodelovanja pri skrbi za čisto vodo, saj nam pričujoča knjiga na enostaven, a znanstven način predstavi vsa potrebna izhodišča. Predvsem je knjiga pomembna za mlade, ki lahko prav v ekoremediaciji vodnih ekosistemov razvijejo svoja zelena delovna mesta. Avtorica
3
Kazalo vsebine 3 Predgovor 6 1. UVOD V EKOREMEDIACIJE VODNIH EKOSISTEMOV 10 2. PREDPISI O VODNIH EKOSISTEMIH 10 2.1 Zakon o varstvu okolja 11 2.2 Zakon o ohranjanju narave 12 2.3 Uredba o posebnih varstvenih območjih (območjih Natura 2000) 2.4 Uredba o ekološko pomembnih območjih 12 2.5 Pravilnika o določitvi in varstvu naravnih vrednot 13 2.6 Uredba o varovalnih gozdovih in gozdovih s posebnim namenom 13 2.7 Vodna direktiva 13 2.8 Zakon o vodah 14 2.9 Uredba o pogojih in omejitvah za izvajanje dejavnosti in posegov v prostor na 14 območjih, ogroženih zaradi poplav in z njimi povezane erozije celinskih voda in morja 2.10 Uredba o stanju površinskih voda 14 2.11 Uredba o kakovosti površinskih voda za življenje sladkovodnih vrst rib 14 2.12 Uredba o stanju podzemnih voda 15 2.13 Konvencija o biološki raznovrstnosti, Rio de Janeiro, 1992 (Zakon o ratifikaciji 15 konvencije o biološki raznovrstnosti 2.14 Zakon o ratifikaciji sporazuma o ohranjanju afriškOevrazijskih selitvenih vodnih 15 ptic (MOAEP) 2.15 Konvencija o varstvu selitvenih poti vrst prosto živečih živali – Bonska konvencija 16 (Zakon o ratifikaciji konvencije o varstvu selitvenih poti vrst prosto živečih živali) 2.16 Evropska konvencija o krajini (Zakon o ratifikaciji evropske konvencije o krajini) 16 2.17 Konvencija o presoji čezmejnih vplivov na okolje (Zakon o ratifikaciji Konvencije 16 o presoji čezmejnih vplivov na okolje) 2.18 Zakon o sladkovodnem ribištvu 17 2.19 Uredba o določitvi meja ribiških območij in ribiških okolišev v Republiki Sloveniji 17 2.20 Zakon o varstvu kulturne dediščine 18 18 2.21 Veljavni prostorski akti projektnega območja 20 3. PODATKI O VODNIH EKOSISTEMIH 20 3.1. Baze podatkov o stanju okolja 23 4. TEHNIKE REVITALIZACIJ VODNIH EKOSISTEMOV 24 4.1 Ukrepi v strugi 24 4.1.1 Prodna brzica 26 4.1.2 Groblja 27 4.1.3 Tolmun 29 4.1.4 Prag 30 4.1.5 Večji kosi lesa – padla drevesa 32 4.1.6 Odbijači toka 33 4.1.7 Prodišča in otoki 34 4.1.8 Rastlinske čistilne grede
4
36 36 37 39 40 41 43 44 46 47 48 48 50 52 53 54 55 65 61 61 65 68 69 70 71 73 74 75 76 77 78 79 81 82 83 84 90 92 94
4.2 Tehnike na brežini 4.2.1 Skalomet in kamnomet 4.2.2 Vrbov poplet 4.2.3 Zvitek iz geotekstila 4.2.4 Geotekstil – sendvič 4.2.5 Lesene kašte 4.2.6 Fašine 4.2.7 Plotovi 4.2.8 Zalivi 4.2.9 Posebni habitati 4.3 Tehnike izven struge 4.3.1 Restavracija meandrov 4.3.2 Stranski rokav 4.3.3 Ustvarjena mokrišča 4.3.4 Mrtvice 4.3.5 Stranska struga (by-pass) 4.3.6 Ekoremediacijski melioracijski jarek 4.3.7 Vegetacijski pasovi in koridorji 5. NAČRTOVANJE IN IZVAJANJE ERM NA VODNIH EKOSISTEMIH 5.1 Načrtovanje in izvajanje čiščenja struge in brežin 6. EKOREMEDIACIJA STOJEČIH VODA 7. UKREPI ZA VAROVANJE STOJEČIH VODA 7.1 Rastlinska čistilna naprava 7.2 Ekoremediacije za ohranjanje mokrišč 7.3 Vegetacijski pasovi za vitalnost okolja 7.4 Obrežni drevesni pasovi ob vodotokih imajo varovalno in čistilno vlogo 7.5 Gozdni ekosistemi čistijo zrak in hranijo tla 7.6 Bioremediacija 7.7 Mešana raba tal povečuje ekosistemsko stabilnost 7.8 Zelena infrastruktura v pokrajini 7.9 Zelena parkirišča 7.10 Deževni vrtovi 7.11 Fitoremediacije za podtalnico 7.12 Grajena močvirja za odpadno vodo iz asfaltnih površin 7.13 ERM tehnologije za rešitev problema onesnaženosti tal in vode 8. DRUGI NARAVNI ČISTILNI SISTEMI ZA VAROVANJE VODNIH EKOSISTEMOV 9. ZAKLJUČEK Literatura Spletne strani
5
Ekoremediacija vodnih ekosistemov
1
UVOD V EKOREMEDIACIJE VODNIH EKOSISTEMOV
