Inżynier środowiska: ten gatunek alg perfekcyjnie przystosował się do zmiennych warunków, poradzi sobie wszędzie

PAP: Gratuluję, już tydzień temu, kiedy jeszcze w przestrzeni publicznej trwały łowy na „rtęciciela”, pan na swoich profilach społecznościowych sugerował, że winą za katastrofę ekologiczną w Odrze mogą odpowiadać – zacytuję – „organizmy fotosyntetyzujące mają się w Odrze bardzo dobrze, intensywnie produkują tlen. Czy rozwinęły się jakieś glony/sinice, które wywołały tę sytuację?”. W czwartek po południu minister klimatu i środowiska Anna Moskwa poinformowała, że Instytut Rybactwa Śródlądowego znalazł w próbkach wody z Odry rzadkie mikroorganizmy, tzw. złote algi, których zakwit może spowodować pojawienie się toksyn, zabójczych dla ryb i małży.

Dr inż. Łukasz Weber: Niemcy ogłosili to już w środę, najpierw naukowcy z Instytutu Ekologii Wód i Rybactwa Śródlądowego Leibniza w Berlinie podali, że winne nieszczęściu są jakieś glony, a później Państwowy Urząd Ochrony Środowiska we Frankfurcie nad Odrą sprecyzował, że chodzi właśnie o Prymnesium parvum, czyli nie, jak pierwotnie sądziliśmy wspólnie z drem Sebastianem Szklarkiem, współtwórcą tej hipotezy, sinice, tylko inną grupę fitoplanktonu. Nasze wnioski wynikały z analizy dostępnych danych wskazujących na to, że w grę muszą wchodzić jakieś czynniki biologiczne. Gorzej, że – jak podali Niemcy – stężenie tych organizmów, czyli złotych alg, było znaczne - w pobranych próbkach potwierdzili ponad 100 tys. komórek na 1 ml wody. To potężna ilość, płynąca rzeką.

PAP: Dr nauk biologicznych Marta dr Jermaczek-Sitak powiedziała w rozmowie z naszą dziennikarką, że choć w różnych krajach Europy zakwity alg Prymnesium parvum powodowały gwałtowny pomór ryb, to w polskich rzekach glonów tych nikt dotychczas nie stwierdzał. Skąd się więc nagle wzięły one w Odrze?

Ł.W.: To jest organizm, który upodobał sobie wody przybrzeżne, np. ujścia rzek, gdzie zaczyna pojawiać się woda słona; był identyfikowany w Morzu Bałtyckim, w zatokach, w miejscach, gdzie są zmienne warunki - raz woda słona, raz bardziej słodka. To spowodowało, że ten gatunek alg perfekcyjnie przystosował się do zmiennych warunków, jest w stanie przeżyć zarówno w wodzie słonej, jak i słodkiej, ciepłej, jak i zimnej. O dużej zawartości biogenów, jak i małej, gdzie są mniejsze możliwości pozyskiwania pokarmu. Ta alga poradzi sobie wszędzie. Natomiast, jeśli chodzi o sposób jego przemieszczenia się do Odry, to cóż – nie ma w tym żadnej mistyki. Nasze rzeki są żeglowne, pływają nimi różne jednostki, więc nie jest wielkim problemem, aby przenieść jakiś niewielki „zaszczep” np. na kadłubie czy wodach zęzowych w górę rzeki. Jest jeszcze wodne ptactwo i inne czynniki biologiczne. Przemieszczanie się różnych organizmów nie jest wcale takie trudne.

PAP: To jedną zagadkę mamy rozwiązaną, ale następna czeka na ustalenia śledczych: skąd się wzięła w rzece ta sól?

