Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

I arbetet mot klimatförändringar i urban miljö kan gröna tak ha en viktig funktion genom att reducera och fördröja dagvattenavrinning samt bidra med ett flertal ekosystemtjänster och öka andelen grönyta. En nackdel med gröna tak är dock att de kan innebära ett ökat näringsläckage, vilket resulterar i näringsföroreningar i avrinningsvattnet. Detta har en negativ inverkan på ekosystem, och kan bidra till allvarliga miljöproblem, såsom övergödning, algblomning och försurning, vilket utöver att påverka ekosystem negativt även innebär en enorm samhällskostnad. Detta kandidatarbete undersöker hur jordförbättringsmaterialet biokol kan användas för att reducera näringsläckage från gröna tak. Biokol har visats vara ett mycket hållbart material, då dess tillverkning kan innebära återanvändning och tillvaratagande av biprodukter från andra industrier, samt då biokol kan reducera utsläpp av växthusgaser. Resultatet visar att biokol effektivt reducerar läckage av generella näringsämnen, och att det särskilt effektivt reducerar näringsläckage av kväve (N). Vidare konstateras att det finns flera bakomliggande faktorer som påverkar i vilken utsträckning biokol reducerar näringsläckage, bland annat vilket tillverkningsmaterial som använts, vilken storlek biokolet har, och vilken mängd biokol som tillsätts. Studier visar även att biokol kan buffra, neutralisera, och höja pH eftersom det generellt är ett alkaliskt material. Detta medför att biokol kan användas för att reducera effekten av sur nederbörd, och höja pH-värdet i avrinningsvattnet från gröna tak, vilket innebär att mängden föroreningar från gröna tak reduceras. Resultatet visar vidare att vegetation i kombination med biokol innebär högst reduktion av näringsläckage, och att biokol också kan förbättra förutsättningarna för vegetation på gröna tak. Biokol har visats fördröja den permanenta vissningspunkten, genom att öka substratets vattenhållande förmåga; något som medför ökad vitalitet. Att vegetationen har hög vitalitet och god etablering menar flera studier är avgörande för mängden näringsläckage i avrinningsvattnet från gröna tak. Sammantaget bedöms det finnas goda förutsättningar att genom användning av biokol på gröna tak i urbana miljöer reducera näringsläckage. Biokol kan även, tack vare dess låga densitet, användas för att öka substratets tjocklek, utan att medföra en viktökning. Detta bedöms ha stor potential att öka artrikedomen på gröna tak, vilket kan främja biologisk mångfald och ha positiv effekt på ekosystem. Fortsättningsvis hoppas vi på att kunna se en ökning av mängden gröna tak i urban miljö, och att de gröna tak som anläggs har biokol tillsatt i substratet.

In the work against climate change in urban areas, green roofs have an important role in reducing and delaying stormwater runoff whilst providing a wide range of ecosystem services. However, a disadvantage with green roofs is the increased likelihood of nutrient leaching, which can lead to nutrient pollution. Nutrient runoff is a detriment to ecosystems by contributing to environmental problems such as eutrophication, algae bloom and acidification, which amount to a great social cost. This bachelor’s thesis aims to examine how the soil improver biochar can be used to reduce nutrient leaching from green roofs. Biochar has been proven to be an exceedingly sustainable material, as its production allows for recycling and the adoption of by-products from various industries, as well as biochar’s ability to reduce emissions of greenhouse gases. Our results showed that biochar is effective at broadly reducing the leaching of nutrients, and especially at reducing nutrient leaching of nitrogen (N). Furthermore, it is ascertained that there are several factors which account for the extent of biochar’s reduction of nutrient leaching, including the raw material used, the particle size of biochar, and the amount of biochar supplemented. Studies also show that biochar can effectively buffer, neutralise and increase pH, as it is typically an alkaline material. This means biochar can reduce the effect of acid rain and increase the pH value of water runoff from green roofs, which promotes a reduction in pollution from green roofs. Additionally, our results show that a combination of vegetation and biochar causes the greatest reduction of nutrient leaching, and that biochar can improve the factors that impact plant growth on green roofs. Biochar has proven to delay the permanent wilting point, by increasing the substrate’s water holding capacity, resulting in higher plant vitality. Due to biochar’s low density, it can be utilised to increase the substrate layer’s thickness without additional weight gain. These results show that biochar has a large potential to increase species richness, which can promote biodiversity and have a positive effect on ecosystems. Further, we hope to see an increase of green roofs in urban environments, and that the constructed green roofs feature biochar amendments.