V preteklosti sta bila uporaba vodotokov in gospodarjenje z njimi povezana z zaščito materialnih dobrin družbe. Vodotoki so bili spremenjeni z namenom pridobivanja električne energije (hidroelektrarne), povečanja kmetijskih površin in pridelka ter protipoplavne zaščite naselij (Stream Corridor Restoration, 1998 in Sovinc, 1997). Zajezitve vodotokov, uravnavanje struge vodotokov in odstranjevanje obrežnega rastlinstva so spremenili strukturo in funkcijo vodnega ekosistema in s tem vplivali na spremembo ekološkega ravnovesja vodotoka (Steinman, 1994). Prekinjena povezava med vodnim in kopenskim okoljem, spremenjeni hidrologija in geomorfologija so se odrazile v izgubi osnovnih funkcij vodnih ekosistemov: samočistilna funkcija, zadrževalna vloga ter velika biodiverziteta. Zaradi izgube teh funkcij sta kvaliteta in količina vode v vodotokih, s tem pa tudi njihova biodiverziteta, prizadeti (Škafar, 2002). V preteklosti je bilo gospodarjenje z vodotoki usmerjeno k rabi vodotoka (pridobivanje električne energije, kmetijstvo). Enostranski posegi so negativno vplivali na strukturo in funkcijo vodnega in obvodnega ekosistema (Downs s sod., 2004). Vodna direktiva, ki je v Sloveniji implementirana v Zakonu o vodah, predlaga sistem celovitega (trajnostnega) in ekološko usmerjenega upravljanja voda, s čimer se zagotovi dobro ekološko stanje voda (Vode, 2015). Revitalizacije vodotokov kot način ekoremediacij (ERM) upoštevajo strukturno in funkcijsko povezanost ekosistemov in s tem omogočajo dosego dobrega ekološkega stanja voda, ki ga predpisujeta Vodna direktiva oziroma Zakon o vodah (Vovk Korže 2014 in Vovk Korže, Kokot Krajnc, 2014). Revitalizacija ali tudi renaturalizacija vodotokov pomeni obnovitev ekološkega ravnotežja in vzpostavitev ekoloških funkcij v degradiranem vodotoku. V »zdravih« rečnih ekosistemih se nahajajo številni habitati, podvodno in nadvodno rastlinstvo, kamenje različnih velikosti, brzice, tolmuni, poplavne cone, hiporeične cone (Wolff s sod., 1985). Revitalizacija vodotokov je nov način upravljanja z vodotoki, ki upošteva strukturno in funkcijsko povezanost ekosistemov. Revitalizacije ne poustvarijo predhodnega stanja, temveč le vzpostavijo predhodno strukturo, funkcije in dinamiko vodotoka. Za vzpostavitev novega ekološko primernejšega stanja na vodotoku se uporabijo biotehnični ukrepi, kot so: zasaditve brežin, pragovi, tolmuni, brzice, odbijači toka, varovanja brežin iz živega materiala, čistilne grede, vzpostavitev novih meandrov, vzpostavitev stika s poplavno cono, postavitev objektov za določeno vrsto, npr. skrivališče za ribe, prehod za vidro (Vrhovšek s sod., 2008). Objekti in ukrepi so sonaravni, kar pomeni, da se uporabljajo pretežno naravni materiali in se upoštevajo procesi v naravi. Ekoremediacije so metode, s pomočjo katerih z naravnimi procesi v ekosistemih zaščitimo ali obnovimo okolje. Z vzpostavitvijo naravnih procesov v ekosistemih obnovimo njihovo najpomembnejšo lastnost – samovzdrževanje. Tako ERM predstavljajo trajnosten pristop pri upravljanju okolja. Revitalizacija vodotokov se v razvitem svetu vse bolj uveljavlja v stilu trajnostnega pristopa (Vovk Korže s sod., 2015). Revitalizacije vodotokov so ekoremediacije za sanacijo nepravilnih posegov v vodotokih. Gre za nov način upravljanja z vodotoki, ki upošteva strukturno in funkcijsko povezanost ekosistemov in s tem omogoča dosego dobrega ekološkega stanja voda, ki ga predpisujeta Vodna direktiva oziroma Zakon o vodah (UL RS, št. 67/2002). Z revitalizacijo ali obnovo degradiranih vodotokov skušamo ponovno vzpostaviti strukturo in 6
Uvod v ekoremediacije vodnih ekosistemov
ustrezno opremljenost naselij z infrastrukturo. Poseben poudarek je namenjen varovanju ekosistemov ter podpiranju ekosistemskih storitev (ARSO, 2015). V preglednici 1 so navedeni ukrepi, ki zahtevajo trajnostno ravnanje z vodnimi ekosistemi. Preglednica 1: Predlog ukrepov za varovanje vodnih virov v novem programskem obdobju
UKREP
CILJ UKREPA
