Utskrift
NIBIO har lang erfaring med forskning, utvikling og implementering av naturbaserte løsninger eller systemer (NBS - Nature-based systems) på flere fagområder. Det gis her en oversikt over begrepet NBS generelt og eksempler på hvordan NIBIO jobber med NBS og vannmiljø.
Trond Mæhlum
Forsker
-
Divisjon for miljø og naturressurser
(+47) 412 38 270 trond.maehlum@nibio.no Kontorsted: Ås - Bygg O43
Landbruksavrenning - fangdammer:
Dominika Krzeminska
Landbruksavrenning - vegetasjonssoner:
Anne-Grete Buseth Blankenberg
Skogsavrenning:
Eva Skarbøvik
Urbant overvann - vannkvalitet:
Adam Paruch
Urbant overvann - fordrøyning:
Jannes Stolte
Avrenning - sprengsteindeponier og samferdsel:
Roger Roseth
Avrenning - agroindustri og avfallsdeponier (sigevann):
Trond Mæhlum
Mindre avløp - infiltrasjon:
Guro Hensel
Grønne tak og vegger:
Hans Martin Hanslin
Biomangfold:
Wenche Dramstad
Det foreligger flere definisjoner av NBS med ulike nyanser i forhold til vektlegging. Ifølge EU-kommisjonen er NBS:
"inspirert og støttet av naturen, de er kostnadseffektive og gir samtidig miljømessige og sosiale fordeler og bidrar til å bygge motstandskraft. NBS gir mer mangfoldig natur og naturlige egenskaper og prosesser til byer, landskap og kystområder gjennom lokalt tilpassede, ressurseffektive og systemiske intervensjoner.
I 2020 ble definisjonen oppdatert for ytterligere å understreke at
"Naturbaserte løsninger må være til nytte for biologisk mangfold og bidra til å levere en rekke økosystemtjenester "
Formålet med naturbaserte løsninger er bærekraftig forvaltning og bruk av naturen for å takle samfunnsutfordringer. Dette inkluderer:
Store utfordringer som klimaendringer, forurensing og tap av og biologisk mangfold er kriser som må sees i sammenheng.
NBS løser ikke bare et isolert problem, men tilfører samtidig omgivelsene noe mer som er bra for mennesker og natur. For eksempel om regnvann ledes til avløpsnettet reduseres mulige vannproblemer i et konkret område. Føres regnvannet vekk i en åpen bekk oppnår en å:
Et viktig kjennetegn ved NBS er derfor multifunksjonalitet.
Naturbaserte systemer kan betraktes som et overordnet begrep med følgende tilnærminger og eksempler i henhold til den internasjonale naturvernunionen (IUCN).
| NBS fagområder | Eksempler |
| 1. Metoder for restaurering av økosystemer | Økologisk restaurering, økologisk prosjektering, restaurering av våtmarker |
| 2. Problemspesifikke økosystemrelaterte tilnærminger | Flomdemping, sikring mot jordras og erosjon, økt biomangfold |
| 3. Infrastrukturrelaterte tilnærminger | Naturlig infrastruktur, grønn infrastruktur, blå-grønn infrastruktur i urbane områder |
| 4. Økosystembaserte forvaltningsmetoder | Integrert vannressursforvaltning |
NBS dekker en gradient fra intakte naturlige økosystemer til konstruerte økosystemer, som for eksempel gradienten vernet våtmark, restaurert våtmark, våtmark benyttet til produksjon av skog og torvuttak, konstruert våtmark for spesifikke formål.
Økt bærekraft og rollen til naturlige, selvopprettholdende prosesser basert på biologisk mangfold kjennetegner NBS. Det europeiske nettverket BiodivERsA karakteriserer NBS langs to gradienter:
NBS kan innebære svært forskjellige handlinger på økosystemer som vern, forvaltning og opprettelse av nye økosystemer. Det skilles mellom tre hovedtyper NBS i forhold til grad av inngrep og skjøtsel:
Type 1 – Minimal inngripen i økosystemer | Ingen, eller minimal inngripen i økosystemer, med mål om å opprettholde eller forbedre økosystemtjenester. Eksempler inkluderer landskapsvernområder hvor mennesker bor og arbeider på en bærekraftig måte. |
Type 2 – Noen inngrep i økosystemer og landskap | Forvaltning som utvikler bærekraftige og multifunksjonelle økosystemer og landskap (ekstensivt eller intensivt forvaltet). Leveranse av økosystemtjenester forbedres sammenlignet med tradisjonell forvaltning der arealer tilrettelegges for multifunksjonalitet. |
Type 3 – Etablere og skjøtte økosystemer på omfattende måter | Å forvalte økosystemer på intensive måter samt å etablere nye multifunksjonelle økosystemer som for eksempel konstruerte våtmarker og regnbed for å behandle vann, etablere grønne tak og -vegger. Type 3 er ofte knyttet til konsepter som blå-grønn infrastruktur, grønne byer og mål som naturrestaurering av sterkt forringede eller forurensede områder. |
Videre beskrives Type 3 NBS tiltak som benyttes innen vannmiljø og deretter eksempler på bruk i ulike landskapselementer.
Følgende naturbaserte løsninger er vanlig brukt i Norge innen vannmiljø hvor målet primært er forbedring av vannkvaliteten eller fordrøyning av vann:
Jord har mange funksjoner i et økosystem. I denne sammenhengen utnytter vi mulighetene jorda har til å filtrere forurenset vann og å lagre vann. Filteregenskaper påvirkes mye av jordas kornsammensetning (grus, sand, silt, leire), hvor hard jorda er pakket sammen, hvor dyp jorda er (mektighet), kjemisk sammensetning og innhold av organisk stoff. Filtrering i jord er svært viktig for å sikre en god vannkvalitet der grunnvann benyttes til drikkevann.
