Badacz pracuje nad biologicznymi oczyszczalniami ścieków. Jak powiedział w rozmowie z PAP, stan wód powierzchniowych Polski jest "mocno niezadowalający".

"Na przykład ponad 90 proc. polskich rzek, według ramowej dyrektywy wodnej jest w stanie określanym jako zły. Podstawa zanieczyszczeń to azot i fosfor. Są to substancje biogenne, które powodują eutrofizację czyli przeżyźnienie środowiska wodnego. Właściwie każdego lata obserwujemy tego skutki w postaci rozwoju glonów i zakwitów sinic. Wtedy zaczyna się zwykle rozmawiać o zanieczyszczeniach, ale one spływają do wód przez cały rok. Substancje te pochodzą ze źródeł rozproszonych, takich jak pola uprawne i odpływy wody burzowej w miastach, a także źródeł punktowych, czyli np. oczyszczalni ścieków” – opisał dr Jarosiewicz.

Zwrócił przy tym uwagę, że i tak pod uwagę bierzemy tylko niewielką część zanieczyszczeń, które mogą się pojawić w wodzie. Wielu substancji się jeszcze w ogóle nie bada. Do wody przedostają się bowiem różnego rodzaju ksenobiotyki, czyli substancje obce środowisku, które produkuje nowoczesny przemysł chemiczny.

"Można tutaj wymienić np. pestycydy czy farmaceutyki. Związków tych jest coraz więcej, ponieważ cały czas powstają nowe. Obecnie monitorujemy wodę pod kątem obecności ok. 40 związków, a może być ich nawet 20 razy więcej. Niestety, nawet dobrze pracujące oczyszczalnie wszystkiego nie usuwają” – podkreślił ekspert.

Jego zdaniem pod względem stanu wód wypadamy podobnie do zachodnich krajów.

"Jakość wody zależy przy tym dosyć mocno od części kontynentu. Na przykład w Danii, gdzie wody są zanieczyszczone przez intensywne rolnictwo i hodowlę zwierząt, wody są silnie zanieczyszczone związkami azotu, w innych regionach dominuje fosfor, w innych pestycydy. W krajach o dużej lesistości, udział zanieczyszczeń w rzekach jest mniejszy, jednak na przeważającym obszarze Europy, 60-70 proc. terenu stanowi rolnictwo, obszary zurbanizowane i zabudowa rozproszona, gdzie jest generowana największa presja na zasoby wodne” – zauważył ekohydrolog.

Dodał, że w ostatnich 2-3 dekadach zaszła ogromna poprawa. Regulacje prawne pozwoliły znacząco zredukować zanieczyszczenia pochodzące ze ścieków m.in. poprzez programy budowy oczyszczalni ścieków.

"Jednak - zaznaczył naukowiec - analizując wieloletnie dane choćby na temat Wisły i Odry, możemy zobaczyć, że np. spadek stężenia fosforu i azotu już się zatrzymał. Doszliśmy do pułapu, którego dzięki obecnym przepisom i oczyszczalniom już nie możemy przekroczyć. Trzeba szukać nowych rozwiązań, ponieważ, jak wspomniałem, nadal jest źle. W Europie sytuacja jest podobna".

Według ekohydrologa wiele można osiągnąć prostymi metodami.

„Jeśli chodzi o nieduże cieki wodne, to kluczem jest wprowadzenie stref buforowych. Wystarczy między polem uprawnym i rzeką wyznaczyć kilkumetrowy pas wyjęty spod użytkowania, aby aż o 90 proc. zmniejszyć nie tylko przedostawanie się do wody azotu i fosforu, ale także pestycydów czy farmaceutyków. W ten sposób możemy przywrócić doliny rzeczne do ich naturalnego stanu, a to zapewni nam naprawdę duży sukces. Rzeka ma bowiem niesamowicie duże możliwości samooczyszczania, co widzieliśmy na przykładzie awarii Czajki. Kilkanaście kilometrów w dół rzeki woda była już w podobnym stanie, jak powyżej oczyszczalni" - przekonywał ekspert. Zauważył, że woda rzek, które meandrują, rozlewa się, po czym wraca do koryta i "widzimy dobrą jakość wody nawet mimo intensywnego rolniczego wykorzystania terenu". "Małe cieki wodne spływają do większych, a te ostatecznie kierują wodę do Bałtyku. Zaczynając od małych rzek, w dużej mierze oczyścimy wodę wszędzie” - wskazał.

Dr Jarosiewicz dodał, że naturalne oczyszczanie może też być wykorzystane jako wsparcie dla miejskich oczyszczalni.

