都市の無秩序な広がりと密集した都市化により、雨水の管理方法に問題が生じています。今後数十年で発生すると予想されるより激しく頻繁な暴風雨と相まって、不浸透性の表面 (つまり、舗装された道路、小道、建物、緑地の喪失) の広い領域は、都市開発者やランドスケープ アーキテクトに新しい解決策を求めることを余儀なくさせました。それらの解決策の 1 つである緑の屋根は、いったん確立されると、そのシンプルさと視覚的な美しさがエレガントになります。
簡単に言えば、緑の屋根は自然の土壌をシミュレートするための複数の層からなるシステムです。この考えは新しいものではありません。それはスカンジナビア諸国の伝統的な芝屋根に何十年もさかのぼります。現代の緑の屋根は、より複雑な世界に適合するように適応されており、効率と性能を向上させるために新しい材料と新しい植物種を取り入れています。屋根材の層は、(1) 栄養 (植物) 層、(2) 人工 (場合によっては天然) 土壌、および (3) 流出、植物の根の移動、および下にある屋根への損傷によるミネラルの損失を防ぐための保護層で構成されています。 .
緑の屋根は、雨水の遮断を助け、その水が雨水管理システム (下水道など) に入る時間を遅らせ、その水の一部が最初に入るのを防ぎます。これにより、管理システムへの負担が軽減され、局地的な洪水を防ぐことができます。遮断された水は、緑の屋根の土壌に保持され、植物の成長に使用され、CO
しかし、革新的なソリューションには、環境へのさらなる悪影響を防ぐために考慮する必要がある未知数が伴います。これらの 1 つは、土壌が飽和状態になるか、短期間で最大吸着容量を超えるポイントまで (過剰に) 施肥された屋根からの栄養素の移動と損失です。栄養分の流出は、リンが水路に入ると地表水を汚染する可能性があり、藻類ブルーム、「湖の死滅」効果、および溶解した生物学的酸素濃度の致命的な減少をもたらします.
現在の基質の配合、つまり最終的なバルク基質を生成するために組み合わせる個々の成分の選択は、無機成分と有機成分の一部を組み合わせることに依存しています。このプロセスの驚くべき点は、軽量であり、保水力が高く、水浸しにならず、酸素化されている限り、基材に含めることができるコンポーネントの数や種類に制限がないことです。 、成長する植物に水と栄養素を放出します。基質成分は、粘土、砂、有機物 (ピート モス、ココナツ コイア、松の樹皮) などの従来の材料から、砕いたレンガ、磁器、プラスチック、粘板岩、頁岩などの新しい材料、またはクラムなどのリサイクル材料や廃棄物材料にまで及びます。 (タイヤ) ゴムと製油所のスラグ。
しばしば見過ごされがちな基質配合の機能は、個々の成分の物理的および化学的特性です。基質は、緑の屋根内の栄養素と水の動態を制御するための最も重要な機能です。材料が異なれば特性も異なりますが、多くの場合、これらは十分に説明されていないか、まったく知られていません。このため、屋根がどのように機能しているかを理解することは困難であり、代わりに、単純で容易に観察可能な測定基準に依存する必要があります。植物は順調に育っていますか？栄養素が流出によってシステムから失われていますか?この栄養損失は、水路への排出に関する自治体または規制のガイドラインを超えていますか?
そのため、私たちの研究は、これらの外側の問題に対処することを目的としており、これらの材料に関して存在する知識のギャップを埋め、基板内での設置前にどのように機能するかを埋めます。粘土などの材料の特性評価には、さまざまな環境条件で特定の栄養素の最大吸着容量を推定するための、簡単ですぐに利用できる手法が存在します。ただし、これらのテストでは、ほとんどの場合、均質な参照物質が使用されます。秘訣は、粉砕されたレンガのような不純な物質にこれらの技術を適用する方法を知ることです。これは、さまざまな粒子サイズがあり、さまざまなテクスチャがあり、さまざまな種類のリサイクルされたレンガに由来するため、事態をさらに複雑にする可能性があります.
当社が使用する技術には、電位差滴定 (つまり、さまざまな pH での滴定)、バッチ吸着 (既知の濃度の溶液から吸着された栄養素の割合を推定する)、および材料表面分析 (総表面積と結合密度の両方) が含まれます。サイト)、学術文献で十分に文書化されています。その基板を構成する各材料の特性がわかれば、基板全体の性能を推定できるはずです。 「土壌集合モデル」としても知られるこのモデリングは、自然の土壌の個々の成分を特徴づけることにより、農家の畑から近くの水路への栄養損失を記述するために世界的に使用されてきました。したがって、最終的な基質に追加する各成分と量がわかっているため、拡張して人工土壌をモデル化できるはずです.
この作業を通じて、緑の屋根が意図したとおりに機能しており、一度設置すると、大雨や頻繁な雨が降っても害を及ぼすことはないと確信できます.都市化とスプロール化の進行に伴い、都市の自然の緑地の小さな一部をすべての人に提供することもできます.
これらの調査結果は、P を吸着して流出の質を改善するために最適化されたグリーン ルーフ基板のコンポーネントの特性評価と予測モデリングというタイトルの記事で説明されています。最近ジャーナル Environmental Pollution に掲載されたレビューです。 この作業は、グエルフ大学の Tyson S. Jennett と Youbin Zheng によって実施されました。