I Norge er det svært vanlig å bruke jord til rensing av avløpsvann fra boliger og hytter i spredt bebyggelse hvor det er lang avstand til ledningsnett og felles renseanlegg. Infiltrasjon benyttes også som rensemetoder for avløp fra tettsteder og samlinger av hytter hvor det er egnede løsmasser.
Infiltrasjon av nedbør er et viktig bidrag for å håndtere urbant overvann og derved unngå flom og forurensning. Best rensing med god kapasitet er det i løst lagret sandjord i den umetta sonen over grunnvannsnivået
Om det ikke finnes porøse jordtyper som egner seg for filtrering kan en kjøre til egnede filtermasser og da etablere sandfiltre og biofiltre. Disse bygget opp på stedet, eller leveres som en prefabrikkert løsning.
Les mer i publikasjonen nederst på siden:
Infiltrasjonsanlegg som renseløsning - mindre avløpsrenseanlegg (<50 pe)
Partikulær forurensning kan gi nedsatt vannkvalitet. I tillegg er mange forurensninger bundet til partikler, som for eksempel fosfor, tungmetaller og organiske forbindelser. Partikler sedimenterer ved hjelp av tyngdekraften dersom det er tilstrekkelig oppholdstid.
Rensedammer benyttes i dag for en rekke forurensningskilder som veier, jordbruk og industri. Det er vanlig å etablere et kammer først som fanger opp større partikler som lett kan fjernes ved å ta ut sedimentet regelmessig og deretter et eller flere basseng med eller uten planter. For fangdammer benyttet i jordbruksavrenning er sedimentet næringsrik jord som føres tilbake til landbruksproduksjon.
Retensjonsdammer er dammer som er etablert for å holde tilbake nedbør som ellers vil gjøre skade på jordbruk, eller andre samfunnsverdier som bebyggelse og infrastruktur. Det kan også være eksisterende dammer som har en slik funksjon, som for eksempel nedlagte dammer for tømmerfløting, vannforsyningsmagasin og mølledammer. Deler av vannet tappes gradvis ut før neste flom.
Les mer i publikasjonene nederst på siden:
Fangdammer for partikkel og fosforrensing og
Fangdammer – effektive oppsamlere av jord og næringsstoffer
Når våtmarker etableres for vannrensing utnytter et kompleks økosystem der det foregår mange ulike renseprosesser i tilknytning til vann, jord og vegetasjon tilpasset et liv vann. Spesielt i rotsonen er det mange prosesser som foregår som følge av varierende oksygentilgang. Vegetasjonen bidrar til: økt mikrobiell aktivitet med nedbrytning og omdanning av forurensinger foruten opptak av næringsstoff, nedsatt vannhastighet med økt sedimentering, isolering mot frost, økt biomangfold og estetikk.
Konstruerte våtmarker kan etableres som grunne tilplantede dammer eller bassenger fylt med filtermateriale og tilplantet. Dersom det skal fjernes mye fosfor kan det benyttes filtermateriale som binder fosfor. Vegetasjonen skal være stedegen og består ofte av takrør, dunkjevle, sverdlilje, sjøsivaks m.fl.
Regnbed er et tiltak for å fordrøye nedbør i et tilplantet basseng fylt med porøs jord. I et regnbed dreneres vannet sakte ut etter en nedbørsepisode. Siden jorda ikke er permanent vannmettet kan det benyttes andre planter enn våtmarksplanter. Regnbed kan også bidra til en bedre vannkvalitet ved filtrering av forurenset overvann.
Les mer i nyheten NIBIO med renseteknologi i Romania nederst på siden
Hvordan kantsonene er utformet langs vassdrag i jordbrukslandskapet, skogen, byer og tettsteder kan ha stor betydning for vannkvaliteten. Vegetasjon med dypt og omfattende rotsystem langs bredder hindrer erosjon.
Et feltsjikt med gress og urter i en sone langs vassdraget filtrerer forurenset overvann fra arealene omkring og bidrar til økt infiltrasjon. Kantsoner bidrar også med andre viktige økosystemtjenester som pollinering, viltkorridorer, skygge for vannlevende organismer, økt biomangfold og landskapsestetikk.
I forsenkninger (drog) i jordbrukslandskap kan gresskledde vannveier holde tilbake jordpartikler. Slike soner etableres ved å unngå jordarbeiding på de aktuelle strekningene.
Les mer i publikasjonene nederst på siden:
Effekt og utforming av kantsoner mot vann i distrikt med høy husdyrtetthet
Vegetasjon som miljøtiltak i jordbruket: Varianter, tilskudd og lovverk
Kantsoner: Renseeffekt av plantedekke mellom jordbruksjord og vassdrag
Grønne tak kan bidra med mange økosystemtjenester og funksjoner som å holde tilbake og fordrøye nedbør, fremme biologisk mangfold, senke temperaturen, økt estetikk. Det er også nye trender som takhager og urbane uterom og dyrking av mat i kombinasjoner med solcellepaneler.
En hovedfunksjon er å holde tilbake og fordrøye nedbør. Vann holdes tilbake i vekstmassene og dreneringslaget og brukes av vegetasjonen i evapotranspirasjonen. Dette vannforbruket tømmes slik at taket kan ta imot mer vann ved neste nedbørshendelse. Norske forsøk viser at sedumtak med 3 til 8 cm vekstmasser kan holde maksimalt fra 10-15 til 25 mm vann. Økt tykkelse på vekstlaget med spesifikk sammensetning gir økt kapasitet for vannlagring og mulighet for et større mangfold av vegetasjon.