"W naszej Katedrze UNESCO Ekohydrologii we współpracy z Centrum Ekohydrologii Polskiej Akademii Nauk, pracujemy nad Rozwiązaniami Bliskimi Naturze, które mogą być uzupełnieniem wszystkich typowych oczyszczalni ścieków. Nasze systemy mogą być montowane pomiędzy standardową oczyszczalnią i rzeką. Mogą być też montowane w miejscach odpływu wód burzowych. Systemy tego typu usuwają z wody różnorodne substancje – wspomniane azot i fosfor, pestycydy, farmaceutyki czy mikroplastik. Rozwiązania bliskie naturze mogą służyć nie tylko do poprawy jakości wód ale też pracować jako bufor chroniący przed powodziami i suszami. Gdy wody jest nadmiar – powinniśmy ją gromadzić, aby później wykorzystać w okresie suszy” – opisał badacz z UŁ.

Podobne systemy działają już na świecie, a te opracowane przez łódzki zespół - w różnych miejscach Polski.

„Jako przykład możemy podać systemy pracujące w Radomiu, gdzie doczyszczają wody burzowe z terenu miasta, a dodatkowo spłaszczają wezbrania na rzekach. Działają też na terenie Łodzi, na górnej Bzurze. System taki usuwa też zanieczyszczenia pochodzenia rolniczego w gminie Przedbórz. W sumie zainstalowaliśmy już ponad 10 układów tego typu w Polsce” – powiedział rozmówca PAP.

Ponieważ systemy takie składają się głównie z naturalnych elementów, nie są drogie – stanowią ok. 5 proc. kosztu budowy tradycyjnej oczyszczalni.

"Wykorzystujemy rośliny pochłaniające zanieczyszczenia naturalne skały czy sorbenty, które nie są drogie. Utrzymanie też nie jest kłopotliwe – mniej więcej raz do roku trzeba podkosić rośliny, usunąć osady i wymienić pochłaniające zanieczyszczenia sorbenty. Taka dodatkowa naturalna oczyszczalnia może wtedy działać 10, 20, nawet 30 lat” – podkreślił ekohydrolog.

Tego typu biooczyszczalnie mają stać się jeszcze doskonalsze. „Na Uniwersytecie Łódzkim opracowaliśmy nowego typu sorbent, który pod nazwą BioKer wdrażamy razem z firmą APRS świadczącą usługi w tym zakresie. Otóż dotąd w barierach sorpcyjnych stosowaliśmy zwykle naturalne skały wapienne. Niestety, są one dosyć ciężkie, co w pewnym stopniu utrudnia ich wymianę. W nowym, zastępującym je preparacie stosujemy lekkie kruszywo opłaszczone biopolimerem z dodatkiem materiałów sorpcyjnych, np. naturalnego kalcytu"- wyjaśnił naukowiec.

Jak powiedział, takie bariery są 6-7 razy lżejsze i aż 10 razy bardziej wydajne. "Zastosowaliśmy je już w kilku wdrożonych systemach, m.in. w projekcie LIFE RadomKlima czy też w systemie, który został wdrożony w Gnieźnie. Nasz opatentowany wynalazek zdobył kilka medali na międzynarodowych konkursach innowacji, na przykład Złoty Medal na targach w Paryżu” – dodał.

Zaletą takich systemów jest również to, że część substancji, które dla wód są zanieczyszczeniami, można ponownie wykorzystać, na przykład na polach.

„Jeśli chodzi o osady, to niezbędne jest wykonanie badania na obecność szkodliwych związków, takich jak m.in. metale ciężkie. Jednak przy zanieczyszczeniach rolniczych zdarzają się one bardzo rzadko. Z zastosowanego w sorbentach kruszywa można odzyskać fosfor – podstawowy składnik nawozowy. Roślin można użyć jako źródło kompostu czy do produkcji energii – dzisiaj każda gmina ma technologię przetwarzania biomasy. Istnieje też wiele firm, które zajmują się przetwarzaniem osadów z oczyszczalni" – podkreślił dr Jarosiewicz.

Jego zespół pracuje już nad kolejnym ulepszeniem.

„Razem z Włoską Akademią Nauk opracowaliśmy nowy wariant preparatu BioKer, oparty na żelazie. Obecnie prowadzimy analizy, m.in. sprawdzamy, jak rozwija się na nim bakteryjny biofilm. Te dodatkowe bakterie, także mogą znaleźć istotne zastosowanie, np. w usuwaniu azotu. Ten system to dosyć innowacyjna koncepcja. Myślę, że dostatecznie go udoskonalimy w ciągu kilku lat” – zapowiedział badacz.

Dr Paweł Jarosiewicz jest asystentem w Katedrze UNESCO Ekohydrologii i Ekologii Stosowanej, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska na Uniwersytecie Łódzkim. Pracuje również jako adiunkt w Europejskim Regionalnym Centrum Ekohydrologii PAN. Od 2018 r. jest redaktorem technicznym w czasopiśmie naukowym Ecohydrology & Hydrobiology. Zajmuje się głównie analizą czasowo-przestrzennej dynamiki występowania zanieczyszczeń, samooczyszczaniem rzek oraz pracami nad naturalnymi metodami usuwania zanieczyszczeń z wód powierzchniowych. (PAP)

Marek Matacz

mat/ agt/