Advanced size fractionation to estimate the impact of bioretention systems on metal speciation – preliminaryresults

[Analyse fine du fractionnement par taille pour estimer l'impact des systèmes de biorétention sur la spéciation des métaux - résultats préliminaires]

Document identifier: oai:DiVA.org:ltu-77512
Keyword: Engineering and Technology, Civil Engineering, Water Engineering, Teknik och teknologier, Samhällsbyggnadsteknik, Vattenteknik, Bioretention, Metals, Salt, Size fractionation, Stormwater, VA-teknik, Urban Water Engineering, Centrumbildning - Centrum för dagvattenhantering (DRIZZLE), Centre - Centre for Stormwater Management (DRIZZLE)
Publication year: 2019
Relevant Sustainable Development Goals (SDGs):
SDG 9 Industry, innovation and infrastructureSDG 2 Zero hungerSDG 6 Clean water and sanitation
The SDG label(s) above have been assigned by OSDG.ai

Abstract:

Due to their potential toxic effects on organism as well as their increased anthropogenic input in stormwater in urban developed areas, metals are pollutants of major concern in bioretention research. Studies on stormwater bioretention systems have so far mainly determined total metals and in some cases dissolved metals determined by filtration through 0.45µm filters. The appearance of colloidal metals has not been regarded, although environmental effects of colloids differ from particulate and dissolved substances. In this study we investigated how proportions of particulate, colloidal and dissolved fractions of Cd, Pb, Cu and Zn are influenced by passage through bioretention systems. Ratios of colloidal and/or dissolved fractions of Cu and Zn are higher in the bioretention effluent. Effects of salt vary between metals. Zn and Cd fractionation in the influent is affected by salt while Cu and Pb fractionation in influent is not affected. Effluent Zn in the colloidal fraction and effluent Cu in the dissolved fraction are affected by salt. Vegetation has no significant impacts on metal speciation. Overall, metal treatment of bioretention columns is efficient.

Abstract:

En raison de leurs effets toxiques potentiels sur les organismes et de leur apport anthropique accru dans les eaux pluviales des zones urbaines développées, les métaux sont des polluants qui suscitent de grandes préoccupations dans les recherches sur la biorétention. Jusqu'à présent, les études sur les systèmes de biorétention des eaux pluviales ont principalement permis de déterminer la teneur totale en métaux, et, dans certains cas, les métaux dissous par filtration grâce à des filtres 0,45 µm. La présence de métaux colloïdaux n’a pas été prise en compte, bien que les effets des colloïdes sur l’environnement diffèrent de ceux des particules et des substances dissoutes. Dans cette étude, nous avons étudié dans quelle mesure le passage par des systèmes de biorétention influait sur les proportions de fractions de Cd, Pb, Cu et Zn particulaires, colloïdales et dissoutes. Les proportions des fractions colloïdales et/ou dissoutes de Cu et Zn sont plus élevées dans l’effluent qui est passé par la biorétention. Les effets du sel varient selon les métaux. Le sel affecte le fractionnement du Zn et du Cd dans l'affluent, mais pas celui du Cu ni du Pb. Le sel affecte l'effluent Zn dans la fraction colloïdale et l'effluent Cu dans la fraction dissoute. La végétation n'a pas d'impact significatif sur la spéciation des métaux. Dans l'ensemble, le traitement des métaux des colonnes de biorétention est efficace.

Authors

Katharina Lange

Luleå tekniska universitet; Arkitektur och vatten
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Godecke-Tobias Blecken

Luleå tekniska universitet; Arkitektur och vatten
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Maria Viklander

Luleå tekniska universitet; Arkitektur och vatten
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