Grønne vegger er ikke så vanlig i Norge siden det er begrenset utvalg av vintergrønn vegetasjon, men det finnes gode eksempler på grønne vegger både innen- og utendørs. Slike tiltak vurderes å ha liten betydning for vannmiljø, men kan ha andre økosystemtjenester.
Les mer i nyheten Biokull kan ha god effekt på intensive grønne tak nederst på siden.
Les mer i publikasjonen Grønne tak som LOD- og miljøtiltak nederst på siden.
For å frigjøre arealer til utbygging, jordbruksproduksjon og andre formål har det i mange år vært en vanlig praksis å fjerne naturlige meandre med langsgående flomsoner, samt legge bekker og mindre elver i rør. I dag har vi kunnskap om betydning av åpne naturlige vassdrag i forhold til å fremme prosesser for naturlig selvrensing, legge til rette for mer biomangfold, bedre flomvern ved ekstremnedbør og bedre landskapsestetikk.
Synlige vassdrag med nedsatt vannkvalitet gir også motivasjon til å gjennomføre nødvendige tiltak oppstrøms som bedrer vannkvaliteten. Åpning av byvassdrag som i mange år har blitt ledet i lukket kulvert og tilbakeføring av vassdrag med mer naturlig utforming (remeandrering) er derfor en langsiktig strategi for mange byer og tettsteder når muligheter åpner seg ved ny arealbruk og i sterkt modifiserte vannforekomster (SMVF) i jordbruksområder.
Les mer i nyheten Dammer og våtmarker renser den nyåpnede Hovinbekken nederst på siden.
Les mer i publikasjonen Gjenåpning av lukka bekker – mange positive effekter nederst på siden.
Utrasing og erosjon i elvebredden som følge av flom, ulike typer inngrep eller andre påvirkninger er et problem i mange bekker og elver. Tradisjonelle tiltak kan påvirke miljøforhold, vannkvalitet og biologisk mangfold på en uheldig måte. Naturbaserte løsninger omfatter sikring og forsterkning av kantvegetasjonen, gjerne med trær og busker om har dypere røtter.
Utlegging og nedgraving av store døde trerøtter med noen meter stamme i kombinasjon med vegetasjonsmatter testes nå som et mulig tiltak.
Les mer i nyheten N4S: NBS for stabilisering av skråninger og bekkekanter nederst på siden.
Jordbruk
Skog
Tettsteder og urbane områder
Veier med høy trafikkbelastning
Spredt bebyggelse, industri og deponier
Øverst på siden finner du lenke til mer informasjon om hvordan NIBIO jobber med NBS og vannmiljø og eksempler på tiltak i ulike sektorer.
Denne rapporten presenterer resultater fra et prosjekt der det er beregnet effekter av ulike kantsonebredder på tilførsler av partikler og fosfor til vassdragene, og konsekvenser av dette for produksjonsareal og kornavling. Studieområdet er kommunene og nedbørfeltene i gamle Vestfold fylke. Jord- og fosfortap er beregnet i den empiriske modellen Agricat 2, for ulike scenarier: #0 – ingen kantsoner, #1 – dagens naturlige kantsoner, avledet fra et kart utviklet av Nord Universitet, og #2-#4 – øke bredden av kantsoner til hhv. 2, 6 eller 10 m der dagens kantsoner er smalere enn dette. Tap av produksjonsareal og kornavling er beregnet utfra arealet som utvidede kantsoner beslaglegger, og gjennomsnittlige kornavlinger per kommune. Resultatene tilsier at dagens kantsoner har stor betydning i å redusere jord- og fosfortilførsler fra jordbruksarealene (40% reduksjon i fosfortap), sammenliknet med om det ikke hadde vært kantsoner langs vassdragene. Utvidelse av kantsonene jf. scenario #3 og #4 ga noe økning i tilbakeholdelse av partikler og fosfor (hhv. 4 og 9% reduksjon i fosfortap). Disse scenariene ga hhv. 800 og 3000 daa (0,4 og 2,5%) reduksjon i produksjonsareal og hhv. 300 og 1150 tonn (0,3 og 1%) reduksjon i kornavling. Utvidelse av kantsoner smalere enn 2 m (scenario #2) hadde liten betydning for jord- og fosfortap, produksjonsareal og avling ettersom så smale kantsoner sjelden forekommer. Ved vurdering av behov for kantsoner og hvordan de skal utformes, må en ta med i betraktning også de andre viktige funksjonene kantsoner har mht. bl.a. stabilisering av bekkeskråninger, flomvern og biologisk mangfold.
The municipalities of Tønsberg and Drammen have assigned NIBIO for the provision of a series of thematic maps on climate gas emissions and climate adaption capabilities from land cover and land use in conjunction with land use planning. This report is a guide to users of the various maps provided on climate gas emissions, water influx and water drainage, temperature regulation, biodiverstity and recreation of various areas of the municipalities.
The municipality of Oslo have assigned NIBIO for the provision of a series of thematic maps on climate gas emissions and climate adaption capabilities from land cover and land use in conjunction with land use planning. This report is a guide to users of the various maps provided on climate gas emissions, water influx and water drainage, temperature regulation and biodiverstity in of various areas of the municipality.
