Využití mokřadů a odpadní vody pro adaptaci na změny klimatu v městském prostředí
Díky výsadbě rostlin lze lépe čelit problému přehřívání prostoru v městské zástavbě, k němuž dochází vlivem klimatických změn. Efektivním způsobem, jak rozšířit vegetaci ve městech a zároveň využít velké množství odpadní vody produkované v domech, jsou kořenové čistírny odpadních vod umístěné na střeše, fasádě či v mokřadních záhonech. Po odstranění hrubých nečistot ve vícekomorové separační nádobě je voda čerpána na kořenovou čistírnu, kde dochází k jejímu biologickému čištění. Vyčištěnou vodu lze využít na splachování toalet nebo k zavlažování. Stálý přísun odpadní vody současně zajišťuje mokřadním rostlinám neustálé zásobení vodou i živinami a působí tím pozitivně na jejich růst.
1. Úvod
V souvislosti se změnami klimatu dochází ke zvyšování teploty ve městech. Městské prostředí lze ochlazovat prostřednictvím odparu z vegetace, stromů, keřů a trávníků. Rostliny však potřebují vodu a městská zeleň je v současnosti zalévána pitnou vodou, které bude do budoucna čím dál méně a bude zdražovat. Dalším řešením je možnost využívat dešťovou vodu. Vzhledem k nepravidelnosti srážek je ovšem třeba významná investice do velkých retenčních nádrží na dešťovku.
Ve městech ovšem všude a neustále teče voda odpadní, která je k dispozici po celý rok a může najít své využití přímo v místě vzniku. Ve střední Evropě však odpadní vodu nejsme zatím zvyklí využívat, recyklujeme pouze 1 %, na rozdíl od Izraele, kde recyklují okolo 90 % vody.
Recyklovanou vodu je možno vytvářet například pomocí kořenových čistíren upravených pro město. Tyto čistírny lze umístit na střechách, fasádách nebo v zemi. Jedná se o řešení, které přináší více zeleně do měst, navíc s levným provozem.
2. Střešní kořenová čistírna
V létě může povrchová teplota střech dosahovat až 90 °C. Teplo následně sálá do městského prostoru, jenž se přehřívá. Pokud je ovšem střecha pokryta kořenovou čistírnou, teplota se sníží až o desítky stupňů, zhruba na 25 °C. Střecha, potažmo celý objekt a jeho okolí, se díky této skutečnosti daleko méně prohřívá. V zimě naopak zelená střecha funguje jako izolační vrstva chránící před chladem.
Obr. 1. Schéma fungování střešní kořenové čistírny: Do kořenové čistírny na mokřadní střeše se čerpá odpadní voda z toalet, sprchy, pračky a dalších zdrojů, která je zbavená hrubých nečistot ve vícekomorové separační nádobě. Skrze čerpací jímku je tato předčištěná voda čerpána na střechu, kde dochází k biologickému čištění. Vyčištěná voda, která je průzračná a bez zápachu, se shromažďuje v akumulační nádrži. Opětovně může být využívána například na splachování toalet v domě či k zavlažování.
Voda na střeše má i další výhodu – zásobuje střešní rostliny dostatkem vody a živin, což působí pozitivně na růst mokřadních rostlin a těm se daří i v lehkém a tenkém střešním substrátu. Správný výběr a skladba rostlin na mokřadní střeše má navíc estetickou funkci a větší část vegetační sezóny můžeme na střeše pozorovat také kvetoucí druhy, které zároveň lákají hmyz, včetně včel, čmeláků a motýlů, čímž přispívají ke zvýšení městské biodiverzity. Na mokřadní střeše se díky dostatku vláhy bude dobře dařit například kypreji vrbici, kosatci žlutému, skřípinci jezernímu, ostřicím kalužní, pašáchoru i vyvýšené, bazanovci kytkokvětému, sítině mečolisté, či rozkladité.
Štěrková filtrační vrstva mokřadních záhonů má jen 15 cm na výšku a váží 150 kg/m2, což hmotnostně odpovídá extenzivní střeše, běžně porostlé jen rozchodníky či malými suchomilnými rostlinami. Kdežto v tomto systému jsou vysázené vlhkomilné rostliny, které se díky dostatku vláhy i živin mohou rozrůst do zapojeného, kvetoucího záhonu, v němž květiny dosahují výšky i dvou metrů. Podobá se tedy intenzivní zelené střeše, která ale běžně váží i 1 t/m2. Štěrk, v němž jsou rostliny vysázené, je na svém povrchu suchý, technologie tedy nespočívá ve zbudování mokřadní kaluže na střeše. V 15 cm silné vrstvě speciálního substrátu je hydroizolace a 10 cm pěnového skla, pak následuje dělící vrstva a povrch tvoří 5 cm štěrku. Voda je pouze ve vrstvě pěnového skla, rostliny jsou vysázené ve štěrkové vrstvě, přičemž jejich kořínky pomalu prorůstají do vody v pěnoskle. Kdyby byla voda na povrchu, uchycovaly by se v systému nežádoucí řasy a stojatá voda by lákala například komáry. Jelikož je voda pod povrchem, nedochází ke vzniku aerosolů s bakteriemi a viry.
