La biorretención es el proceso mediante el cual se eliminan los contaminantes y la sedimentación de la escorrentía de aguas pluviales . Las aguas pluviales se recolectan en el área de tratamiento que consiste en una franja de amortiguación de césped, un lecho de arena, un área de estanques, una capa orgánica o una capa de mantillo , tierra de plantación y plantas. La escorrentía pasa primero sobre o a través de un lecho de arena, lo que reduce la velocidad de la escorrentía y la distribuye uniformemente a lo largo del área de encharcamiento, que consiste en una capa orgánica superficial y / o cobertura vegetal.y el suelo de plantación subyacente. El área de estancamiento está nivelada, su centro deprimido. El agua se acumula a una profundidad de 15 cm (5,9 pulgadas) y se infiltra gradualmente en el área de biorretención o se evapotranspira . El área de biorretención está graduada para desviar el exceso de escorrentía de sí misma. El agua almacenada en el suelo de plantación del área de biorretención se filtra durante un período de días a los suelos subyacentes. [1]
Filtración [ editar ]
Cada uno de los componentes del área de biorretención está diseñado para realizar una función específica. La franja de amortiguación de césped reduce la velocidad de la escorrentía entrante y filtra las partículas de la escorrentía. El lecho de arena también reduce la velocidad, filtra las partículas y esparce el flujo a lo largo del área de biorretención. El lecho de arena de 0,5 m (20 pulgadas) de profundidad proporciona aireación y drenaje del suelo de plantación. El área de estancamiento proporciona un lugar de almacenamiento temporal para la escorrentía antes de su evaporación o infiltración . Algunas partículas no filtradas por la banda de filtro de césped o el lecho de arena se depositan dentro del área de estancamiento. [1]
La capa orgánica o de mantillo también filtra los contaminantes y proporciona un entorno propicio para el crecimiento de microorganismos , que degradan los productos a base de petróleo y otros materiales orgánicos . Esta capa actúa de manera similar a la hojarasca en un bosque y previene la erosión y el secado de los suelos subyacentes. La cobertura vegetal plantada también reduce el potencial de erosión, un poco más eficazmente que el mantillo. La velocidad máxima de flujo laminar antes de las condiciones erosivas es de 0,3 metros por segundo (1 pie por segundo) para la cubierta vegetal plantada y de 0,9 metros por segundo (3 pies por segundo) para el mantillo. [2]
La arcilla en el suelo de plantación proporciona sitios de adsorción para hidrocarburos , metales pesados , nutrientes y otros contaminantes. El almacenamiento de aguas pluviales también es proporcionado por los huecos en el suelo de plantación. El agua y los nutrientes almacenados en el agua y el suelo están disponibles para que las plantas los absorban. El diseño del área de biorretención se determina después de considerar las limitaciones del sitio, como la ubicación de los servicios públicos, los suelos subyacentes, la vegetación existente y el drenaje. Sitios con arcillososLos suelos arenosos son especialmente apropiados para la biorretención porque el suelo excavado se puede rellenar y utilizar como suelo de plantación, eliminando así el costo de importar tierra de plantación. Un estrato de suelo circundante inestable y suelos con un contenido de arcilla superior al 25 por ciento pueden excluir el uso de biorretención, al igual que un sitio con pendientes superiores al 20 por ciento o un sitio con árboles maduros que se eliminarían durante la construcción de las mejores prácticas de manejo . [3]
Remediación de metales pesados [ editar ]
Los metales traza contaminantes como el zinc , el plomo y el cobre se encuentran en la escorrentía de aguas pluviales de superficies impermeables (por ejemplo, carreteras y aceras). Los sistemas de tratamiento, como los jardines de lluvia y las macetas de aguas pluviales, utilizan una capa de bioretención para eliminar los metales pesados de la escorrentía de las aguas pluviales. Las formas disueltas de metales pesados pueden unirse a partículas de sedimento en la calzada que luego son capturadas por el sistema de biorretención. Además, los metales pesados pueden adsorberse a las partículas del suelo en los medios de bioretención a medida que se filtra la escorrentía. [4] En experimentos de laboratorio, las células de biorretención eliminaron 94%, 88%, 95% y> 95% de zinc, cobre, plomo y cadmio., respectivamente, de agua con concentraciones de metales típicas de la escorrentía de aguas pluviales. Si bien este es un gran beneficio para la mejora de la calidad del agua, los sistemas de biorretención tienen una capacidad finita para la eliminación de metales pesados. En última instancia, esto controlará la vida útil de los sistemas de biorretención, especialmente en áreas con altas cargas de metales pesados. [5]
La eliminación de metales mediante células de bioretención en climas fríos fue similar o ligeramente menor que en ambientes más cálidos. Las plantas son menos activas en las estaciones más frías, lo que sugiere que la mayoría de los metales pesados permanecen en los medios de bioretención en lugar de ser absorbidos por las raíces de las plantas. [6] Por lo tanto, la remoción y reemplazo de la capa de biorretención será necesaria en áreas con contaminantes de metales pesados en la escorrentía de aguas pluviales para extender la vida útil del sistema de tratamiento.
Ver también [ editar ]
- Bioswale
- Recarga de aguas subterráneas
- Jardín de lluvia
- Escorrentía urbana
- Fitorremediación
- Filtro de caja de árbol
Referencias [ editar ]
- ^ a b Ficha técnica de tecnología de aguas pluviales: Biorretención (informe). Washington, DC: Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA). Septiembre de 1999. EPA-832-F-99-012.
- ^ Clar, ML; Barfield, BJ; O'Connor, TP (2004). Guía de diseño de mejores prácticas de gestión de aguas pluviales, Volumen 2: Biofiltros vegetativos (Informe). Cincinnati, OH: EPA. EPA-600 / R-04 / 121A.
- ^ Manual de biorretención (PDF) (Informe). Largo, MD: Departamento de Recursos Ambientales del Condado de Prince George. 2009. pp. 6, 42. Archivado desde el original (PDF) en 2011-01-08.
- ^ Li, H. y Davis, AP (2008). ‹Ver Tfd› doi : 10.1021 / es702681j "Captura y acumulación de metales pesados en medios de bioretención". Ciencia y tecnología ambientales, 42 (14), 5247-5253.
- ^ Sun, X. y Davis, AP (2007). "Destinos de metales pesados en sistemas de bioretención de laboratorio". Chemosphere, 66 (9), 1601-1609.
- ^ Muthanna, TM, Viklander, M., Gjesdahl, N. y Thorolfsson, ST (2007). "Remoción de metales pesados en biorretención de clima frío". Contaminación del agua, el aire y el suelo, 183 (1-4), 391-402.
- Davis, Allen P. (2007). "Rendimiento de campo de biorretención: calidad del agua". Ciencias de la Ingeniería Ambiental . 24 (8): 1048–1064. doi : 10.1089 / ees.2006.0190 .
- Liu, Jia; Sample, David J .; Bell, Cameron; Guan, Yuntao (2014). "Necesidades de revisión e investigación de la biorretención utilizada para el tratamiento de aguas pluviales urbanas" . Agua . 6 (4): 1069–1099. doi : 10.3390 / w6041069 .
- Traver, Robert G .; Davis, Allen P .; Hunt, William F. (octubre de 2007). "BMP de bioretención y bioinfiltración: la experiencia de tres investigadores" . Aguas pluviales . Santa Bárbara, CA: Forester Media. ISSN 1531-0574 . Archivado desde el original el 2 de abril de 2015.