Avrenning fra jordbruk er en av kildene til næringsstoff i vassdrag i Rogaland. Det er viktig å redusere avrenning fra jordbruksareal for å nå miljømålet i vannforskriften om god økologisk tilstand (godt økologisk potensiale for de sterkt modifiserte vannforekomstene). Dette prosjektet har undersøkt vannmiljøtiltakene ugjødsla kantsone i eng og grasdekt kantsone i åker, som begge støttes gjennom midler fra Regionalt miljøprogram, samt naturlige kantsoner med og uten trær. Det ble valgt ut seks ulike lokaliteter, alle på Jæren i Rogaland. God infiltrasjonskapasitet i jorda er viktig for å redusere overflateerosjon fra eng og åker, samt å øke renseeffekt i kantsoner. På de undersøkte lokalitetene var det generelt høy jordfuktighet og meget dårlig infiltrasjonskapasitet. Resultatene tenderer mot høyere jordfuktighet og lavere infiltrasjonskapasitet jo lengre vekk fra vannforekomsten man kommer, unntatt der vannstanden i tilgrensende innsjøer var høy i perioden med feltarbeid. Det er derfor stor fare for overflateavrenning fra åker og nypløyd eng. Innslag av busker og trær så ut til å redusere jordfuktighet/øke infiltrasjonskapasitet i de naturlige kantsonene, noe som fremmer renseegenskapene til de naturlige kantsonene. Med ett unntak har alle undersøkte lokaliteter svært høyt innhold av lett tilgjengelig fosfor (P-AL), langt over hva som er anbefalt i NIBIOs gjødselnorm. Fosforverdiene i jorda i naturlige kantsoner og ugjødsla grasdekte kantsoner er generelt lavere enn inne på eng/åker, men klassifiseres fortsatt som høye eller meget høye. Årsaken til lavere verdier i naturlige- og grasdekte kantsoner kan være en kombinasjon av følgende tre faktorer: 1) de undersøkte grasdekte kantsonene har ikke blitt gjødsla minimum de siste 10 år; 2) fosfor er fjernet fra grasdekte kantsoner gjennom høsting av graset og 3) fosforstatus kan i utgangspunktet ha vært lavere i kantsoner enn inne på eng/åker. En nær sammenheng mellom P-AL-verdiene i naturlige kantsoner og P-AL-verdier inne på eng/åker, indikerer fosfortransport fra eng/åker ut mot vassdraget. Å redusere fosforstatus på eng/åker er derfor et viktig tiltak for å redusere faren for fosforlekkasjer til vann. Graset i de ugjødsla kantsonene tar opp fosfor fra jorda. Det er derfor et viktig tiltak å høste graset for å redusere fosforinnholdet i den svært fosforrike jorda. Et tiltak for å øke fosforuttaket fra grasdekte kantsoner kan være en forsiktig gjødsling med nitrogen og eventuelt kalium i de grasdekte kantsonene. Dette kan gi økte grasavlinger og dermed øke fosforopptaket fra jord og mengden fosfor som kan fjernes med avlingene. Nitrogen kan imidlertid være et begrensende næringsstoff i kystvann, og en eventuell nitrogengjødsling bør derfor utføres med forsiktighet. En må være spesielt forsiktig med nitrogengjødsling rett før nedbør, eller om det er meldt om algeoppblomstring langs kysten. Den naturlige kantsonen høstes ikke, og det er derfor et viktig tiltak å redusere fosfortilførselen fra arealet innenfor for å redusere fosforinnholdet i plantemassen. Økt fosforinnhold i plantemassen medfører økt fare for utlekking av fosfor gjennom vinteren.
Det gis tilskudd til etablering av fangdammer som et vannmiljøtiltak for å forbedre vannkvaliteten i nedstrøms vannforekomster. Det er behov for dokumentasjon av den langsiktige effekten av slike dammer. Fangdammen i Skuterudbekken har blitt overvåket i 16 år i «Program for jord- og vannovervåking i landbruket» med målinger i inn- og utløp. Resultatene dokumenterer at renseeffekten i gjennomsnitt for 16 år er 36 % for partikler, 19 % for fosfor og 3 % for nitrogen. Tidsserien omfatter enkelte år med negativ tilbakeholdelse. Dette skjedde som en konsekvens av to faktorer: 1) fangdammen var nesten full av sedimenterte partikler fra nedbørfeltet, eller i forbindelse med tømming av fangdammen, noe som medførte en oppvirvling av mye partikler i vannet og 2) lavvannføring eller lave tilførsler av partikler eller næringsstoffer til fangdammen. Negativ tilbakeholdelse vil si at tidligere sedimentert materiale løsrives og transporteres ut av fangdammen. Årene med negativ tilbakeholdelse viser viktigheten av at fangdammen tømmes jevnlig....
Phosphorus retention and bank erosion was investigated in two types of buffer zones in cereal fields in Norway: zones used for grass production and zones with natural vegetation. Farmers’ views on the two types of buffer zones were collected through questionnaires and indepth interviews. Our results indicate that the grassed buffer zones had higher levels of plant-available phosphorus and lower infiltration rates than the natural ones. Bank erosion was higher in zones with grass production than those with trees. Interviews with farmers revealed diverging opinions on the zones. Most farmers were sceptical to natural vegetation with trees, whereas farmers who had already planted trees in the riparian zones were generally satisfied. Buffer zones can have many different functions, and we conclude that a holistic approach is needed when assessing the usefulness of this measure, taking into account water quality, biodiversity and the production of food, fodder and biomass.
