Powód? Obrzydliwa galareta na wodzie, śmierdząca breja, sinozielony kożuch, czy jak kto woli "zupa" lub rozlana farba olejna na powierzchni wymarzonego jeziora.

Sinice są jednymi z najstarszych organizmów na świecie. Wbrew pozorom ich głównym "życiowym" celem wcale nie jest psucie plażowiczom urlopu. Na co dzień, gdy pojawiają się w niewielkich ilościach, są bardzo pożyteczne: na przykład produkują tlen. Gdy jest ich za dużo, a temperatura wody i powietrza przekracza 16-20 stopni Celsjusza, masowo pojawiają się przy powierzchni wody.

Sinice często są też mylone z makroglonami, czyli dużymi glonami, które przypominają nitki i potocznie nazywane są wodorostami. Najczęściej pojawiają się w pobliżu dna, ale mogą także gromadzić się przy powierzchni wody. Makroglony mogą tak samo tworzyć zakwity wody, a ich obumierająca biomasa powoduje niekorzystne zjawiska w zbiornikach wodnych, jednak nie produkują toksyn. Kiedy rozwijają się w nadmiarze, ich wygląd i zapach także nie zachęcają do zażywania kąpieli.

RAPORT TVN24. TONIEMY. JAK BYĆ BEZPIECZNYM NAD WODĄ?

Sinice nie tylko w Bałtyku

- Zakwity sinicowe to temat, który powraca co roku podczas wakacji, kiedy zaczynają "kwitnąć" na Morzu Bałtyckim, ale to jest tak samo problem wód śródlądowych. Zakwity te pojawiają się, kiedy wody są przeżyźnione. Jeżeli ta żyzność jest naturalna, to zakwity są krótkotrwałe - mowa tu o tygodniu, dwóch. Jeżeli zbiornik wodny jest przeżyźniony, czyli jest w nim za dużo związków fosforu i azotu, a do tego jest jeszcze ciepło i świeci słońce, to te zakwity mogą być długotrwałe i trwać nawet pół roku - objaśnia prof. Elżbieta Wilk-Woźniak z Instytutu Ochrony Przyrody Polskiej Akademii Nauk w Krakowie.

Skąd nadwyżki fosforu i azotu? Aby to wyjaśnić, WWF Polska stworzył specjalną animację, która krok po kroku pokazuje, jak dochodzi do wzmożenia procesu eutrofizacji, czyli przeżyźnienia środowiska wodnego.

"Od kilkudziesięciu lat w krajach nadbałtyckich intensywnie rozwija się rolnictwo. By zwiększyć plony, do uprawy roślin często stosowane są nawozy, zarówno sztuczne, jak i naturalne, zawierające związki azotu i fosforu. Niewykorzystane przez rośliny nadwyżki nawozów oraz niezabezpieczone odchody zwierząt, razem z deszczem spływają do wód gruntowych i rzek" - informuje WWF.

Zmętnienie wody i ograniczenie jej przejrzystości wiąże się z poważnymi skutkami dla fauny i flory. Przez to, że światło słoneczne nie ma szans, by dotrzeć do głębszych warstw wody, fotosynteza jest utrudniona albo niemożliwa. "Gdy kończy się zakwit, martwe glony i sinice obumierają i opadają na dno morza, gdzie gromadzi się martwa materia, a ta jest rozkładana przez bakterie tlenowe. W tym procesie intensywnie zużywany jest tlen, którego po pewnym czasie zaczyna brakować żyjącym tam organizmom. Gdy brakuje tlenu, rozkład kontynuowany jest przez bakterie beztlenowe, które uwalniają do środowiska szkodliwy siarkowodór. W ten sposób powstają martwe strefy. Są to pustynie tlenowe, w których zamiera życie" - tłumaczą specjaliści z WWF.

- To jest takie błędne koło. Nadmiar związków, które prowadzą do zakwitu glonów, może pochodzić z zewnątrz, na przykład z rolnictwa i spływać do zbiorników wodnych. Ale trzeba też pamiętać, że gdy dochodzi do "zakwitu", a następnie obumierania komórek, to znów uwalniane są związki azotu i fosforu, które umożliwią rozwój kolejnych populacji mikroorganizmów. Jest to tak zwane "zasilanie wewnętrzne". Wybranie ze zbiornika nadmiaru biomasy mikroorganizmów automatycznie spowoduje jego oczyszczenie, ponieważ wraz z biomasą "wyciągamy" azot, fosfor i węgiel - opowiada prof. Wilk-Woźniak.