Ohranjanje voda in upravljanje z vodami
• Izboljšana kakovost površinskih in podzemnih vod • Zagotovljena ustrezna kakovost pitne vode • Zmanjšana ogroženost zdravja ljudi • Celovito ravnanje z odpadnimi vodami • Revitalizacija jezer, vodotokov, melioracijskih jarkov • Izboljšana kakovost površinskih in podzemnih vod • Zmanjšana poraba vode • Zagotovljena ustrezna kakovost pitne vode • Zmanjšana ogroženost zdravja ljudi • Trajnostno ravnanje z okoljem • Ustrezna izgradnja infrastrukture za izboljšanje človekovega
Infrastrukturna opremljenost
življenjskega standarda
Okoljsko izobraževanje in osveščanje Trajnostno kmetijstvo in razvoj podeželja
• Zmanjšana ogroženost zdravja ljudi • Zmanjšana poraba vode v gospodinjstvih in gospodarstvu • Trajnostno in sonaravno kmetovanje (gospodarjenje z naravnimi viri in okolju prijazni načini pridelave)
• Izboljšanje pogojev za namakanje kmetijskih zemljišč; sonaravni ukrepi za zadrževanje vode
Vir: Projekt Dobra voda za vse, www.dobravodazavse.com.
Ker Evropska unija od držav članic zahteva urejeno odvajanje in čiščenje odpadne komunalne vode do določenega roka, države (občine) hitijo z gradnjo kanalizacijskih omrežij. Velikokrat se zgodi, da le-ta ekonomsko niso upravičena, občine pa se zadolžujejo. Centralizirani sistemi, ki so ekonomsko in okoljsko upravičeni v večjih aglomeracijah, ekonomsko in okoljsko velikokrat niso upravičeni v območjih z razpršeno poselitvijo z zelo razgibanim reliefom. Zato je smiselno razmišljati o trajnostnih ekosistemskih pristopih varovanja vodnih ekosistemov, ki izhajajo iz narave.
9
Ekoremediacija vodnih ekosistemov
22 PREDPISI O VODNIH EKOSISTEMIH
2.1 Zakon o varstvu okolja (UL RS, št. 32/93, 41/04, 20/06, 39/06, 70/08) Zakon ureja varstvo okolja pred obremenjevanjem kot temeljni pogoj za trajnostni razvoj in v tem okviru določa temeljna načela varstva okolja, ukrepe varstva okolja, spremljanje stanja okolja in informacije o okolju, ekonomske in finančne instrumente varstva okolja, javne službe varstva okolja in druga z varstvom okolja povezana vprašanja. Zakon opredeljuje namen in cilje varstva okolja. Namen varstva okolja je spodbujanje in usmerjanje takšnega družbenega razvoja, ki omogoča dolgoročne pogoje za človekovo zdravje, počutje in kakovost njegovega življenja ter ohranjanje biotske raznovrstnosti. Cilji varstva okolja pa so zlasti: preprečitev in zmanjšanje obremenjevanja okolja, ohranjanje in izboljševanje kakovosti okolja, trajnostna raba naravnih virov, zmanjšanje rabe energije in večja uporaba obnovljivih virov energije, odpravljanje posledic obremenjevanja okolja, izboljšanje porušenega naravnega ravnovesja in ponovno vzpostavljanje njegovih regeneracijskih sposobnosti, povečevanje snovne učinkovitosti proizvodnje in potrošnje ter opuščanje in nadomeščanje uporabe nevarnih snovi. Za doseganje ciljev je potrebno spodbujati proizvodnjo in potrošnjo, ki prispevata k zmanjšanju obremenjevanja okolja, spodbujati razvoj in uporabo tehnologij, ki preprečujejo, odpravljajo ali zmanjšujejo obremenjevanje okolja ter plačevanje za onesnaževanje in rabo naravnih virov. Temeljna načela varstva okolja, ki jih opredeljuje zakon, so: načelo trajnostnega razvoja, načelo celovitosti, načelo sodelovanja, načelo preventive, načelo previdnosti, načelo odgovornosti povzročitelja, načelo plačila za obremenjevanje, načelo subsidiarnega ukrepanja, načelo spodbujanja, načelo javnosti, načelo varstva pravic, 10
Ekoremediacija vodnih ekosistemov
predelovalne industrije je tudi potrebno spodbujati uporabo tehnologij in načine predelave, ki poudarjeno uresničujejo načela varstva okolja, da se doseže zmanjševanje onesnaženja. K napredku bosta prispevala tudi okrepljen nadzor nad izvajanjem predpisov s področja okolja za sektor kmetijstva/živilstva ter ozaveščanje in izobraževanje z vsebinami s področja varstva okolja.