Obr. 2. Mokřadní střecha na rodinném domě ve vnitrobloku v Praze Holešovicích. Údržba spočívá v posekání mokřadních rostlin jednou za rok a vyčerpání pevné usazeniny a kalů ze septiku.
Samotná instalace technologie včetně vysázení rostlin trvá zhruba týden. Jakmile je střešní záhon hotový, napustí se vodou z řadu. Ta proteče střechou zhruba za 14 dnů, ale zároveň už je od začátku postupně vytlačovaná odpadní vodou, která přichází z domu. Už v prvních dnech substrát osidlují aerobní bakterie, takže čistící efekt je okamžitý. Kýžený klimatizační efekt přichází po roce, kdy se vysázené rostliny rozrostou.
Přínos mokřadní střechy je rovněž ekonomický, což lze deklarovat na příkladu realizovaného projektu na střeše rodinného domu v Praze Holešovicích, která má plochu 80 m2 a funguje současně jako kořenová čistírna odpadních vod. Pro časový horizont 25 let existence mokřadní střechy tvoří kumulativní současná hodnota nákladů 160 tis. Kč, přínosů poté 2 mil. Kč. Z pohledu ekonomického hodnocení tak přínosy převyšují náklady o 1,8 mil. Kč v uvedeném časovém horizontu. Za 25 let existence mokřadní střechy se každá investovaná koruna vrátí společnosti 12,4krát. Z celospolečenského pohledu činí návratnost vynaložených nákladů vůči přínosům, které mokřadní střecha společnosti přináší, 3 roky. Jinými slovy, zelená střecha si na sebe díky poskytovaným službám a užitkům vydělá za 3 roky své existence.
3. Mokřadní fasáda
Obdobný systém s mokřadními rostlinami napájený předčištěnou odpadní vodou lze instalovat i na fasádu, nazýváme jej mokřadní fasáda. Může být navržen tak, že rostlinám na fasádě stačí voda, kterou produkuje budova, na níž rostou.
Obr. 3. Schéma fungování fasádní kořenové čistírny se podobá střešní kořenové čistírně. Rostliny zajišťující biologické čištění vody jsou však umístěny na fasádě domu.
Obr. 4. Mokřadní střecha a fasáda na hale. Kořenové čistírny lze umístit nejen na obytných domech, ale i průmyslových stavbách.
4. Mokřadní záhon
Systém pro zlepšení mikroklimatu v městském prostředí se nazývá mokřadní záhon. Mokřadní záhon využívá vodu z okolních budov nebo kanalizace. Po předčištění se voda čerpá do nepropustné nádrže se substrátem, ve kterém rostou mokřadní rostliny. Mokřadní záhon pomáhá veřejnému prostoru – díky odparu výrazně ochlazuje okolí. Navíc v něm rostou a kvetou trvalky a má tedy i estetickou funkci. V případě potřeby záhon čistí vodu, ta může být využita k závlaze okolní zeleně.
Obr. 5. Schéma fungování mokřadního záhonu, který využívá odpadní vodu z okolních budov nebo kanalizace.
5. Závěr
Výše uvedené systémy byly již projektovány na několika budovách v ČR, kde v praxi dokazují svou funkčnost. V současné době se připravuje výzkumný projekt s Výzkumným ústavem Vodohospodářským v Praze (VÚV), který má za cíl změřit vliv mokřadních střech a záhonů na mikroklima v okolí.
Seznam literatury
- Blümelová K. K. (2023). Mokřadní záhon na střeše. Zahrada Park Krajina, 1/2023.
- Macháč J., Hekrle M. a kol. (2022). Modro-zelená města: Příklady adaptačních opatření v ČR a jejich ekonomické hodnocení. Univerzita Jana Evangelisty Purkyně v Ústí nad Labem: Institut pro ekonomickou a ekologickou politiku (IEEP). ISBN 978-80-7561-405-6. 86 stran.
Téma je aktuální. Sám pozoruji vzrůstající trend zájmu o přírodní vodu. Kromě estetiky přináší jezero do daného místa i přirozený život. Příroda potřebuje voňavou dobrou vodu a Michal Šperling patří mezi odborníky, kteří to umí zařídit. Umí o tom vyprávět i psát. Článek rozhodně doporučuji k vydání.