Kantsoner langs vassdrag har flere ulike funksjoner; i dette prosjektet er to funksjoner undersøkt (renseeffekt på næringsstoffavrenning fra jordbruksområder, og evne til å motstå kanterosjon), i tre typer vegetasjon: gras/ugras; kombinasjonen gras/bærbusker og trær. En kombinasjon av feltforsøk og modellering er benyttet. Kantsoner med trær hadde best infiltrasjonsevne. Bærbuskene var nyplantede med dårlig utviklet rotsystem, noe som sannsynligvis påvirket infiltrasjonsevnen negativt. Renseeffekten i kantsoner med gras og busker/ gras var omtrent den samme. Renseevnen avtok noe med økt nedbør/avrenning. Det var ingen overflateavrenning fra kantsoner med skog. Forutsatt at jord og næringsstoffer ikke fant veien til bekk/elv gjennom sprekksystemer i jorda, var renseeffekter i areal med trær svært god. Det er imidlertid behov for ytterligere studier om hva som skjer med vann og næringsstoffer i selve jordprofilet (subsurface). Modellresultatene viser at kantsoner med trær hadde best evne til å redusere kanterosjon/øke skråningsstabilitet...
Tilførsler av jord, næringsstoffer, plantevernmidler og fekal forurensing forringer vannkvaliteten i vann og vassdrag. Klimaendringer med økt nedbør og mer intense nedbørepisoder øker faren for avrenning fra jordbruksareal, og øker betydningen av gode miljøtiltak i jordbruket. Vegetasjon binder jorda, forbedrer jordstrukturen og beskytter mot erosjon og overflateavrenning. Bestemmelser om naturlige kantsoner finnes i flere lover og forskrifter. Soner med gras langs jordekant og inne på åker kan være effektive tiltak for å redusere tilførsler av forurensning fra jordbruksareal til vann og vassdrag. Flere av tiltakene har vært gjennomført i mange år og støttes av ulike tilskuddsordninger. Dette faktaarket informerer kort om ulike former for vegetasjon som miljøtiltak i jordbruket, formidler om de er tilskuddsberettiget og gir en oversikt over lovverk og forskrifter som gjelder sonen mellom jordbruksjord og vassdrag.
Tilførsler av jord, næringsstoffer, plantevernmidler og fekal forurensning forringer vannkvaliteten i vann og vassdrag. Fosfor er det næringsstoffet som hovedsakelig forårsaker eutrofiering og algeoppblomstring i ferskvann i Norge, og avrenning fra jordbruksjord er en av de viktigste tilførselskildene. Vannressurslovens § 11 setter krav om at det opprettholdes et begrenset areal med naturlig vegetasjon langs alle vassdrag med årssikker vannføring. I tillegg har tiltak med grasdekte kantsoner mellom åker/eng og vassdrag vært gjennomført i mange år, og støttes av ulike tilskuddsordninger. Vegetasjon binder jorda og beskytter mot erosjon og overflateavrenning, samt forbedrer jordstrukturen. Klimaendringer med økt nedbør og mer intense nedbørepisoder øker faren for avrenning fra jordbruksareal, og gir større utfordringer til god jordbruksdrift og gode renseløsninger. Dette faktaarket beskriver kort renseprosesser og faktorer som påvirker renseevnen til kantsoner mellom åker/eng og vassdrag. For å lette lesingen av faktaarket har vi kun tatt med et begrenset utvalg litteraturhenvisninger i teksten, og henviser til NIBIO-rapport Vol. 3 nr. 14. 2017, hvor det gis en mer omfattende gjennomgang av dette tema, med fullstendig litteraturreferanse.
This article describes the first implementation of green treatment technology for wastewater from agritourism facilities in Romania. The general concept was based on the principles of a nature-based treatment system (NBTS) developed, tested and successfully operated in cold climate in Norway. Two NBTSs, each constituting a three-element system equipped with a septic tank, a pre-treatment section and a filter/wetland bed, were constructed and set in full operation in Mara and Vadu Izei villages (Maramures County, Northern Romania, Carpathian Mountains). Both systems revealed sufficient adaptation to wastewater treatment during the first year of operation. The highest removal rates of BOD5, CODCr, Ntot and Ptot reached 93–97%, 94–98%, 97–98% and 98–99%, respectively. In addition, these parameters did not exceed their permitted values in effluents discharged to water bodies. Both systems demonstrate integrated measures of ecological engineering implemented as “treatment gardens” perfectly suited to the tourist facilities, rural surroundings and cultural landscape of the region.
Grønne tak kan bidra med mange økosystemtjenester og funksjoner som å holde tilbake og fordrøye nedbør på tak, fremme biologisk mangfold, estetikk osv., inkludert nye trender som takhager og urbane uterom, dyrking av mat og kombinasjoner med solcellepaneler. I denne rapporten gir vi en oversikt over disse ulike funksjonene, presenterer nye norske data på nedbørshåndteringen og peker på noen sentrale kunnskapshull for å utvikle teknologien videre.
The hydrological processes associated with vegetation and their effect on slope stability are complex and so difficult to quantify, especially because of their transient effects (e.g. changes throughout the vegetation life cycle). Additionally, there is very limited amount of field based research focusing on investigation of coupled hydrological and mechanical influence of vegetation on stream bank behavior, accounting for both seasonal time scale and different vegetation types, and none dedicated to marine clay soils (typically soil type for Norway). In order to fill this gap we established hydrological and mechanical monitoring of selected test plots within a stream bank, covered with different types of vegetation, typical for Norwegian agricultural areas (grass, shrubs and trees). The soil moisture, groundwater level and stream water level were continuously monitored. Additionally, soil porosity and shear strength were measured regularly. Observed hydrological trends and differences between three plots (grass, tree and shrub) were analysed and formed the input base for stream bank stability modeling. We did not find particular differences between the grass and shrub plot but we did observe a significantly lower soil moisture content, lower soil porosity and higher shear strength within the tree plot. All three plots were stable during the monitoring period, however modeling scenarios made it possible to analyse potential differences in stream bank stability under different vegetation cover depending on root reinforcement and slope angle.