Ł.W.: Tych potencjalnych źródeł zasolenia rzek w Polsce jest wiele, bo mamy chociażby utrzymanie zimowe dróg, wody z odwodnienia kopalń, mamy stale zwiększającą się ilość chlorków w ściekach komunalnych, co wynika m.in. z tego, że ludzie powszechnie wykorzystują sól kuchenną w przydomowych stacjach zmiękczania wody, sprzęcie AGD, czyli np. w zmywarkach. Sole ładują nam się do środowiska z każdej strony. Ich ilość wciąż rośnie, a wszystko idzie do rzek i dalej. Każdy z nas przyczynia się po części do wzrostu zasolenia. Jednak najgorsza wiadomość jest taka, że np. chlorki są bardzo trudnymi z powodów technologicznych jonami do usunięcia, bardzo też trudno jest je usunąć przed wprowadzeniem do rzeki. No i jeszcze mamy kopalnie, co także sprawia problem - ta zasolona woda z kopalń musi gdzieś być odprowadzona, nie da się jej zatrzymać pod ziemią. I te wszystkie sole lądują w środowisku, a – jak powiedziałem – są niesamowicie trudne do opanowania, nie da się z nimi za wiele zrobić.

PAP: Nie wiążą się z niczym?

Ł.W.: Jednym ze stabilniejszych związków jest chlorek sodu, czyli klasyczna sól, ale żeby chlorki „zamienić”, którąś ze znanych metod, w sól kuchenną, potrzeba wiele energii, co pogarszałoby całościowy bilans energetyczny związany z uzyskiem kopalin jak np. węgiel.

PAP: Jeśli dobrze zrozumiałam: wody wszystkich rzek są zasolone, ale dopóty, dopóki jest ich normalny poziom, wszystko gra, natomiast jeśli ich poziom spada z powodu suszy, jak obecnie, zaczynają się problemy i woda robi się gęsta od soli.

Ł.W.:  Właśnie tak, stężenie soli w nurcie rośnie, może być też tak, iż są jakieś zbiorniki, zastoiska, w których część wody stagnuje, więc sól się w nich zatęża, a kiedy się uruchamia, to zostaje zrzucona do głównego nurtu i mamy katastrofę, jak dziś.

PAP: Proszę to po kolei wyjaśnić.

Ł.W.: W takim razie zacznę od początku: ten punkt pomiarowy na Odrze online w Niemczech pokazywał parametr zasolenia rzeki poprzez pomiar przewodności wody. A ona jest wprost proporcjonalna w stosunku do zasolenia, czyli – im przewodność jest większa, tym większe jest zasolenie. I Odra w tym punkcie miała ostatnio zasolenie na poziomie 1300-1400 mikrosimensów (uS) na centymetr. To nie jest szalona przewodność, gdyż norma np. dla wody pitnej wynosi 2,5 tys. mikrosimensów na cm. I nagle w tym punkcie pomiarowym, dnia 3 sierpnia, wykres wyskoczył i przekroczył wartość dwóch tysięcy mikrosimensów na centymetr, a tym samym zamknęła się skala, bo Niemcy ustalili ją właśnie na poziomie 2000 uS/cm. A to oznacza, że przypływ był gwałtowny, to nie była sytuacja związana ze stałym poziomem chlorków w środowisku, ale musiało dojść do zdarzenia nagłego. Jak było ono duże, nie wiadomo, bo – jak powiedziałem – urządzenia mierzyły do 2000 uS na centymetr, a po przekroczeniu tej wartości pozostały głuche. Stężenie chlorków było na pewno większe, o ile – to wykazały z pewnością badania naszych służb.

PAP: Wyobraźmy więc sobie rzekę, która wysycha z powodu suszy, w której woda jest coraz gęstsza, gdyż gromadzą się w niej chlorki, czyli sól. Jak to wpływa na ekosystem?

