Salzverschmutzung in Süßwasser ist ein wachsendes globales Anliegen.

Übermäßiges Salz schädigt Pflanzen, verschlechtert den Boden und beeinträchtigt die Wasserqualität. In städtischen Gebieten gelangen während des Winters zum Enteisen verwendete Straßensalze oft in die Regenwassersysteme, was Gesundheitsbedenken und Herausforderungen für die Infrastruktur mit sich bringt.

Insbesondere können Salze Prozesse wie die Filtration beeinträchtigen und Rückhaltebecken kontaminieren, die zur Verwaltung und Behandlung von städtischem Regenwasserabfluss genutzt werden. Megan Rippy, außerordentliche Professorin für Bau- und Umwelttechnik, hat sich zum Ziel gesetzt, zu verstehen, wie Salz Pflanzen in Regenwasser-Rückhaltebecken beeinflusst und zu beurteilen, ob bestimmte Pflanzen die Salzverschmutzung durch einen Prozess namens Phytoremediation mindern können.

„Pflanzen spielen eine wichtige Rolle in der Leistung grüner Infrastrukturen, aber nur 1 Prozent der Pflanzen, bekannt als Halophyten, können hochsalzhaltige Umgebungen bewältigen“, sagte Rippy. „Deshalb ist es wichtig, die Bedrohung, die Salze für die grüne Infrastruktur darstellen, sowie das Potenzial salztoleranter Arten zur Minderung dieser Bedrohung zu charakterisieren.“

Rippy leitete eine einjährige Studie, die von einem Förderpreis des National Science Foundation Growing Convergence Research Program finanziert wurde. Sie untersuchte Regenwasser-Rückhaltebecken in Nord-Virginia und erforschte die Auswirkungen von Straßensalzen auf Pflanzen, Böden und die Wasserqualität in Systemen grüner Infrastruktur. Diese Becken, die zur Verwaltung von Regenwasserabfluss und zur Verbesserung der Wasserqualität konzipiert sind, stehen im Winter vor Herausforderungen durch die verwendeten Straßensalze.

Die Forschung, veröffentlicht in Science of the Total Environment, zeigt, dass die in den Systemen grüner Infrastruktur vorhandene Salzmenge tatsächlich ein Niveau erreicht, das Pflanzengemeinschaften bedroht. Allerdings ist es unwahrscheinlich, dass der Einsatz salztoleranter Pflanzen zur Minderung des Problems effektiv ist, da sie einfach nicht genug Salz aufnehmen.

Salzkonzentrationen und Pflanzenresilienz

Die Forschung ergab, dass Becken, die Straßen entwässern, die höchsten Salzkonzentrationen aufwiesen, was zu erheblichem Stress für die Pflanzen führte. Parkplätze folgten mit mäßigen Salzkonzentrationen, während Becken, die grasbewachsene Flächen entwässern, wenig bis keinen Salzstress aufwiesen.

Von den in den Becken identifizierten 255 Pflanzenarten zeigten 48 einheimische Arten die Fähigkeit, hohe Salzkonzentrationen zu tolerieren. Bestimmte Pflanzen, insbesondere Rohrkolben, nahmen erhebliche Mengen Salz auf, deutlich mehr als andere Arten.

Die Forscher konzentrierten sich auf 14 Rückhaltebecken in Nord-Virginia und maßen die Salzkonzentrationen in Wasser, Boden und Pflanzentextilien über die vier Jahreszeiten hinweg. Die Wasserproben wurden im Occoquan Watershed Monitoring Laboratory auf elektrische Leitfähigkeit und Hauptsalzionen analysiert. Die Becken bieten Entwässerung für verschiedene Landtypen, einschließlich Straßen, Parkplätze und grasbewachsene Flächen.

Können Pflanzen das Salinitätsproblem lösen?

Während salztolerante Pflanzen wie Rohrkolben vielversprechend erschienen, war ihr Einfluss auf die gesamte Salzentfernung begrenzt. Selbst in einem dicht mit Rohrkolben bepflanzten Becken konnten nur etwa 5 bis 6 Prozent des im Winter aufgebrachten Straßensalzes entfernt werden. Dies deutet darauf hin, dass Phytoremediation allein die Salzverschmutzung nicht lösen kann, aber ergänzend zu umfassenderen Salzmanagementstrategien, die auch die winterliche Salzanwendung berücksichtigen, wirken könnte.

„Die Menge an Salz, die Rohrkolben entfernen, entspricht ungefähr der Masse von ein bis zwei Erwachsenen“, sagte Rippy. „Das ist im Vergleich zu der Menge, die wir tatsächlich auf Straßen und Parkplätzen anwenden, verblassend gering und deutet darauf hin, dass wir nicht erwarten sollten, dass Pflanzen eine Allheilmittel-Lösung für unser Versalzungproblem sind.“

Der Klimawandel könnte auch die Dynamik des Salzstresses in Regenwassersystemen verändern. Da die Winter in Übergangsklimazonen milder mit mehr Regen und weniger Schnee werden, könnte die auf Straßen aufgebrachte Salzmenge abnehmen. Dieser Wandel könnte die Salzkonzentrationen in den Becken stärker an die Fähigkeit der Pflanzen anpassen, die Versalzung aufzunehmen und zu verarbeiten.

Allerdings könnten Regionen mit anhaltender Schneebedeckung andere Herausforderungen erleben, wie verzögerte Salzabspülung und Pflanzenemergenz, was die Salzstressprofile und die Phytoremediationskapazität beeinflussen könnte.

Resiliente Systeme zur Verwaltung der städtischen Salzverschmutzung

Diese Studie liefert wertvolle Einblicke in das Zusammenspiel zwischen Pflanzen, Salzverschmutzung und grüner Infrastruktur. Durch das Verständnis, wie Pflanzen Salz tolerieren und verarbeiten, ist Rippy einen Schritt näher daran, nachhaltige Lösungen zum Schutz von Süßwasserökosystemen zu entwickeln.

Während Pflanzen allein unser Salzverschmutzungsproblem nicht lösen können, ist ihre Rolle in integrierten Managementstrategien entscheidend. Dies kann Stadtplanern, Ingenieuren und Umweltwissenschaftlern Orientierung bieten, um effektivere Regenwassersysteme zu entwerfen, den Abfluss zu verwalten, die Salzverschmutzung zu reduzieren und grünere, widerstandsfähigere Städte zu schaffen.

Originalquelle: https://news.vt.edu/articles/2025/01/eng-cee-rippy-salt-pollution-mitigation.html

Originalveröffentlichung
S. Long, M.A. Rippy, L. Krauss, M. Stacey, K. Fausey
Journal: Science of The Total Environment
Artikel-Titel: The impact of deicer and anti-icer use on plant communities in stormwater detention basins: Characterizing salt stress and phytoremediation potential
Veröffentlichungsdatum des Artikels: 15. Jan. 2025
DOI: https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.178310

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Quelle: EurekAlert!