3
PODATKI O VODNIH EKOSISTEMIH
3.1. Baze podatkov o stanju okolja Javno dostopne baze podatkov o stanju okolja SPLETNA STRAN MOP ARSO, http://www.arso.gov.si/ Vode: tabelarični prikaz hidroloških podatkov avtomatskih merilnih postaj in opazovanj, grafični in tabelarični prikaz hidroloških podatkov, grafični in tabelarični prikaz podatkov o kakovosti voda, mesečne statistike (pretoki, temperature), hidrološki arhiv za površinske in podzemne vode (vodostaj, pretok, temperatura, transport in vsebnost su spendiranega materiala), arhivski podatki o kakovosti voda za reke, jezera in zadrževalnike ter podzemne vode, podatki monitoringa za ekološko stanje vodotokov – podatki po bioloških elementih, kakovost površinskih vodotokov (letna poročila o monitoringu in ocene ekološkega ter kemijskega stanja vodotokov), kakovost voda za življenje sladkovodnih rib (letna poročila o monitoringu kakovosti voda za življenje slad kovodnih vrst rib), kakovost površinskih voda, ki se jih odvzema za oskrbo s pitno vodo (letna poročila o monitoringu), letna poročila o monitoringu jezer, letna poročila o kakovosti podzemnih voda in izvirov ter ocene kemijskega stanja podzemnih voda, odseki površinskih voda, pomembnih za življenje sladkovodnih vrst rib, merilna mesta za kakovost podzemnih voda, merilna mesta za kakovost površinskih voda, hidrološki monitoring podzemnih voda (meritve gladine podzemne vode), vodovarstvena območja (zajetja), vodovarstvena območja (občinski nivo), vodovarstvena območja (državni nivo), 20
Tehnike revitalizacij vodnih ekosistemih
POTREBUJEMO: prodnike, ki so manjši od 30 cm - ti se izbirajo iz lokalnega obmo ja - VODA SE BOGATI S KISIKOM - TOK SE POVE A, POVE A SE SAMO ISTILNA SPOSOBNOST - BRZICA MORA BITI V SPODNJEM TOKU!
PREDNOSTI: - pove a se samo istilna sposobnost - nov HABITAT - obogatitev s kisikom - prepre ujemo erozijo re ne POSTELJICE - prepre itev erozije brežin
S
SLABOST: - nevarnost za ve je ribe > DELUJE KOT PREGRADA Slika 1: Delovanje prodne brzice
Bolje je narediti več zaporednih brzic kot eno večjo. Izvedemo jo na ravnem delu, ne na ovinku. Prodne brzice postavljamo predvsem na mestih, kjer je bil poprej grobi prod, pa so ga odstranili. Gramoz naj bo takšne velikosti, da bo stabilen ob nizkem in srednjem pretoku, ob visokih vodah pa naj bo podvržen eroziji. Dolžina prodišča naj bo od ene do dveh širin struge. Prod se s časom premika po strugi in oblikuje brzice ter tolmune. Prodišče nudi tudi stik človeka z vodo z zvokom šumenja vode in z lažjim dostopom do vodne površine. Različica prodnih brzic so t. i. prodni oz. balvanski grebeni, ki dvignejo nivo vode in se zaključijo z manjšo drčo. V tem primeru se uporabi večje kamenje, stara drevesa, vreče peska in pilote za utrditev jedra pregrade. Višina grebena je od 0,2 do 1 m. Greben je v času srednjih in visokih voda popolnoma potopljen.
25
Ekoremediacija vodnih ekosistemov
Takšni objekti predvsem: zmanjšajo vodno energijo in zmanjšajo potencial za erozijo; povečajo število habitatov in oksidirajo vodo s kombinacijo tolmunov in brzic; dvignejo nivo nizkih voda; utrjujejo posteljico dna in ustavijo poglabljanje vodotoka; povečajo samočistilne sposobnosti vodotoka. V primeru, da želimo za brzicami ohranjati globji tolmun, izvedemo stopnjo oz. drčo, to je togi kamniti prag, ki ima na dolvodni strani vsaj 10 % padec. S tem dosežemo večje hitrosti vode in erozijo – tolmun, dolvodno. Z velikostjo in naklonom določimo, ob kakšnem pretoku bo takšna brzica učinkovala.
