How efficient are bioretention cells in controlling phosphorus and nitrogen enrichment of urban stormwater? Insights from the International stormwater best management practice database
Notice bibliographique
Résumé
Bioretention cells (BRCs) are a common technology to reduce stormwater runoff volumes and peak flows. BRCs have also been proposed as a best management practice (BMP) to control the export of contaminants from urban landscapes, including the macronutrients phosphorus (P) and nitrogen (N). To determine whether bioretention systems are effective in mitigating P and N enrichment of urban stormwater runoff, we extracted hydrologic and nutrient concentration data for over 400 precipitation events across more than 30 BRCs from the International Stormwater BMP Database. The concentration data included total P (TP), soluble reactive P (SRP), total N (TN), and dissolved inorganic N (DIN). Among the BRCs included in our analysis, 74 and 89 % exhibited average concentrations of TP and SRP that were higher in the surface outflow than in the inflow, respectively. However, the corresponding outflow loads of TP and SRP were generally lower, mainly because of reductions in surface runoff volumes. By contrast, BRCs exhibited on average lower outflow TN concentrations (median reduction of 21 %) while DIN concentrations were similar between outflow and inflow. Hence, because they are generally more efficient in reducing N than P loads, BRCs tended to decrease the TN:TP and DIN:SRP ratios of stormwater runoff, potentially altering nutrient limitation patterns in receiving aquatic ecosystems. Changes to P and N speciation were also prevalent, with BRCs typically increasing the SRP:TP and (NO 3 – +NO 2 – ):NH 4 + ratios. Random forest modeling identified inflow concentrations and BRC age as key variables modulating the changes in TP, SRP, and TN concentrations between inflow and outflow. For DIN, the BRC’s storage volume and drainage area also emerged as an important explanatory variable. Overall, our findings imply that the impacts of BRCs on the P and N concentrations, speciation, and loads of urban runoff are highly variable. Although the P and N loads in surface runoff are usually reduced by BRCs, the implications for downstream nutrient limitation and potential groundwater quality deterioration deserve further attention.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».