I nad takim rozwiązaniem od kilku lat pracują naukowcy z polsko-litewskiego konsorcjum. Za budowę kombajnów odpowiada litewska firma Baltic Environment. Kierownikiem projektu ze strony Litewskiej Akademii Nauk jest dr Judita Koreivienė, a w Polsce za jego realizację odpowiedzialne są trzy jednostki: Instytut Ochrony Przyrody PAN w Krakowie z prof. Elżbietą Wilk-Woźniak i jej zespołem oraz Wydziały Biologii i Chemii UAM (prof. Bogusława Łęska i prof. Radosław Pankiewicz) pod kierunkiem prof. Beaty Messyasz. Pierwsze efekty tej współpracy już są.

Wygląda jak tramwaj wodny, działa jak auto i motorówka

Nie łopatą, nie przez sito, przez gazę też raczej nie. Jak zatem szybko i skutecznie zebrać ze sporego zbiornika wodnego sinozielony kożuch? Remedium ma stanowić kombajn wodny. Jak mówią jego twórcy, na świecie są już takie urządzenia, ale głównie znajdują one swoje zastosowanie przy zbiorze roślin. - Proponowane przez nas rozwiązanie jest nowatorskie. Do zebrania tak małych organizmów jak sinice nikt jeszcze nie używał tego typu sprzętu. Cały system pracy tej maszyny opracowali inżynierowie z Litwy - mówi profesor Elżbieta Wilk-Woźniak.

Dzięki wspólnym działaniom naukowców i inżynierów udało się zbudować dwa prototypy. Najpierw powstał mniejszy pojazd do zbioru sinic i makroglonów z jezior, małych zbiorników wodnych i rzek. W tym roku zakończyły się prace nad prototypem, który swymi rozmiarami przypomina statek. To jednostka, która będzie służyła do oczyszczania dużych akwenów - na przykład zbiorników zaporowych oraz zatok morskich.

SINICE WRÓCIŁY. CORAZ WIĘCEJ ZAMKNIĘTYCH KĄPIELISK >>>

- Nasz kombajn przypomina wyglądem tramwaj wodny. W środku jest miejsce dla osoby obsługującej. A prowadzi się go jak samochód i motorówkę zarazem. W pojeździe jest kierownica, natomiast - tak jak wszystkie pojazdy wodne - kombajn nie reaguje tak szybko. Manewry wymagają więcej czasu. Podczas prób kombajn prowadziła osoba, która ma uprawnienia do pływania po akwenach - tłumaczy prof. Wilk-Woźniak.

O tym, jak działa kombajn, szczegółowo opowiedział prof. Radosław Pankiewicz podczas demonstracji prototypu w pobliżu Wągrowca w województwie wielkopolskim.

- Kombajn jest przystosowany do zbioru wszelkiej biomasy, czyli makrofitów i makroglonów, a po zmianie przystawki, za pomocą taśmy, może też zbierać biomasę sinicową. Makroglony i makrofity [rośliny wodne - red.] są zbierane za pomocą specjalnego wałka, który wyrywa ten materiał biologiczny, podaje na taśmy, które następnie prasują je i zwijają w takie małe baloty. To dość podobny system jak w prasie rolniczej do słomy. Następnie baloty są wyrzucane z kombajnu i mogą być wyrzucane na ponton albo po prostu kombajn podpływa do brzegu i tam je "wyrzuca" - tłumaczył podczas prezentacji prof. Pankiewicz.

Sinice zbiera się już trochę inaczej.

- Siatki obracają się cały czas na wałkach, w środku jest pompa, która zasysa wodę. Woda przechodzi przez tę siatkę, która jest podnoszona wyżej. Woda przepływa, a biomasa zostaje na siatce. Następnie jest zdmuchiwana sprężonym powietrzem do specjalnego zasobnika i przelewana do beczki - relacjonował profesor.

Oba modele kombajnów wodnych są zasilane energią z paneli słonecznych i korzystają z silników elektrycznych. Jak podkreśla prof. Wilk-Woźniak, naukowcy starali się w taki sposób pokierować pracami inżynierów, by stosowanie kombajnów nie wiązało się ze zbytnią ingerencją w faunę i florę.

Według jego twórców, pojazd bez problemu można przewozić z miejsca na miejsce. Co do samego wodowania, to idealną sytuacją jest ta, w której do zbiornika prowadzi pochylnia, ale przecież nie zawsze tak jest. Dlatego inżynierowie opracowali też specjalną przyczepę, która ma to umożliwić. - Jeżeli jest odpowiednio dobry wjazd, to przyczepą można wjechać do wody. Kombajn znajduje się wtedy na takich specjalnych poduszkach i rolkach, po których jest spuszczany do wody, a później w ten sam sposób jest wciągany. Większym wyzwaniem są zbiorniki z naturalnymi brzegami, bo może tam brakować dogodnego zjazdu przyczepą, ale i takie doświadczenia mamy już na swoim koncie - uzupełnia prof. Wilk-Woźniak.