4.1.2 Groblja To so skupine večjih kamnov (nad 30 cm), ki izboljšujejo habitatno strukturo in povečujejo srednje zrno posteljice dna. Za kamni se ustvarijo vrtinci in se izdolbejo manjši tolmuni, ki nudijo zavetišče ribam ob nizkih pretokih. Vrtinčasta voda nudi tudi vizualno zavetišče ribam. Koristi so podobne kot pri prodnih brzicah. Groblje se uporabljajo tudi tam, kjer želimo kontrolirati erozijo rečnega dna, ker porabljajo energijo vodnega toka. Primerne so za vodotoke, kjer povprečna hitrost vodnega toka presega 0,6 m/s. Postavitev in velikost kamenja je pomembna. Ob visokih pretokih se mora voda pretakati preko kamenja, da ustvari vrtinec in s tem tudi tolmun, ob nizkih pretokih pa naj bo kamen nad gladino. Kamen mora biti dovolj velik, da ga voda ne odnese. S tretjino svoje velikosti naj bo zakopan v podlago. Za širšimi kamni (nad 50 cm), ki stojijo pravokotno na tok, se v srednjem delu začne odlagati fini substrat, kar lahko dodatno obogati posteljico dna. Kamni se postavijo na področjih, kjer je večji padec dna, na mestih brzic, primernejše so širše struge. Niso primerni za struge s peščenim ali muljnatim dnom zaradi nestabilnosti in verjetnosti posedanja kamnov. Lahko se kombinirajo tudi z odbijačem toka, da dosežemo večji učinek. Največja velikost kamenja naj ne bo večja od 1/5 širine struge. Pri postavljanju moramo paziti, da ne usmerimo toka vode v brežine, ki bi tako lahko erodirale. V prečnem prerezu morajo zasedati skupki kamnov manj kot 10 % pri polnem toku. Ponavadi zadostuje od 3 do 5 kamnov v gruči. V primeru, da na voljo ni primernih kamnov, se lahko uporabijo leseni materiali.
26
Tehnike revitalizacij vodnih ekosistemih
RASTLINSKA ISTILNA NAPRAVA > V STRANSKEM ROKAVU REKE TA DEL JE posajen Z VEGETACIJO
DRENAŽNA CEV
VODONEPREPUSTNA FOLIJA
PREDNOSTI: - o isti vodo - stalen vodotok - NOVI HABITAT - samo istilna sposobnost
SLABOST: - mo an tok, ki odnaša dele istilne naprave v vodotoku Slika 8: Čistilna naprava v strugi
Problem visokih vod predstavljata predvsem erozija substrata ČG in nanašanje mulja na površino ČG. Za zaščito pred visokimi vodami lahko postavimo ČG v stransko strugo. Pri tem zavarujemo ČG pred visokimi vodami, dotok lahko natančneje doziramo in ga tudi predhodno očistimo z usedalnim tolmunom za odstranitev sedimentov. Izognemo se tudi težavam pri prehodu rib zaradi ohranitve toka v glavni strugi. V glavni strugi pa lahko zaščitimo ČG pred erozijo z večjimi frakcijami substrata na površju, zaščitno mrežo, ali pa razširimo strugo do te mere, da vlečna sila visoke vode ne odnaša substrata ČG.
35
Ekoremediacija vodnih ekosistemov
4.2 Tehnike na brežini Tehnike, opisane v tem poglavju, so namenjene predvsem varovanju brežin pred erozijo vode in pred lastnim posedanjem. Z ukrepi na brežinah želimo doseči neko stabilno stanje in hkrati poskušamo z varovanjem in utrjevanjem brežine vzpostaviti dodatne habitate. Določeni ukrepi, kot so zalivi, pa so namenjeni zgolj popestritvi biološke pestrosti.
4.2.1 Skalomet in kamnomet Čeprav so skalometi in kamnometi del klasične “trde” hidrotehnike, v revitalizacijah niso popolnoma izključeni. Kamnomet je pri regulaciji strug nadomestek betona in je naraven material. Slabost se pojavi, predvsem ko so skalometi izvedeni uniformno na daljših odsekih, kar ustvari precej monoton vodni tok in manj pestre habitate. Skrbno izvedeni skalometi, ki so natančno zloženi in imajo manjše odprtine, so sicer res bolj odporni na vodni tok, a onemogočajo kasnejšo zarast vegetacije.
SKALOMET IN kamnomet kamnomet
SKALOMET
- je primerno za ve ja vodna telesa - ZNA ILNOST: štejemo pod naravne tehnike, ker uporabljamo naravne materiale - med razpoke damo VLAGOLJUBNE RASTLINE (veje: RNE JELŠE, BREZE, LESKE, V NEKATERIH DELIH DREN) - stalen dotok vode > strugi daje senco in blagodelno vplivalo na reko 36
Ekoremediacija vodnih ekosistemov
Shema 2: Ukrepi za stoječe vode (Vovk Korže, Kokot Krajnc, 2013)
ERM UKREPI ZA STOJEČE VODE
1. ERM ukrepi v jezeru
• Plavajoči otoki • ERM za ohranjanje mokrišč • ERM za zaščito in varovanje biodiverzitete močvirij
• Posebni habitati
2. ERM na obrežju jezera
• Obrežni drevesni pasovi ob
vodnih okoljih • ERM rešitve pri plazenju tal • Vegetacijski pas za vitalnost okolja • Naravno oblikovanje brežin
3. ERM porečju jezera
• Rastlinska čistilna naprava • Rastlinska čistilna greda • Vegetacijski pas • Poraščenost območja z gozdom • Blažilni vegetacijski pasovi • Mešana raba tal • vegetacijski pas za preprečevanje hrupa, prahu in smradu
• ERM melioracijski jarek • Vegetacijski pas za vitalnost okolja • Gozdne zaplete • Naturalizacija vtokov in iztokov • Fitoremediacija kmetijskih površin • Mejnica • ERM tehnologije za rešitev problemov onesnaženosti tal in vode • Zadrževanje vode na območju vtoka v jezero • Večnamensko upravljanje z jezerom • ERM na zaščitenih območjih • ERM rešitve pri plazenju tal
7
UKREPI ZA VAROVANJE STOJEČIH VODA
V nadaljevanju so navedeni številni ukrepi, ki pozitivno vplivajo na stanje stoječe vode in jih zato vključujemo v nabor želenih sprememb, ki bi jih morali uporabljati pri načrtovanju in izvajanju posegov v prostor. Navedne ukrepe v svojih delih podpirajo tudi Gannon s sod., 2007; Cobet s sod., 1991 in Falkenmark, 2005. Prav tako so ti pristopi podprti s strani ARSO, 2015 in Eurowaternet Slovenija.
