Innovative Rain Gardens for Sustainable and Effective Treatment of Urban Runoff Polluted with Microplastics, Organic Pollutants and Metals
Research Project, 2021 – 2024

Att skydda miljön från mikroplaster, giftiga metaller och organiska miljögifter är av högt samhällsvärde och ett krav för att uppnå satta miljömål. Giftiga metaller och vissa organiska miljögifter är ämnen man redan idag försöker hindra att de sprids till vår miljö, men mikroplaster som har flera negativa effekter på levande organismer är mer outforskade. De är skadliga i sig och även potentiella bärare av organiska miljögifter och metaller. Beräkningar visar att stora delar av de mikroplaster som avges till våra vattendrag kommer från nötning av gummidäck, men även från nötning av vägmarkeringar och asfalt som innehåller en komplex blandning av organiska föreningar. Den största andelen mikroplaster bedöms transporteras från vägen med dagvatten och att 70-80 procent av de mikroplaster som finns i haven kommer från landbaserade källor och har transporterats dit via älvar och floder. Detta beror på att endast ett fåtal procent av det dagvatten som bildas i urbana miljöer renas vilket innebär att merparten transporteras helt orenat till närliggande vattendrag.De system för att omhänderta dagvatten som finns är inte konstruerade för att effektivt avskilja små mikroplastpartiklar. Systemen är inte heller anpassade för ett hållbart omhändertagande av organiska miljögifter och metaller. För att minska riskerna i miljön är behovet att rena dagvatten från metaller, organiska miljögifter och mikroplaster stort.Regnbäddar är en möjlig metod för att lokalt behandla stora mängder och kraftigt förorenat dagvatten som rinner av vägar, parkeringsplatser och andra urbana hårdgjorda ytor vid regn. Regnbäddar bidrar också till en värdefull grön infrastruktur som kan utformas som rabatter längs vägar och parkeringsplatser med syfte att minska både flödet av dagvatten och att binda föroreningar nära källan. I regnbäddarna tas några av miljögifterna upp i växterna och andra bryts ner i växternas rotzoner eller fastläggs i jorden. Processerna för borttagande av metaller är relativt väl kända medan processerna för organiska miljögifter är mindre kända och för mikroplaster hittills helt outforskade. Det är också alltmer viktigt att sluta kretsloppen och möjliggöra utvinning av metaller och mikroplaster från växter och jord i uttjänta regnbäddar.Syfte med detta projekt är att utveckla innovativa regnbäddar för att rena dagvatten från den cocktail av föroreningar som förekommer i form av mikroplastpartiklar, organiska miljögifter och metaller. Målet är också att studera om, och i så fall hur, de föroreningar som ansamlats bryts ned och oskadliggörs samt identifiera möjligheter att återvinna värdefulla metaller.De specifika målen är att:Designa och konstruera innovativa och hållbara regnbäddar i pilotskala för effektivt avlägsnande av föroreningar och att utvärdera sorptionsmaterial som torv, bio-kol och aska som bäddmaterial med och utan plantor i symbios med mykorrhizasvampar.I pilot och på laboratorium studera processerna i regnbäddarna för fastläggning, fördelning, nedbrytning, potentiellt upptag i växter, samt möjlig urlakning av mikroplaster och övriga föroreningar.Identifiera och utvärdera metoder för separation, nedbrytning och återvinning av föroreningar som återfinns i växterna, rötterna/mykorrhiza och jordbäddsmaterialet som använts i regnbäddarna.De vetenskaplig frågorna är:Vilka är processerna för borttagning, transport av föroreningar och eventuell nedbrytning av mikroplaster och organiska föroreningar i regnbäddar med olika bäddmaterial? Hur påverkas processerna med och utan växter och mykorrhizasvampar och av olika miljöförhållanden?Hur kan kvarstående mikroplaster effektivt separeras, brytas ned eller återvinnas från jord, sorptionsmaterial, växter och rötter i de använda regnbäddarna?Är det möjligt att utveckla en metod som effektivt bryter ned mikroplaster och organiska föroreningar, och samtidigt återvinner värdefulla metaller från växter och jord från regnbäddarna?Nyttan med projektet:Minska förekomst och spridning av mikroplaster, organiska miljögifter och metaller på ett hållbart och kostnadseffektivt sätt. (Bidrar till Sveriges miljömål, EU:s ramdirektiv för havsstrategi och vatten och FN:s globala hållbarhetsmål).Utveckling av innovativa miljövänliga tekniker för rening av dagvatten där nedbrytning av mikroplast och organiska föroreningar, samt återvinning av metaller bidrar till en tillväxt i svensk grön och cirkulär ekonomi. Projektet bidrar också till utveckling av grön infrastruktur i urbana miljöer.

Participants

Ann-Margret Hvitt Strömvall (contact)

Chalmers, Architecture and Civil Engineering, Water Environment Technology

Yvonne Andersson-Sköld

Chalmers, Architecture and Civil Engineering

Glenn Johansson

Chalmers, Architecture and Civil Engineering, Water Environment Technology

Karin Karlfeldt Fedje

Chalmers, Architecture and Civil Engineering, Water Environment Technology

Oskar Modin

Chalmers, Architecture and Civil Engineering, Water Environment Technology

Funding

Formas

Project ID: 2020-01123
Funding Chalmers participation during 2021–2023

COWI A/S

Funding Chalmers participation during 2022–2024

Åke och Greta Lissheds stiftelse

Project ID: 2023-00215
Funding Chalmers participation during 2023–2024

Related Areas of Advance and Infrastructure

Sustainable development

Driving Forces

More information

Latest update

2023-09-25