Rośliny wodne są nieodzownym elementem funkcjonowania każdego zbiornika wodnego. Dzięki nim cykl obiegu pierwiastków w przyrodzie jest dopełniony ? funkcjonalnie nabiera właściwej, wyższej sprawności.

Wszystkie rośliny związane ze środowiskiem wodnym mają właściwości filtrujące i czyszczące. Niektóre z nich są wykorzystywane do intensyfikacji procesów w tzw. oczyszczalniach ścieków ze wspomaganiem hydrobotanicznym.

Filtruje i natlenia

Do roślin pełniących ważną rolę w filtracji i uwalnianiu biogenów ze zbiornika wodnego należy rogatek (Ceratophyllum demersum). Dzięki swej specyficznej budowie, przypominającej miniaturową choinkę, posiada rozwiniętą powierzchnię. W ten sposób  ułatwia kumulację pływającej w wodzie zawiesiny organicznej. Klarując wodę i sprowadzając ją do postaci zsedymentowanej, podnosi przezroczystość oraz estetykę zbiornika wodnego. Zbiornik niedużych rozmiarów można czyścić wyjmując rogatka i usuwając jego nadmiar. Po procesie przepłukania wodą oraz oczyszczeniu można wykorzystać go ponownie, jako osad filtracyjny przy oczyszczalniach komorowych. Rozwinięta powierzchnia biologicznego filtra ma właściwości natleniające, wpływając na wzrost jego sprawności biologicznej. Dzięki takim właściwościom tego typu rośliny nadają się do zastosowania w hodowlach ryb, wylęgarniach rybackich i sadzawkach. Podobną funkcję można przypisać gatunkom z rodzaju wywłócznik (Myriophyllum) oraz moczarce kanadyjskiej (Elodea canadensis). Rogatek jest jednak liderem w praktycznym znaczeniu tej grupy.

Naturalna oczyszczalnia

Kolejna z popularnych roślin to rzęsa (Lemna minor). Jest ona jednym z najmniejszych makrofitów. Utrzymuje się na wodzie w postaci kożucha utworzonego przez egzemplarze należące do tego gatunku. Rzęsa stanowi samoistną tzw. pływającą oczyszczalnię o dużej sprawności redukowania biogenów z toni wodnej. Pracując w szerokim spektrum pH (od 3,5 do 10), z dużą tolerancją na chemizm środowiska, szczelnie pokrywa powierzchnię zbiornika wodnego. W ten sposób zapobiega zakwitom sinic. Jest to bardzo ważne np. na zbiornikach stanowiących rezerwuary wody pitnej. Jej niekwestionowane zalety trudno wykorzystać w pełni, ze względu na niektóre ograniczenia. Przykładowo rzęsa nie toleruje falowania wody, a w sprzyjających warunkach pogodowych należy ją co kilka dni rozgęszczać. Oczyszczalnię na bazie rzęsy można potraktować jako przedsiębiorstwo produkujące biomasę użytkową (np. paszę dla drobiu lub ryb). Wówczas uciążliwe biogeny stają się wsadem  produkcyjnym.  

Właściwie wszystkie zbiorniki: cieki wodne, rowy itd. są bardzo sprawnymi oczyszczalniami biologicznymi dzięki roślinom żyjącym w bezpośredniej strefie wodnej cieku lub w strefie do niej przylegającej. Prym w tym przypadku wiodą olchy i wierzby. Do najważniejszych w samym nurcie cieku należy z pewnością manna mielec (Glyceria maxima). Uwagę zwraca wydłużony okres wegetacyjny tej rośliny. Jej liście bardzo długo opierają się nie tylko przymrozkom, ale i pierwszym grudniowym mrozom. Podczas przedwiośnia manna mielec jest jedną z pierwszych roślin, która ?startuje? swoimi czerwonymi wówczas pędami.

Siła korzeni

Obserwowane w naturalnym środowisku procesy oczyszczania wód stworzyły podstawę do budowy oczyszczalni biologicznych już w XIX w. w przemyśle roszarniczym. Uciążliwy płyn po roszeniu lnu przepuszczano przez sztucznie zbudowany meander, naśladujący ciek wodny, i obsadzano szybko rosnącą topolą. Rozcieńczony płyn poroszeniowy był rozdeszczowywany na specjalnie przygotowanych poletkach, użytkowanych przemiennie jako źródło siana. Współcześnie praktyki tego typu stosuje się w szerokim zakresie w tzw. oczyszczalniach korzeniowych, przeznaczonych dla mniejszych jednostek komunalnych lub domków jednorodzinnych.