68
Ekoremediacija vodnih ekosistemov
Rastlinska čistilna naprava je učinkovita rešitev za odvajanje in čiščenje odpadnih voda iz gospodinjstev, ki niso priključena na kanalizacijsko omrežje, oziroma ležijo na naravovarstveno občutljivem območju.
DOTOK
ODTOK
PRST - onesnažena voda doteka v istilno napravo, kjer rastine, mikrooorganizmi in substrat opravijo funkcijo iš enja - voda odteka v naravo v pre iš eni obliki Slika 25: Rastlinska čistilna naprava v pokrajini
7.2 Ekoremediacije za ohranjanje mokrišč Mlake in lokve so antropogena sladkovodna mokrišča, ki so pomemben življenjski prostor za rastline in živali. So zadrževalniki vode, vodo prečiščujejo, povečujejo biološko raznovrstnost in so pomembni tudi kot kulturna dediščina. Poleg napajanja živine je voda iz lokev/mlak služila še v druge namene: namakanje njiv, gašenje požarov, pranje perila, vir pitne vode, v posebno veselje pa so bile otrokom, ki so v njih plavali ali se igrali z vodo in blatom. V lokvah/mlakah so lahko prisotne plavajoče, zakoreninjene rastline, ki segajo nad površino vode, in potopljene višje rastline. S svojo funkcijo prispevajo k samočistilnim sposobnostim: izboljšajo pogoje za sedimentacijo suspendiranih delcev, predstavljajo površino, na katero se naselijo mikrobi (ki so poglavitni nosilci čiščenja predvsem dušikovih spojin),
70
Ukrepi za varovanje stoječih voda
privzemajo hranilne in strupene snovi, uvajajo kisik v koreninsko cono, kar omogoča aerobno razgradnjo organskih snovi in nitrifikacijo, ustvarjajo življenjski prostor za druge organizme.
Slika 26: Mokrišče za čiščenje vode
7.3 Vegetacijski pasovi za vitalnost okolja Vegetacijske bariere iz drevesnih vrst lahko v prostoru opravljajo tudi pomembno vlogo fizičnih preprek v izogib škodljivega in/ali nezaželenega delovanje vetra, hrupa, praha, smrada in ostalih aerosolnih spojin. Neredko se tem ERM-funkcijam pridruži še estetski krajinski vidik, saj so bariere najpogosteje iz kultiviranih ali avtohtonih rastlin, zasajenih po sadilnem vzorcu na meji med problematično lokacijo in njeno okolico. Pri tovrstni ERM-uporabi rastlin je pomembno, da je bariera gosta, dovolj visoka (tudi do 5 m in več) ter zelena vsaj v ciljnem delu leta. Pri izbiri rastlin za ciljni namen je tudi zelo pomembno, da se uporabijo take, ki imajo visok tolerančni prag (ustrezno genetsko predispozicijo) za moteč ekološki dejavnik, ter da so naravno odporne na biotske dejavnike (bolezni, škodljivce ter konkurenco podrasti). Za normalno delovanje je pomembno, da izbiro rastlin in spremljanje ter usmerjanje njihovega kasnejšega uspevanja prilagodimo lokalnim abiotskim dejavnikom, pri čemer velja izpostaviti naslednje: tla (tj. zemljina, ki jo je, če je je premalo, potrebno predhodno pridobiti), hranila (vsaj prva leta jih je potrebno dodajati), temperatura, voda 71
Ekoremediacija vodnih ekosistemov
