Infiltration in Bioretention Systems: Effects of Road Salt

Regnbed er et terrengtilpasset infiltrasjonsanlegg beplantet med naturlig og stedstilpasset vegetasjon, som samler opp, fordrøyer og infiltrerer urbant overvann. Fysiske, kjemiske og biologiske prosesser som naturlig foregår i jorden sørger for tilbakeholdelse av forurensninger i filtermediet. Regnbed er et populært tiltak for lokal overvannshåndtering i USA, Canada og Australia. På grunn av manglende kunnskap knyttet til bruk av regnbed i kaldt klima, derunder eksponering for veisalt, er ikke bruk av regnbed særlig utbredt i Norge enda.Ved høye konsentrasjoner av NaCl bytter Na+ plass med basekationene Ca2+, Mg2+ og K+ som naturlig forekommer i jorden. Det medfører en destabilisering av jordaggregater som vil mobiliseres av gjennomstrømmende vann. Avhengig av jordens kornfordeling vil mobiliserte jordaggregater enten tapes permanent fra filtermediet eller fanges opp og blokkere porer. Konsekvenser er hhv. redusert fertilitet i jorda eller redusert infiltrasjonskapasitet. Tungmetaller adsorbert på organisk materiale vil også vaskes ut av filtermediet dersom organisk materiale mobiliseres.Rapporten kombinerer gjennomgang av eksisterende litteratur, dokumentasjon av Risvollan regnbed, feltforsøk utført ved dette og laboratorieanalyser. Feltforsøkene bestod av syntetisk fylling av regnbedet, to MPD-forsøk (Modified Philip-Dunne infiltrometer) og et tracerforsøk hvor veisalt med en representativ konsentrasjon på 1g/L ble tilsatt i én puls. Hensikten med masteroppgaven var å undersøke hvorvidt MPD er en velegnet metode for estimering av permeabiliteten i regnbedets filtermedie, undersøke om eksponering for veisalt bidrar til dispersjon av basekationer, organisk materiale og metaller fra filtermediet, samt undersøke om veisalt kan bidra til å redusere permeabiliteten i filtermediet.Forsøk med MPD og syntetisk fylling ble gjennomført før og etter tracerforsøket med veisalt. Temperaturdata fra regnbedets loggere ble brukt til å beregne permeabilitet fra K_{sat} funnet ved MPD-forsøk (p_{MPD}) og observert vannstandsendring (p_{OBS}). Verdiene var log-normalfordelte, og det ble ikke påvist signifikant forskjell i p_{MPD} og p_{OBS}. Geometrisk gjennomsnitt av p_{MPD} viste å gi et godt estimat av virkelig permeabilitet.Analyser av utløpsvannet påviste at kationer ble mobilisert som følge av ionebytteprosesser med natrium, og at organisk materiale og adsorbert metall ble utvasket som følge av endring i elektrolytiske forhold og metningsgrad av Na. Konsentrasjonen av basekationer, tørrstoff og organisk materiale fulgte kurven for elektrisk konduktivitet i utløpet, mens totalt organisk karbon (TOC) og tungmetaller adsorbert på organisk materiale ble vasket ut etter saltpulsens tyngdepunkt.Reduksjon i permeabilitet som følge av eksponering ble målt til 1,2 % fra reell vannstandsendring ved syntetisk fylling, og estimert til 15,3 % fra MPD-forsøk. Statistisk sett var endringene ikke signifikante. Dersom endringene er reelle vil det ta lang tid før regnbedets infiltrasjonsevne svekkes i betydelig grad. Basert på utførte forsøk er regnbed derfor egnet til håndtering av overvann som inneholder veisalt