Istotą działania oczyszczalni korzeniowej jest system trójstopniowego oczyszczania ścieków. W pierwszym etapie następuje oczyszczanie mechaniczne, pozbawiające ścieki elementów nie będących przedmiotem oczyszczania właściwego. Stanowią one jedynie balast, zamulający dalszy przebieg procesu. W drugim etapie w osadniku gnilnym następuje wyrównanie i przyspieszenie procesu rozkładu beztlenowego materii organicznej. Na końcu przepuszcza się ścieki przez przygotowane złoże, charakteryzujące się dużą porowatością, przestrzeniami wolnymi dla penetracji powietrza i korzeni roślin. Zachodzące tutaj procesy na granicy trzech faz (stałej, ciekłej i gazowej) są bardzo intensywne. W procesach oczyszczania ścieków z nadmiaru biogenów ważne jest, że tlen jest dodatkowo dostarczany przez korzenie roślin czyszczących. Ponadto stanowią one powierzchnię rozwiniętą dla budowy biofilmu, złożonego z bakterii tlenowych i beztlenowych. Część produktów rozkładu jest uwalniana bezpośrednio do atmosfery, a część wykorzystywana do budowy organizmu rośliny filtrującej. W oczyszczalniach korzeniowych wykorzystuje się głównie: trzcinę (Phragmites australis), oczeret (Schoenoplectus) lub wierzbę (Salix).

Pływające wyspy

Innym przykładem wykorzystywania zdolności filtracyjnych roślin wodnych są pływające wyspy. Są to tzw. materace hydroponiczne, unoszące się na wodzie dzięki wyporności strefy korzeniowej roślin wodnych, często zaopatrzonych w komórki parenchymatyczne, wypełnione dodatkowo powietrzem. Na widoczny efekt dryfowania na powierzchni wpływ ma także wyporność podłoża hydroponicznego (np. pianka poliuretanowa lub polietylenowa) oraz dodatkowe wspomaganie przez tzw. pływaki. Wyspy tego typu są zakotwiczone w dnie. ?Dobroczynność ekologiczną? pływającej wyspy gwarantują wysoce sprawne, czyszczące właściwości strefy korzeniowej wytworzonej przez posadzony szeroko gatunkowy skład makrofitów. Przyjmuje się, że sprawność makrofitów jest o 70% wyższa od sprawności czyszczącej roślinności zanurzonej. Dodatkowo dzięki oddziaływaniu tego typu wyspy następuje wzbogacenie zbiornika wodnego w szereg nisz ekologicznych dla drobnej fauny podwodnej, w tym narybku. Z kolei sfera roślinności na powierzchni poszerza m.in. możliwości lęgowe ptaków. Pływające wyspy, dopasowane do możliwości troficznych akwenu, mogą stanowić, oprócz funkcji pływającej oczyszczalni korzeniowej, dodatkowy element estetyczny krajobrazu.

Wielogatunkowa lista roślin filtrujących znajduje zastosowanie przy obsadzaniu wysp pływających i tzw. pływających bagien. Godnymi polecenia w obrębie roślin tej grupy są niezawodne w wielu zespołach roślinnych: trzcina (Phragmites australis), manna mielec (Glyceria maxima), turzyca błotna (Carex acutiformis), turzyca nibyciborowata (Carex pseudocyperus) oraz jeżogłówka gałęzista (Sparganium erectum). Kolejną rośliną filtrującą, a dodatkowo posiadającą funkcję ozdobną, jest kosaciec żółty (Iris pseudacorus). Należy on do roślin o silnym wzroście i odporności na niekorzystne warunki (fot). Do roślin wykazujących walory zdobnicze należy zaliczyć też m.in. łączeń baldaszkowaty (Butomus umbellatus) i tojeść rozesłaną (Lysimachia nummularia).

Cenne właściwości można zaobserwować również u kolejnej grupy roślin: bobrka trójlistkowego (Menyanthes trifoliata), czermieni błotnej (Calla palustris) oraz tojeści bukietowej (Lysimachia thyrsiflora). Mogą one pełnić swoją rolę filtracyjną jako rośliny pływające, a ponadto bujnie rosną bez podłoża w środowisku o niskim pH. Tolerują też środowisko silnie zanieczyszczone materią organiczną, np. liśćmi. Idealnie nadają się do zbiorników na wodę opadową lub lagun doczyszczających baseny kąpielowe. Istotną ich zaletą jest również to, że są łatwo usuwalne, gdy wystąpią w nadmiarze.

dr Krzysztof Grzegorczyk, Ogrody Wodne