in veter. Odvisno od intenzitete ekološkega dejavnika in razpoložljivega prostora se rastline sadi v eni ali v več sadilnih vrstah. Neredko so jakosti hrupa in vetra na zavetrni strani vsaj prepolovljene. Ob intenzivnem rastlinskem izločanju čiste vode ter kisika v ozračje so v okolici bariere znatno znižani tudi smrad, prah ter ostale antropogene spojine v ozračju (npr. razpršena zaščitna sredstva ter hlapljiva hranila). Mnogo nezaželenih kemikalij najde pot tudi v tla pod rastlinami, saj se vežejo na roso oziroma se nalagajo na liste ter kasneje spirajo z dežjem v tla, kjer so podvržene naravnemu razkroju. Vegetacijski pas je pas drevesne in grmovne vegetacije na meji med kmetijskimi zemljišči (mejice), ob rekah, potokih in jezerih (blažilna cona), cestah in industrijskih objektih (protiprašne in protihrupne bariere), ob virih pitne vode ipd., ki ga zasadi človek. Vegetacijski pasovi omogočajo izboljšanje kvalitete vode, zaščitijo zrak in tla ter povečajo biološko pestrost, saj izboljšajo pogoje za prehranjevanje in naselitev. Vegetacijski pasovi so sposobni zadržati velike količine hranil – dušika in fosforja, pa tudi drugih snovi, kot so npr. težke kovine. Z njimi zato lahko ščitimo površinske vode in zajetja pitne vode pred razpršenimi viri onesnaženja, npr. iz kmetijstva. Primerni pa so tudi za preprečevanje onesnaženja iz točkovnih onesnaževalcev, kot so samostojna gospodinjstva in (odvisno od površin) različno velika naselja, različni izpusti iz industrije in obrti, farm, odlagališč odpadkov itd. Poleg tega vegetacijski pasovi predstavljajo tudi vir biomase. Posekano lesno biomaso se lahko uporabi kot trajnostni vir kuriva. Vegetacijski pas je sestavljen iz drevesne in grmovne vegetacije, lahko pa vključuje tudi pas enoletnih rastlin. Nižje rastline rastejo na obeh robovih vegetacijskega pasu, v notranjost sledijo grmovne vrste in na sredini pasu višje lesne rastline. Izbor rastlinskih vrst, ki sestavljajo vegetacijski pas, se pripravi na podlagi popisa rastlin v okolici. Rastline vegetacijskega pasu prevzemajo hranila in druga onesnažila in jih vežejo v biomaso ali zadržijo v sferi korenin, kjer potekata tudi mikrobna razgradnja in absorbcija delcev tal.
72
Ekoremediacija vodnih ekosistemov
Slika 28: Delovanje obrežnih pasov
7.5 Gozdni ekosistemi čistijo zrak in hranijo tla Obsežna območja občine Dolenjske toplice poraščajo gozdovi, ki so zaradi ponora CO2 in sproščanja kisika pravi dihalni sistem v naravi. Zadržujejo talno in zračno vlago, regulirajo temperaturo, so dom številnim živim bitjem ter energijski in surovinski vir. Gozdovi opravljajo ekoremediacijsko vlogo preventivnega varovanja prsti, voda in ozračja ter povečujejo pestrost ekosistemov in opravljajo pomembno ekosistemsko vlogo. Strokovnjaki opredeljujejo štiri različne vrste storitev, ki so vse bistvene za človekovo zdravje in dobro počutje: oskrbovalne storitve oskrbujejo z dobrinami, na primer s hrano, vodo, z lesom in vlakni; uravnalne storitve uravnavajo podnebje in padavine, vodo (npr. poplave), odpadke in širjenje bolezni; kulturne storitve zajemajo lepoto, navdih in razvedrilo, ki prispevajo k naši duhovni blaginji; podporne storitve vključujejo nastajanje prsti, fotosintezo in kroženje hranilnih snovi, ki so osnova za rast in pridelavo. Ker nekatere pomembne storitve morda še niso znane, moramo biti previdni pri varovanju ekosistemov.
74
Ekoremediacija vodnih ekosistemov
V občini lahko vzpostavimo naslednje sisteme ekoremediacijskih metod ali sisteme zelene infrastrukture: deževni vrt, zelena streha, zelena fasada, vetrna bariera, plantaža meteorne vode, zbiranje deževnice in porozni tlakovci in asfalt.
