Nature-based solutions for nutrient and emerging contaminant reduction in a Mediterranean Ramsar wetland

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides empirical evidence on the hydrological dependence of contaminant attenuation in semi-natural wetlands, useful for designing effective nature-based solutions.

🏢実務担当者:Highlights the need for maintaining hydrological connectivity in wetland management to maximize water quality benefits, relevant for wastewater treatment plant operators and wetland managers.

🏛政策担当者:Informs policy on integrating nature-based solutions into water management frameworks, emphasizing the limitations of natural attenuation and the need for complementary measures.

抄録 人工湿地は、処理済み廃水を受け入れるシステムにおける水質改善のための自然由来の解決策として広く認識されている。しかしながら、その効果は主に水文学的連結性、汚染物質の特性、および水理学的滞留時間に依存する。強い水文学的変動性と季節的な水不足が水質動態に影響を与える地中海式湿地では、対照的な水循環シナリオ下での減衰プロセスを理解することが、影響を受けやすい下流の生態系を保護する上で重要である。本研究では、フエンテ・デ・ピエドラ・ラムサール湿地の主要流域（スペイン南部）の上流に位置し、処理済み廃水を受け入れながら自然の湿地特性を保持する、自然池と管理された水域の両方を含む一連の相互接続された浅い池からなる半自然池システムが、対照的な水循環シナリオ下で栄養塩と新興汚染物質を削減する能力を評価した。26回のサンプリングイベントを通じて、処理済み廃水が主要な湿地流域に到達する前に半自然池システムを通過した場合、全窒素で75%の減少を含む substantial な削減が観察された。環境半減期が短い新興汚染物質、例えばトリメトプリム、ナプロキセン、カフェイン、および選択されたトリアジン代謝物については、70～90%を超える除去率が検出され、顕著な減衰が認められた一方、カルバマゼピンやゲムフィブロジルなどのより持続性の高い物質は限定的な削減しか示さなかった。対照的に、復旧工事のために一時的なバイパス構成が取られ、処理済み廃水が主要な湿地流域に到達する前に大半の半自然池を迂回した期間中は、無視できるほどの変化しか生じなかった。乾季の条件は汚染物質の減衰を強化し、これは主に流量の低下と水理学的滞留時間の延長を反映していた。実測環境濃度と淡水生物に対する最低予測無影響濃度に基づいてリスク商（RQ sample）を用いて推定された累積生態毒性リスクは、通常の流路経路では下流で低下し、特に農薬で顕著であったが、バイパスシナリオでは中程度のリスクが持続した。全体として、半自然池システムは、地中海式ラムサール湿地に流入する栄養塩と新興汚染物質の負荷を軽減する強力だが水文学的に依存する能力を示している。それにもかかわらず、高濃度のリンと特定の新興汚染物質の持続性は、自然減衰のみの限界を浮き彫りにし、長期的な生態系保護を確実にするための補完的な管理・処理戦略の統合を支持するものである。

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Abstract Constructed wetlands are widely recognized as nature-based solutions for improving water quality in systems receiving treated wastewater. However, their effectiveness depends primarily on hydrological connectivity, contaminant properties, and hydraulic residence time. In Mediterranean wetlands, where strong hydrological variability and seasonal water scarcity influence water quality dynamics, understanding attenuation processes under contrasting water-circulation scenarios is relevant for protecting sensitive downstream ecosystems. This study assessed the capacity of a semi-natural pond system i.e., a series of interconnected shallow ponds comprising both natural and managed water bodies that receive treated wastewater while retaining natural wetland characteristics, located upstream of the Fuente de Piedra Ramsar wetland main basin (southern Spain) to reduce nutrients and emerging contaminants under contrasting water-circulation scenarios. Across 26 sampling events, substantial reductions were observed when treated wastewater flowed through the semi-natural pond system before reaching the main wetland basin, including decreases of 75% in total nitrogen. Marked attenuation was detected for emerging contaminants with shorter environmental half-lives, such as trimethoprim, naproxen, caffeine and selected triazine metabolites showed removals exceeding 70–90%, whereas more persistent substances, including carbamazepine and gemfibrozil, exhibited limited reduction. In contrast, negligible changes occurred during a temporary bypass configuration put in place for restoration works, in which treated wastewater avoided most of the semi-natural ponds before reaching the main wetland basin. Dry-season conditions enhanced contaminant attenuation, largely reflecting lower flows and extended hydraulic residence times. Cumulative ecotoxicological risk, estimated using risk quotients (RQ sample ) based on measured environmental concentrations and the lowest predicted no-effect concentrations for freshwater organisms, declined downstream under the regular flow pathway, particularly for pesticides, but moderate risk persisted under the bypass scenario. Overall, the semi-natural pond system demonstrates a strong but hydrologically dependent capacity to mitigate nutrient and emerging contaminant loads entering a Mediterranean Ramsar wetland. Nevertheless, elevated phosphorus concentrations and the persistence of certain emerging contaminants highlight the limitations of natural attenuation alone and support the integration of complementary management and treatment strategies to ensure long-term ecosystem protection.

• openalex https://doi.org/10.1007/s10653-026-03377-4first seen 2026-08-10 04:52:36