Według prawnej definicji ochrona środowiska polega na podjęciu lub zaniechaniu działań umożliwiających zachowanie lub przywracanie równowagi przyrodniczej, zgodnie z zasadą zrównoważonego rozwoju. Przykładem zastosowania zasad zrównoważonego rozwoju w inżynierii ekologicznej jest budowa systemów sztucznych mokradeł, tzw. constructed wetlands. Są to celowo budowane obiekty symulujące funkcje mokradeł w zakresie ochrony jakości wody. Sztucznie tworzone mokradła mają zdolność do zatrzymywania składników nawozowych i innych szkodliwych substancji z wód, które przez nie przepływają. Zazwyczaj głównym ich celem jest zmniejszenie ładunku azotu i fosforu, a tym samym eutrofizacji wód powierzchniowych.

Na skutek spowolnienia przepływu oraz obecności roślin i mikroorganizmów w sztucznym mokradle zachodzi szereg fizycznych, chemicznych i biologicznych procesów charakterystycznych dla terenów podmokłych, takich jak:

–     pobieranie dużych ilości wody przez rośliny, zmniejszające objętość spływów,

–     opadanie cząstek stałych wraz z zaadsorbowanymi związkami fosforu,

–     przyswajanie rozpuszczonych związków azotu i fosforu przez rośliny,

–     tlenowy i beztlenowy rozkład substancji organicznych,

–     nitryfikacja i denitryfikacja pod wpływem mikroorganizmów,

–     filtracja substancji stałych przez łodygi i liście roślin,

–     niszczenie mikroorganizmów chorobotwórczych przez antagonistyczne działanie mikroflory bagiennej.

W Polsce początkowo stosowano sztuczne mokradła (zwane również oczyszczalniami makrofitowymi) jako przydomowe oczyszczalnie ścieków bytowych w miejscowościach o zabudowie rozproszonej. Obecnie coraz częściej stosowane są one do oczyszczania wód deszczowych odprowadzanych z utwardzonych powierzchni.

Należy nadmienić, że sztuczne mokradła oprócz oczyszczania wód i ścieków spełniają również szereg innych korzystnych funkcji, takich jak: zwiększenie retencji zlewni, zwiększenie bioróżnorodności i zróżnicowania krajobrazu.

W ostatnich latach w Instytucie Technologiczno-Przyrodniczym wybudowano sztuczne mokradło do oczyszczania wód deszczowych spływających z podwórza gospodarstwa prowadzącego chów bydła. Wiadomo, że wszędzie tam, gdzie prowadzona jest produkcja zwierzęca istnieje zagrożenie zanieczyszczenia wód spływających po opadach deszczu związkami fosforu i azotu oraz bakteriami i materią organiczną, pochodzącymi ze składowisk nawozów naturalnych, wybiegów dla zwierząt, budynków inwentarskich i pryzm kiszonek.

Sztuczne mokradło tworzą dwa zbiorniki o powierzchni 30m². W pierwszym, głębszym osadniku zatrzymywane są cząsteczki gleby oraz nierozpuszczone związki organiczne i biogenne. Substancje w postaci rozpuszczonej są usuwane w drugim zbiorniku. W nim z kolei posadzone są rośliny o znanych właściwościach oczyszczających, które w naturze występują w wodach stojących lub na ich obrzeżach, takie jak: oczeret jeziorny, manna mielec, sit rozpierzchły, turzyca brzegowa, kosaciec żółty oraz jeżogłówka gałęziasta.

Spływ wód deszczowych z podwórza gospodarstwa hodowlanego był zanieczyszczony związkami azotu i fosforu, pochodzącymi z pasz i odchodów zwierząt. W pierwszym roku działania mokradła efektywność oczyszczania wód deszczowych spływających z podwórza wynosiła 68,3 proc. dla fosforu fosforanowego, 70,5 proc. dla azotu azotanowego i 85,4 proc. dla azotu amonowego. Wyniki te wskazują, że sztuczne mokradła, które są inwestycją tanią i możliwą do wykonania we własnym zakresie, są skutecznym sposobem zapobiegania degradacji środowiska naturalnego.

dr inż. Ludmiła Rossa

Instytut Technologiczno-Przyrodniczy, Falenty k. Warszawy

Zakład Jakości Wod