Żniwa na wodzie

Równocześnie z budową kombajnów ruszyły prace nad monitoringiem obiektów, które wytypowano do projektu. Wszystko po to, by móc stwierdzić, jak z czasem zmieniły się skład wody i bioróżnorodność zbiornika. - Staraliśmy się też wybrać takie zbiorniki, o których mieliśmy już wcześniej wiedzę co do tego, jaki był ich stan - zaznacza prof. Wilk-Woźniak.

Naukowcy wytypowali do testów 15 zbiorników: dziewięć w Polsce (cztery jeziora, dwie rzeki, starorzecze, dwa stawy) i sześć na Litwie (jezioro, cztery rzeki, zbiornik zaporowy). Tylko w ubiegłym roku kombajn pracował około 112 godzin.

Pierwsze testy prototypu kombajnu do zbierania glonów na jeziorach i rzekach odbyły się w 2020 roku na Litwie. Niestety z powodu pandemii COVID-19 polska część zespołu nie mogła uczestniczyć w tym przedsięwzięciu. Następnie przez rok pojazd był udoskonalany przez inżynierów. W 2021 roku odbyły się kolejne testy, tym razem w Polsce. Jedną z prób przeprowadzono na starorzeczu w okolicy Krakowa, a drugą - na Jeziorze Łekneńskim w okolicach Wągrowca pod Poznaniem.

- Ten mniejszy kombajn był testowany przez dwa lata. Służyło to temu, by udoskonalić jego budowę, sposób pobierania biomasy. W tym roku on już właściwie nie podlega fazie testów, tylko będzie przeprowadzał pełen zbiór. Planujemy wrócić na akweny, na których pracowaliśmy w ubiegłym roku. Jeżeli sinice i makroglony pojawią się też w pozostałych miejscach, które wytypowaliśmy, to tam również się wybierzemy - opowiada prof. Wilk-Woźniak.

Już wiadomo, że we wrześniu na zbiorniku zaporowym na Litwie odbędą się pierwsze testy drugiego kombajnu, który będzie służyć do zbiorów na większych zbiornikach lub zatokach morskich.

Projekt prowadzony przez naukowców zakłada, że podczas wszystkich prób zostanie zebrane łącznie ponad 7 ton sinic i ponad 70 ton makroglonów. Jak wylicza prof. Elżbieta Wilk-Woźniak, do tej pory udało się zebrać 145 kg sinic i 33 tony makroglonów. - To nie jest tak, że my chcemy zebrać wszystko z danego zbiornika. To też mogłoby w pewien sposób zaburzyć środowisko naturalne. Wybieramy tyle biomasy, żeby było to bezpieczne dla środowiska - zaznacza prof. Wilk-Woźniak.

Czy z tej "zupy" jeszcze coś będzie?

Wyciagnięcie biomasy z jezior, rzek czy zatok to jedno. Pozostaje jeszcze kwestia, co z nimi zrobić. Czy takie "odpady" mogą się jeszcze do czegoś przydać? - Wyciągnięcie samej biomasy to nie jest jeszcze koniec naszego zadania. Chcemy ją przerobić na coś użytecznego dla ludzi. Prowadzimy badania nad użyciem makroglonów przy produkcji kosmetyków czy jako domieszki do nawozów. Uzyskujemy z biomasy sinic naturalny niebieski barwnik. Zamierzamy też przeprowadzić badania w kierunku użycia biomasy sinic i makroglonów jako domieszki przy produkcji biogazu. To nie są łatwe zadania, ale bardzo pożądane - podkreśla prof. Wilk-Woźniak.

Projekt "Algae - Economy Based Ecological Service of Aquatic Ecosystems / Glony - gospodarka ekologiczna", rozpisany na pięć lat, zgodnie z planem zakończy się w 2023 roku. Na razie trudno jednoznacznie określić, co stanie się z efektami pracy naukowców, chociaż wyniki badań już są bardzo obiecujące.

- Zobaczymy, jaki będzie ostatecznie wynik naszych prac. Wszystko wskazuje na to, że problem zakwitów zbiorników wodnych będzie się nasilał. Jest to związane również ze zmianami klimatycznymi. Im dłuższy okres bezwietrznej pogody, wyższa temperatura i duże nasłonecznienie, tym dogodniejsze warunki do zakwitu. Myślę, że rozwiązania, nad którymi pracujemy, to nie jest pieśń przyszłości, a technologia, z której można by korzystać już teraz. Można to odnieść do tradycyjnych żniw. Kiedy przychodzi na nie czas, to prostu się je przeprowadza - podsumowuje prof. Elżbieta Wilk-Woźniak.