Ł.W.: Kiedy wyszliśmy z hipotezą o tym, że za skażenie Odry mogą być odpowiedzialne czynniki biologiczne, czytelnicy w komentarzach to kwestionowali podnosząc, że musiałoby być to widoczne, np. w postaci zmiany barwy wody. Ale to nie jest tak, gdyż z danych podawanych przez instrumenty monitorujące wodę wynikało, że jest zakwit jakiegoś organizmu, choć obserwatorzy rzeki niczego nie spostrzegali. I komu wierzyć? Okazało się, że pomiary są bardziej miarodajne, niż obserwacje „na oko”.

PAP: Jak bardzo pan przychyliłby się do teorii, że zasolenie miało antropologiczną przyczynę?

Ł.W.: Ona wydaje mi się najbardziej prawdopodobna, ale na razie to są tylko spekulacje. Niemniej jednak można sobie wyobrazić, że były jakieś zbiorniki, w których – jakimś trafem – ta alga została zaszczepiona, i ona, w świetnych dla siebie warunkach pogodowych, przy odpowiednie ilości pożywienia w postaci azotu czy fosforu, bo to są główne biogeny, którymi się odżywia, zakwitła. Taka zakwitnięta słona woda się w jakiś sposób uruchomiła – wpadła do rzeki, do słodkiej wody. To oznaczało, że dla alg zmieniły się warunki bytowania, co spowodowało katastrofę, gdyż - zgodnie z różnymi źródłami - jednym z czynników, który powoduje, że te organizmy wydzielają toksyny, jest stres. A tu mieliśmy do czynienia ze stresem osmotycznym, związanym z gwałtowną zmianą zasolenia. To zasolenie mogło się na trasie zmieniać dynamicznie, więc za każdym razem dochodziło do stresu osmotycznego i wydzielania toksyn. Mogło także dochodzić do innego stresu – pokarmowego, kiedy na jakimś odcinku zabrakło pożądanego przez algi biogenu, co także skutkowało wyrzutem toksyn. To powinno być wyjaśnione przez naukowców różnych dziedzin.

PAP: Jakie funkcje pełnią te toksyny?

Ł.W.: Najogólniej mówiąc chodzi o to, żeby uzyskać przewagę w zdobywaniu pożywienia nad innymi organizmami - poprzez ich wyeliminowane. Ten mechanizm tłumaczyłby to, dlaczego na pewnych odcinkach Odry ryby snęły, a na innych nie – jeśli alga wpływała na teren, gdzie w wodzie było mniej związków azotu i fosforu, inne zasolenie itp. - wyrzucała toksyny.

PAP: Sprytna bestia, zwłaszcza że rozkładające się ciała są także źródłem pokarmu.

Ł.W.: Pewnie ów mechanizm i w ten sposób działa. Toksyna atakuje organizmy oddychające tlenem rozpuszczonym w wodzie, czyli przede wszystkim te mające skrzela – niszczy je tak, że się niemal rozpadają. Wędkarze zbierający śnięte ryby zgłaszali, że wyglądały tak, jakby zostały wręcz rozpuszczone jakąś żrącą substancją, np. kwasem. Tak działa ta toksyna (choć należy jeszcze potwierdzić, jaki dokładnie rodzaj toksyny wydzielały algi).Dlatego ryby, pomimo tej fantastycznie wysokiej zawartości tlenu, która w rzece przy okazji była – bo algi fotosyntezowały, wytwarzając ogromne ilości tego gazu, wartości tam były nawet pod 14 mg/L, co przy tej temperaturze oznacza niemal 200 proc. przesycenia wody tlenem – padały. Nie miały jak pobierać tlenu, bo toksyna zniszczyła im skrzela. To samo działo się z małżami, ślimakami wodnymi. Czytałem prace, z których wynika, że jeśli żaba jest jeszcze we wczesnej postaci kijanki, także jest bardzo narażona na działanie takich toksyn, gdyż oddycha skrzelami. Kiedy przybiera dorosłą postać – jest już bezpieczna. Dlatego pani minister podała, że toksyna nie jest niebezpieczna dla ludzi…

PAP: …gdyż nie mamy skrzeli.