Slika 32: Zelena infrastruktura: peščeni čistilni jarek
7.9 Zelena parkirišča Mnoga parkirišča imajo zelene pasove, ki so z oblikovnega vidika zelo privlačni, zmanjšujejo hrup in predstavljajo nove habitate za rastline in živali. Prav tako pa ti zeleni prostori, ki so ob parkiriščih oblikovani kot deževni vrtovi ali žive meje, opravljajo več ekosistemskih funkcij. Med temi je potrebno izpostaviti naslednje: zmanjšujejo hitrost odtoka meteornih voda, ohranjajo deževnico na mestu nastanka in s tem povečujejo količine podtalne vode, omogočajo infiltracijo meteornih voda v podtalje, zmanjšujejo efekt mestnega toplotnega otoka, vplivajo na boljšo kvaliteto zraka in vode. Oblikovanje parkirišč z zelenimi trakovi ima številne ugodne lastnosti za lokalno okolje. Prepustni prostori sredi parkirišč urejajo problematiko odpadnih voda, vzpostavljajo habitate za različne živalske in rastlinske vrste. Pri oblikovanju zelenih pasov na območju parkirišč oblikovalci najpogosteje uporabljajo avtohtone vrste dreves in gromovnice, ki zahtevajo manj namakanja in so primerne za značilnosti lokalnega podnebja. Vegetacija na parkirišču omogoča nižanje CO2 v zraku, zmanjšuje vplive efekta mestnega toplotnega otoka in s tem vzpostavlja blagodejno bivalno okolje za prebivalce urbanih površin. 78
Ekoremediacija vodnih ekosistemov
V svoji zasnovi je deževni vrt takšen vrt, ki izkorišča padavine in odtok meteornih voda ter različne rastlinske vrste za reševanje različnih problemov okolja. Običajno je to majhen vrt, ki je zasnovan tako, da prenese skrajne oblike vlage, ki se poveča predvsem ob deževnih nalivih, in večjo koncentracijo hranil, predvsem dušika in fosforja, ter možnost povečanja koncentracij težkih kovin, ki se nahajajo v odtoku meteornih voda. Deževni vrtovi so v najboljših primerih locirani v bližini vira odtekanja meteornih voda in služijo za zmanjševanje meteornih voda in tudi njene onesnaženosti. Deževni vrt je lahko zasnovan tako, da opravlja samo funkcijo infiltracije deževne meteorne vode v podtalje, ali pa lahko najprej opravlja funkcijo čiščenja meteornih voda in nato še funkcijo infiltracije, da se prečiščena voda odteka v podtalje. Na tak način deževni vrtovi v območjih z veliko količino neprepustnih površin zmanjšujejo erozijo in preprečujejo tveganje za nastanek poplav, saj zmanjšujejo tudi hitrost odtoka meteornih voda. Bistvo deževnih vrtov ni v estetskem vidiku in v oblikovanju habitatov v grajenih okoljih, ampak predvsem v procesih, ki se dogajajo pod površino vrta. Procesi, ki se odvijajo pod površino, posnemajo hidrološko delovanje gozda.
Slika 34: Deževni vrtovi za čiščenje vode
80
Ukrepi za varovanje stoječih voda
koritu in rastlinske korenine so sposobne vodo filtrirati in izločiti patogene fekalne organizme, dušik, fosfor, baker, svinec, cink in jih pretvoriti v neškodljivo obliko, razgraditi klorirane pesticide in težke kovine, delo pa v kombinaciji z rastlinami opravijo še zemeljski mikroorganizmi.
7.13 ERM tehnologije za rešitev problema onesnaženosti tal in vode Za reševanje problematike onesnaženosti tal in vodnih teles z nitrati so predstavljene ekoremediacijske metode z uporabo fitoremediacije pri odstranjevanju organskih in anorganskih onesnaževal v tleh obdelovalnih površin zaradi dolgoletne uporabe gnojil in fitofarmacevtskih sredstev. Zajemajo metode neposredne remediacije onesnaženih tal (hiperakumulatorske rastline, rastline z visokim prirastom in visoko evapotranspiracijo) in vode (večnamenski melioracijski jarki, mokrišča) ter metode zaščite okolja pred netočkovnim onesnaževanjem kot posledice kmetijske dejavnosti (vegetacijski pasovi). Trije glavni sestavni deli, substrat, mikrobi in rastline, so sposobni zmanjšati količino hranilnih in strupenih snovi s pomočjo filtracije, različnih razgradnih procesov v anoksičnih ali oksičnih razmerah ter s pomočjo vgradnje v rastlinsko in živalsko biomaso. S pravilno izbiro rastlinskih vrst, z njihovim pravilnim gojenjem in rednim odstranjevanjem prirastka biomase lahko tako kontrolirano odstranjujemo onesnaževala in s tem čistimo vodo in tla pred onesnažili, kot so nitrati in pesticidi. Preglednica 5: Tipične rastline, ki se jih uporablja pri različnih fitoremediacijskih pristopih (Vrhovšek s sod., 2008)
Proces čiščenja Naravni vir FITOTRANSFORMACIJA Tla, podtalnica, izcedna voda, čiščenje odpadne vode z vnosom vode v tla
RIZOSFERNA BIOREMEDIACIJA
Tla, sedimenti, čiščenje odpadne vode z vnosom vode v tla
Onesnaževalo • Herbicidi (atrazin, alachlor) • Aromatske spojine (BTEX) • Klorirane alifatske spojine (TCE) • Rastlinska hranila (NO3, NH4, PO4) • Razstreliva (TNT, RDX) • Organska onesnaževala (pesticidi, aromatske spojine, PAH)
83
Tipične rastline • Lesne vrste (topol, vrba, trepetlika, jelša) • Trave (Lolium perenne, Festuca, Shorgum, Cynodon dactylon) • Metuljnice (detelja, alfalfa, Vigna unguiculata) • murva, jablana, osage pomaranča - Maclura pomifera Trave z močnim koreninskim sistemom (Lolium perenne, Festuca, Cynodon dactylon • Lesne vrste (topol, vrba, trepetlika, jelša) • Vodne rastline za sedimente