Det er gjennomført et omfattende litteraturstudium som omfatter renseeffekter i buffersoner, og prosesser og faktorer som påvirker disse, samt kanterosjon langs elver og bekker og kantsoners mulige bidrag til flomdemping. I tillegg er biomangfold i kantsoner belyst. Det er store variasjoner i renseeffekter i buffersoner: Partikler (32-91 %), fosfor (26-100 %) og nitrogen (0-100 %). Årsaken til at buffersoners evne til å holde tilbake jord, næringsstoffer og andre forurensningskomponenter er at de avhenger en rekke komplekse renseprosesser, hvorav oppbremsing av overflatevann og sedimentasjon er av de viktigste. Disse renseprosessene påvirkes igjen av en rekke forhold, hvor blant annet tilførsel av jord og næringsstoffer fra nedbørfeltet, samt helling og bredde på buffersoner er av de viktigste. I tillegg påvirkes dette av vær og klima.
This study describes the first Norwegian microbial source tracking (MST) approach for water quality control and pollution removal from catchment run-off in a nature-based treatment system (NBTS) with a constructed wetland. The applied MST tools combined microbial analyses and molecular tests to detect and define the source(s) and dominant origin(s) of faecal water contamination. Faecal indicator bacteria Escherichia coli and host-specific Bacteroidales 16 s rRNA gene markers have been employed. The study revealed that the newly developed contribution profiling of faecal origin derived from the Bacteroidales DNA could quantitatively distinguish between human and non-human pollution origins. Further, the outcomes of the MST test have been compared with the results of both physicochemical analyses and tests of pharmaceutical and personal care products (PPCPs). A strong positive correlation was discovered between the human marker and PPCPs. Gabapentin was the most frequently detected compound and it showed the uppermost positive correlation with the human marker. The study demonstrated that the NBTS performs satisfactorily with the removal of E. coli but not PPCPs. Interestingly, the presence of PPCPs in the water samples was not correlated with high concentrations of E. coli. Neither has the latter an apparent correlation with the human marker.
Water quality problems in Norway are caused mainly by high phosphorus (P) inputs from catchment areas. Multiple pollution sources contributes to P inputs into watercourses, and the two main sources in rural areas are agricultural runoff and discharge from on-site wastewater treatment systems (OWTSs). To reduce these inputs, Constructed wetlands (CWs) treating catchment runoff have been implemented in Norway since early 1990s. These CWs have been proven effective as supplements to agricultural best management practices for water quality improvements and therefore there are more than 1000 CWs established in Norway at present. This study aims to present some overall data on the present status of CWs treating catchment runoff in Norway, and in particular recent results of source tracking and retention of sediments and total phosphorus (TP) in a model, full-scale, long-term operated CW, which in practice treats runoff from a typical rural catchment with pollution from both point and diffuse sources. Nutrient contributions from agricultural runoff and OWTSs have been quantified in eight catchments, while the source tracking and retention of sediments and P has been studied in the model CW. P runoff in the catchments was largely affected by precipitation and runoff situation, and varied both throughout the year (every single year) and from one year to another. Annual TP contribution that origins from OWTSs was in general limited, and only 1 % in the catchment of the model CW. Monthly contribution, however, was higher than 30 % during warm/dry season, and cold months with frost season. For the purpose of source tracking study, faecal indicator bacteria (reported in terms of Escherichia coli - E. coli) and host-specific 16S rRNA gene markers Bacteroidales have been applied. High E.coli concentrations were well associated with high TP inputs into waterbodies during dry or/and cold season with little or no agriculture runoff, and further microbial source tracking (MST) tests proved human contribution. There are considerable variations in retention of sediments and TP in the CW between the years, and the annual yearly retention was about 38 % and 16 %, respectively. During the study period, the average monthly retention of sediments and TP was 54 % and 32 %, respectively. E. coli concentrations were also reduced in water passing the CW. The study confirmed that runoff from agricultural areas is the main P source in watercourses, however, discharges from OWTS can also be of great importance for the water quality, especially during warm/dry- and cold/frosty periods. Small CWs treating catchment runoff contribute substantially to the reduction of sediments, TP and faecal indicator bacteria transport into water recipients.
