Нашим городам понадобится собирать ливневые стоки доступным и экологичным способом — вот как

Когда идет дождь, ливневые стоки стекают по поверхностям, таким как улицы и парковки, в дренаж. Чаще всего мы воспринимаем это как проблему, поскольку это может вызывать наводнения. Недавние штормы на востоке Австралии создали огромные объемы ливневой воды и вызвали подтопления. В такие моменты ливневые стоки рассматриваются как проблема. Но это также последний неиспользуемый источник воды, доступный для городов.

Растущие города в будущем могут столкнуться с трудностями в обеспечении достаточным количеством чистой воды. Ливневые стоки — это скрытое сокровище, и мы не используем его в полной мере. К 2050 году 30 миллионов населения Австралии и 6,6 миллиарда человек в мире будут жить в городских районах, но изменение климата и рост населения затрудняют удовлетворение спроса на чистую воду. Традиционные решения, такие как опреснение и очистка сточных вод, очень дороги, энергоемки и не самые экологичные.

Исследователи нашли способ сбора и очистки ливневых стоков, не наносящий ущерба природной среде и бюджету, — «природно-ориентированные решения». Этот подход не только дает больше чистой воды, но и помогает предотвращать загрязнение и наводнения. Ежегодно в Австралии около 3000 миллиардов литров городских ливневых стоков сбрасывается в реки и моря без очистки, что наносит ущерб водным экосистемам и приводит к потере ценного ресурса.

Природно-ориентированные решения — это вдохновленные природой инженерные системы для решения водных проблем в городах. Примером служат естественные водно-болотные угодья, которые могут удерживать большие объемы воды, медленно ее отдавать, предотвращать наводнения и даже очищать воду, фильтруя ее через почву и растения. Города, такие как Мельбурн в Австралии, Окленд в Новой Зеландии и «губчатые города» в Китае, уже внедряют эту идею, создавая городские водно-болотные угодья. К таким решениям также относятся зеленые стены, биодренажные канавы (биосвейлы), зеленые крыши и водопроницаемые покрытия.

Особое место среди них занимают биофильтрационные системы. Биофильтры очищают загрязненные воды, пропуская их через почву, где растения и микроорганизмы помогают удалять загрязняющие вещества. Эти системы могут работать с разными типами загрязненных вод, от регулярных ливневых стоков до смешанных сточных вод. Природные системы можно проектировать для очистки ливневых стоков до различных стандартов качества — от самых строгих (например, для питьевой воды) до более низких, подходящих для полива газонов или спортивных площадок.

Остаются и проблемы. Одна из ключевых — необходимость более точного определения уровня загрязнения, включая токсичные вещества, такие как тяжелые металлы и углеводороды. Хотя датчики, измеряющие глубину и электропроводность воды, уже помогают оценить объем и общий уровень загрязнения, требуются более совершенные сенсоры. Также необходимо улучшать конструкции природных систем очистки, чтобы повысить эффективность удаления специфических загрязнителей, например, подбирая более эффективные растения и микроорганизмы. Перспективным направлением является использование бактерий в процессах, подобных Anammox (анаэробному окислению аммония), для удаления азота.

Кроме того, требуют развития математические модели, способные учитывать все источники загрязнения, оценивать его уровень и справляться с его непредсказуемостью. Наконец, для широкого внедрения этих решений необходимы инвестиции государств в исследования и работа по информированию общественности о важности использования ливневых стоков как надежного источника воды.