Phytoremediation efficiency: assessment of removal processes and hydraulic performance in constructed wetlands

Abstract

Constructed wetlands are now widely recognised as effective treatment facilities for controlling pollution, restoring stream values within urban areas, for their recreational and aesthetic qualities, and for conserving flora and fauna. The aim of the study was to examine two important functions of wetland systems: removal efficiency and hydraulic performance. The first research line was carried out to examine the pollutant removal efficiency and plant nutrient and metal translocation of a pilot constructed wetland in Fusina, Venice (Italy) receiving Naviglio Brenta river freshwater. The second investigation was performed in 18 pilot wetlands in Halmstad (Sweden) in order to assess the influence of different vegetation in the hydraulic conditions. From this study, the effluent quality in the pilot wetland in Venice showed a significant improvement during the period of monitoring and the plants nutrient and metal contents, particularly in roots, were correlated with sediment concentrations. Hydraulic efficiency in the pilot wetlands in Sweden studied by tracer test application was influenced by vegetation type and density, with higher performance in the wetlands planted with mixed vegetation. The two aspects analysed in this research are strictly connected because a principal controlling factor of contaminants removal in wetlands is water movement patterns; based on that, wetland design may play an important role for nutrient and metal retention, as well as for enhancing biodiversity and recreational values in constructed wetland systems.

Le aree umide ricostruite sono attualmente riconosciute come un effettivo trattamento per il controllo dell’inquinamento, per il ripristino dei corsi d’acqua superficiali nelle aree urbane, per il valore ricreazionale ed educativo e per la conservazione della flora e della fauna. Lo scopo del presente studio consiste nell’esaminare due importanti funzioni delle aree umide ricostruite: l’efficienza di rimozione e la performance idraulica. La prima linea di ricerca è stata condotta per esaminare l’efficienza di rimozione di alcuni contaminanti e la traslocazione dei nutrienti e dei metalli in un’area umida pilota a Fusina, Venezia (Italia) alimentata dall’acqua dal fiume Naviglio Brenta. La seconda ricerca è stata condotta in 18 aree umide ad Halmstad (Svezia) per valutare l’influenza della diversa vegetazione nelle condizioni idrodinamiche. Dal presente studio, la qualità dell’effluente dell’impianto pilota di Fusina ha mostrato un significativo miglioramento durante il periodo di campionamento e il contenuto di nutrienti e metalli nelle piante, in particolare nell’apparato radicale, è risultato correlato con le concentrazioni degli stessi nei sedimenti. L’efficienza idraulica negli impianti pilota in Svezia, studiata utilizzando dei test con traccianti, è risultata influenzata dal tipo e dalla densità della vegetazione, con una miglior performance nelle celle piantumate con vegetazione mista. I due aspetti analizzati nel presente studio sono strettamente interconnessi in quanto uno dei principali fattori di controllo nella rimozione dei contaminanti nelle aree umide è il movimento dell’acqua; il design delle aree umide, quindi, può avere un ruolo fondamentale nella rimozione di nutrienti e , metalli favorendo la biodiversità e la funzione ricreazionale delle aree umide ricostruite.