Norwegian constructed wetlands (CWs) that treat domestic wastewater are classified as horizontal subsurface flow constructed wetlands (HSFCWs). Over the years of continuous performance, the HSFCWs operating under cold climate conditions have shown a high and stable treatment efficiency with regard to the removal of organic matter (>90 % BOD), nutrients (>50 % N and >90 % P) and microbes (>99 % bacteria). The majority of Norwegian HSFCWs are categorised as small (<50 pe) on-site, decentralised wastewater treatment systems. The Norwegian systems consist of three fundamental elements: a septic tank, a pre-filter (i.e. an aerobic vertical flow biofilter) and a horizontal flow saturated filter/wetland bed. The first, primary treatment step begins in the septic tank from which effluents are pre-treated in the second step occurring in the pre-filter/biofilter section and further in the third, final step taking place in the filter bed/HSFCW. The first and third treatment steps are quite common in systems with CWs, but the pre-treatment in biofilter(s) is mainly known from Norway. The main purpose of using the pre-treatment phase is to supply air during the cold season, to enhance nitrification processes, and to reduce the load of organic matter before entering the filter/wetland bed. If constructed and maintained correctly, the biofilters alone can remove 90 % BOD and 40 % N. Various filter/CW beds have been introduced for treatment of domestic wastewater (as complete or source-separated streams) in Norway, but the most common feature is the use of specific filter media for high phosphorus (P) removal. A few Norwegian municipalities also have limits with respect to nitrogen (N) discharge, but the majority of municipalities use 1.0 mg P/l as the discharge limit for small wastewater treatment systems. This particular limit affects the P retention lifetime of the filter media, which varies from system to system depending on the filter media applied, the type of wastewater treated, and the system design and loading rates. An estimated lifetime of filter media with regard to P removal is approximately 15–18 years for a filter/CW bed of a single household. After completing the lifetime, the filter media is excavated and replaced with new/fresh materials, allowing the system to operate effectively for another lifespan. Since the exploited media are P-rich materials, the main intention is their reuse in a safe and hygienic way, in which P could be further utilised. Therefore, the Norwegian systems can represent a complex technology combining a sustainable technique of domestic wastewater treatment and a bio-economical option for filter media reuse. This is a quite challenging goal for reclamation and recycling of P from wastewater. Thus, there are some scenarios of reusing the P-rich filter media as a complementary P fertiliser, a soil amendment or a conditioner, provided the quality is acceptable for utilisation in agriculture. Alternatively, the filter media could be reused in some engineering projects, e.g. green roof technology, road screening or construction of embankments, if the quality allows application in the environment. The core aspect of the reuse options is the appropriate quality of the filter media. As for the theoretical assumption, it should not be risky to reuse the P-rich media in agriculture. In practice, however, the media must be proven safe for human and environmental health prior to introducing into the environment.
Det er ikke registrert sammendrag
Prosjektet har bestått av to deler, hvorav del 1 var en litteraturundersøkelse som munnet ut i et notat i 2013, og del 2 bestående av feltundersøkelser som rapporteres her. Hensikten med prosjektet var å undersøke effekten av randsoner. Prosjektet har først og fremst hatt som mål å øke kunnskapsgrunnlaget om jordas kjemiske og fysiske egenskaper i jordbruksjord sammenlignet randsoner langs vassdrag. Feltundersøkelser ble gjennomfør høsten 2013 og våren 2014 på tre lokaliteter i Time og Klepp kommune på Jæren, og har bestått av jordprøvetaking for kjemiske analyser, samt infiltrasjonstester og fuktighetsmålinger for å undersøke jordfysiske egenskaper. Fosfor innhold i jorda var meget høyt på alle lokalitetene og resultatene viser en god sammenheng mellom fosfornivå og P-AL status. Fosforinnhold i randsonene viser generelt lavere innhold av totalfosfor og lavere fosforstatus (P-AL) sammenlignet med dyrka mark innenfor randsonene. Redusert fosforinnhold betyr redusert risiko for utvasking av fosfor fra disse arealene nær bekk og vann. Infiltrasjonskapasiteten var ikke entydig bedre i randsonene enn inne på jordet, men infiltrasjonskapasiteten er med få unntak god i ytterkant av de etablerte randsonene og i overgangen til, og i den naturlige kantvegetasjon. Undersøkelsene har hjulpet oss et stykke på vei med å forstå både prosesser i grasdekte buffersoner, og også gitt innblikk i skjøtsel, bruk og drift av sonene. Det er imidlertid behov for ytterligere undersøkelser over en lengre tidsperiode, da det tar tid og se resultater av redusert gjødsling og endret drift av arealer.
Det er ikke registrert sammendrag
Det er ikke registrert sammendrag
Det er ikke registrert sammendrag
This article describes Norwegian and Polish experiences concerning domestic wastewater treatment obtained during nearly 20 years of operation for constructed wetland (CW) systems in rural areas and scattered settlements. The Norwegian CW systems revealed a high performance with respect to the removal of organic matter, biogenic elements and faecal indicator bacteria. The performance of the Polish CW systems was unstable, and varied between unsatisfied and satisfied treatment efficiency provided by horizontal and vertical flow CWs, respectively. Therefore, three different concepts related to the improvement of CW technology have been developed and implemented in Poland. These concepts combined some innovative solutions originally designed in Norway (e.g. an additional treatment step in biofilters) with Polish inspiration for new CWs treating rural domestic wastewater. The implementation of full-scale systems will be evaluated with regard to treatment efficiency and innovative technology; based on this, a further selection of the most favourable CW for rural areas and scattered settlements will be performed.
Nine filter beds have been constructed in the Nordic countries, Denmark, Finland, Norway and Sweden. Filter beds consist of a septic tank followed by an aerobic pre-treatment biofilter and a subsequent saturated flow grass-covered filter. Thus, filter beds are similar to subsurface flow constructed wetlands with pre-treatment biofilters. but do not have wetland plants with roots submerged into the saturated filter. All saturated filters contain Filtralite (R) P. a light-weight expanded clay aggregate possessing high phosphorus sorption capacity. The filter bed systems showed stable and consistent performance during the. testing period of 3 years. Removal of organic matter measured as biochemical oxygen demand (BUD) was >80%, total phosphorus (TP) >94% and total nitrogen (TN) ranged from 32 to 66%. Effluent concentrations of fecal indicator bacteria met the European bathing water quality criteria in all systems. One system was investigated for virus removal and somatic viruses were not detected in the effluent. The investigations revealed that the majority of the BOD and nitrogen removal occurred in the pre-treatment filters and the phosphorus and bacteria removal was more prominent in the saturated filters. The saturated filters could be built substantially smaller than the current design guidelines without sacrificing treatment performance. The used filter material met the Norwegian regulations for reuse in agriculture with respect to heavy metals, bacteria and parasites. When saturated with phosphorus, the light-weight aggregate. Filtralite (R) P used in the saturated bed is a suitable phosphorus fertilizer and additionally has a liming effect. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.