Ł.W.: Pod warunkiem, że to faktycznie jest ta toksyna. Wszystko wskazuje na to, że tak, ale badania po obu stronach granicy wciąż trwają, dlatego należy zachować powściągliwość.

PAP: Wiemy już mniej więcej, skąd przychodzimy, teraz zastanówmy się nad tym, dokąd zmierzamy. Powiedział pan, że nie sposób jest odsolić wody rzeki.

Ł.W.: Techniczne możliwości są, tyle że odsalanie wody w technologiach, jakimi dysponujemy, polega na zastosowaniu metod membranowych albo wymiany jonowej. Pierwszą, podstawową technologią jest ta odwróconej osmozy, polega na wyłapywaniu chlorków z wody za pomocą membran półprzepuszczalnych – przepuszczają samą H2O, a po drugiej stronie zatężają sól. Ale to powoduje, że zostaje zatężony koncentrat soli, z którym trzeba coś zrobić – można go odparowywać tak, by została sama sól. Jeśli to zrobimy, faktyczne usunęlibyśmy sól ze środowiska, ale trzeba by było gdzieś ją składować, wyizolować, żeby się nie rozpuszczała i powtórnie tam trafiła. Takie podejście do zagadnienia jest niesłychanie energochłonne. W krajach arabskich, oprócz klasycznych metod odsalania (głównie odwrócona osmoza), są też np. odsalarnie słoneczne, gdzie do odparowywania soli z morskiej wody używa się energii pochodzącej ze Słońca, ale w naszej rzeczywistości te technologie są nie do wykorzystania (z uwagi na zajmowaną powierzchnię). Druga metoda to wymiana jonowa, gdzie specjalne żywice jonowymienne pozwalają na zamianę jednych jonów na drugie, rzadko stosowana. Można też, mówiąc w dużym uproszczeniu, „wymrażać” sól, to ciekawy koncept, na razie jeszcze mocno futurystyczny i idący raczej w kierunku pozyskania wody słodkiej ze słonej. W normalnych warunkach rzeki odprowadzają, wraz z wodą, sól do mórz, co ostatecznie nas szczególnie nie boli, bo morza są słone. W przypadku bardzo niskich stanów wód w rzekach ten mechanizm nie zadziałał.

PAP: Pozostaje nam więc modlić się o deszcz.

Ł.W.: W tej sytuacji jest naszą nadzieją, że wody będzie na tyle dużo, iż stężenie soli się rozcieńczy. Zmieni się pogoda, Słońce przestanie prażyć, glony nie będą się intensywnie rozwijać, bo fotosynteza się zmniejszy. Niestety – może kolejny stres przeżyją, co mogłoby skutkować ponownym masywnym wyrzutem toksyn, ale w końcu ten zakwit zamrze. Oby jak najszybciej. Ufam, że znajdą się sposoby, żeby mu w tym pomóc.

PAP: Czytałam, że Norwegowie cyklicznie mają problemy z zakwitem alg złotych, co sprawia, że ponoszą gigantyczne straty w hodowlach łososi i pstrągów.

Ł.W.: Wody, w których znajdują się te hodowle, są umieszczone w takiej strefie przejściowej, gdzie woda jest słodka, ale jak przyjdzie cofka z morza, robi się słona, więc ten glon, który potrafi się świetnie przystosować do każdych warunków i przeżyć, kiedy te robią się dla niego korzystne – wygrywa. Zwłaszcza że te ryby są dokarmiane paszami, które ostatecznie są źródłem fosforu i azotu, czyli podstawowych biogenów niezbędnych dla rozwoju glonów. Powinniśmy się więc zapytać Norwegów, ale także Brytyjczyków i Amerykanów, którzy mają doświadczenie w walce z zakwitami alg złotych, co zrobić, żeby jak najszybciej pozbyć się problemu.

Rozmawiała: Mira Suchodolska (PAP)

mmi/