Tie long-term use of a filter-based, on-site wastewater treatment system increases nutrient discharge to receiving waters and may reduce its hygienic barrier efficiency. The main purpose of this research was to assess the hygienic barrier efficiency and the associated health risks of an on-site system that had exceeded its 5-yr design capacity with respect to phosphorus (P) removal. The system was investigated for bacteria and virus removal and assessed with respect to potential health risks in relation to reuse of effluent for irrigation. The system consists of a septic tank, a pressure-dosed vertical flow biofilter, and an up-flow filter unit with lightweight clay aggregates. The total P concentration in the effluent had increased gradually from initially <0.1 mg P L-1 during the first 2 yr of operation to 1.8 mg P L-1 after 5.3 yr. Escherichia coli was used as an indicator organism for fecal bacteria removal, whereas bacteriophages phi X174 and Salmonella typhimurium phage 28B (S.t. 28B) were used to model enteric virus removal. An overall decrease in E. coli removal occurred from a complete (approximately 5.6 log(10)) reduction during the first 3 yr of operation to 2.6 log(10) reduction. The removal amounts of the bacteriophages phi X174 and S.t. 28B were 3.9 and 3.7 log(10), respectively. Based on removal of S.t. 28B, the risks of rotavirus infection and disease for the investigated scenarios were above the acceptable level of 10(-4) and 10(-3), respectively, as defined by the World Health Organization.
Det er ikke registrert sammendrag
Fangdammer er konstruerte våtmarker som fanger opp og holder igjen jordpartikler, næringsstoffer og pesticider fra diffuse kilder som dyrka mark, veger og bebygd areal.
Det er ikke registrert sammendrag
I et infiltrasjonsanlegg renses vannet via mekaniske, kjemiske og biologiske prosesser ved at avløpsvannet filtreres gjennom naturlig lagrede jordmasser. Etablering av infiltrasjonsanlegg forutsetter sandholdige jordmasser med evne til å holde tilbake aktuelle forurensningsstoffer. Infiltrasjonsanlegg anbefales i områder definert som følsomme og normale i forurensningsforskriften fordi dette er en driftssikker løsning med svært god renseevne. I mange tilfeller vil infiltrasjon også være den økonomisk rimeligste løsningen for å tilfredsstille kommunenes krav til rensing av avløpsvann. Infiltrasjonsanlegg har stor utbredelse både i Norge og andre land.
Landbruket har hatt stor påvirkning på bekkene i jordbrukslandskapet. Mange er lukket i rør, mens andre er rettet ut, senket eller kan være sterkt belastet med næringsstoffer og partikler. Våtmarker og dammer er drenert for å vinne land. Dette har gitt et fattigere kulturlandskap, mindre biologisk mangfold, forurensning og større flomtopper. Mange steder er det ønskelig å reversere denne utviklingen, og et av tiltakene kan være å gjenåpne lukkete bekker. Som en hjelp i dette arbeidet er det laget en utarbeidet en rapport: Gjenåpning av bekkelukkinger " Veileder (Jordforsk-rapport 85/05) beregnet på planleggere eller bønder som vurderer å velge denne løsningen framfor å fornye et eksisterende lukkingsanlegg. Veilederen er et resultat av et prosjekt finansiert av Statens landbruksforvaltning (SLF) og er et samarbeid mellom SLF, Fylkesmannen i Østfold, Rakkestad kommune, NINA, Jordforsk (Bioforsk Jord og Miljø fra 1.1.2006) og NVE. Forfattere av veilederen er Atle Hauge og Håkon Borch, Bioforsk Jord og Miljø, Bjørn Walseng, NINA og Sigrid Langsjøvold, NVE. Atle Hauge har vært redaktør og satt sammen bidragene. I tilknytning til veilederen er det laget et demonstrasjonsanlegg som er brukt som modell i veilederen. Anlegget ligger hos Mads Korsvold på Åstorp gård i Rakkestad. Arild Støylen i Rakkestad kommune har planlagt gjenåpningsanlegget, i samarbeid med Knut Berg hos Fylkesmannen i Østfold. Dette heftet er en kortversjon av veilederen. Vi håper den kan være til inspirasjon for de som har tanker om å sette i gang arbeid med å åpne bekker i kulturlandskapet.
Det er ikke registrert sammendrag
Det er ikke registrert sammendrag
Prosjektet skal bidra til å styrke forskning på naturbaserte løsninger (NBS) som også styrker karbon nøytrale løsninger, øker biodiversitet og bærkraftig bruk av arealer i bekkedrag. Det skal gjøre det enklere å prioritere bærekraftige løsninger for erosjonssikring.
OPTAIN proposes a social and scientific journey toward the increasing and better understanding of the multiple benefits of Natural/Small Water Retention Measures (NSWRM). The Norwegian case study area, Kråkstadelva catchment, is located within the Hobølelva watershed 30 km S-SE of Oslo.
Innovative concepts and technologies for ECOlogically sustainable NUTRIent management in agriculture aiming to prevent, mitigate and eliminate pollution in soils, water and air
Kantsoner mellom elv/bekk og åker/eng er et mye brukt tiltak for å redusere avrenning fra jordbruket til vannforekomstene. NIBIO har gjennom pågående og tidligere prosjekter avdekket flere kunnskapshull om dette tiltaket, blant annet er det mangelfull kunnskap om betydning av ulik vegetasjon i buffersonene.
I 2020 ble det bevilget midler til prosjektet «
