Perhydrol w Kłodnicy, czyli jak naukowcy zatrzymali złotą algę przed wpłynięciem do Odry

Ponad 117 ton martwych ryb wyłowiono od początku sierpnia ze śląskiego Jeziora Dzierżno Duże i Kanału Gliwickiego. Powodem katastrofy ekologicznej jest złota alga i jej zakwit. To ten sam glon, który latem 2022 roku zaczął zbijać życie w Odrze. Na miejscu od tygodni działają wolontariusze, wędkarze i służby, wyławiając martwe ryby i ratując te, którym udało się przeżyć.

„W zbiorniku nadal jest co najmniej kilkadziesiąt ton żywych ryb” – poinformował Śląski Urząd Wojewódzki. Sytuacja się stabilizuje, choć na powierzchnię wciąż wypływają martwe ryby, które umarły kilka dni wcześniej. Służby podają, że liczebność złotej algi systematycznie spada.

Nie oznacza to jednak, że katastrofa się skończyła. Złota alga rozwija się w słonej wodzie, którą do rzeki Kłodnicy (a nią – do Dzierżna i – później – do Odry) wprowadzają kopalnie węgla kamiennego. Rząd deklaruje, że pracuje nad systemami odsalania i rozwiązaniami, dzięki którym tak ogromne ilości ścieków nie będą już wpływać do Odry i jej dopływów. To jednak pieśń przyszłości, a katastrofa dzieje się tu i teraz.

Szukając doraźnych rozwiązań, Ministerstwo Klimatu i Środowiska zleciło przeprowadzenie eksperymentu polegającego na dozowaniu do Kłodnicy, dopływu Odry, nadtlenku wodoru mającego wyeliminować złotą algę.

„Wykonywane przez naukowców metody stosuje się do »incydentalnego gaszenia pożaru«, incydentalnego radzenia sobie z problemem, natomiast naszym celem jest oczywiście poszukanie sposobów zmniejszenia zanieczyszczeń, które wpływają do takich zbiorników jak Dzierżno Duże, jak Kanał Gliwicki czy sama Odra” – mówiła podczas konferencji prasowej wiceministra klimatu Urszula Zielińska.

Eksperyment, prowadzony przez pracowników Instytutu Ochrony Środowiska – Państwowego, Instytutu Badawczego przy współpracy z Generalną i Regionalną Dyrekcją Ochrony Środowiska, pracownikami Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego oraz Wojskiem Polskim, zakończył się sukcesem. „Nie waham użyć stwierdzenia, że eksperyment to prawdopodobnie najbardziej zaawansowana operacja tego typu na świecie, jeśli chodzi o systemowe zatrzymanie złotej algi, które się udało” – mówi w OKO.press dr inż. Łukasz Weber, specjalista ds. inżynierii środowiska, który koordynował badanie.

370 mln złotej algi

Katarzyna Kojzar, OKO.press: Katastrofa odrzańska daje o sobie znać, z Dzierżna Dużego wyławiane są martwe ryby, a Ministerstwo Klimatu zleca naukowcom eksperyment, który ma pomóc. O co w nim chodzi?

Dr inż. Łukasz Weber: Celem eksperymentu jest powstrzymanie napływu Prymnesium parvum, czyli tzw. złotej algi z Kanału Gliwickiego i Jeziora Dzierżno Duże do Odry. Zakwit, który wystąpił w jeziorze, przeniósł się na sekcję IV Kanału Gliwickiego. Dalej, kolokwialnie mówiąc, uciekał rzeką Kłodnicą bezpośrednio do Odry. Układ przepływowy wody w tym miejscu jest dość skomplikowany – rzeka Kłodnica częściowo zasila Kanał Gliwicki, a przede wszystkim zasila jezioro Dzierżno. Wypływa później z Dzierżna i znowu wpada do Kanału Gliwickiego. W kolejnym odcinku płynie równolegle do Kanału, swobodnie prosto do Odry. Czyli to, co się dzieje na Dzierżnie i w Kanale, rzutuje na jakość tej rzeki i wpływa na to, co ona wniesie do Odry. Szukaliśmy substancji, która pozwoliłaby wyeliminować algę, wypływającą cały czas w setkach milionów komórek na litr wody z Dzierżna Dużego i Kanału Gliwickiego, poprzez Kłodnicę, do Odry.

Jaka była liczebność złotej algi w litrze wody?

Rekordowa w tym miejscu, w Kanale Gliwickim, przez który na tym odcinku płynie Kłodnica – według badań GIOŚ nawet 370 mln złotej algi na litr. Te miliony w kilkanaście godzin mogły dotrzeć do Odry. Dlatego celem eksperymentu było zatrzymanie algi i jej eliminacja, wykorzystując do tego znane na świecie substancje.

To znaczy?

Wybrany został nadtlenek wodoru dozowany jako perhydrol (35 proc. roztwór nadtleneku wodoru). Stosowanie tego środka w eliminacji różnych zakwitów, w tym złotej algi, to nie jest ani nasz pomysł, ani odkrycie. Perhydrol był badany w wielu miejscach na świecie pod tym kątem. Dostaliśmy zadanie, by sprawdzić, czy w tych warunkach również zadziała i będzie w stanie wyeliminować algę, zanim dotrze do Odry.

Dwa różne eksperymenty

Pamiętam, że nadtlenek wodoru testowano już w 2023 roku, rok po katastrofie odrzańskiej.

Tak, ale to są dwa różne eksperymenty. Tylko środek jest ten sam. Perhydrol był testowany wtedy, po pierwsze, w wyższych dawkach niż teraz. Po drugie, rok temu testowano go w warunkach laboratoryjnych i stacjonarnych, przy śluzie, gdzie woda stoi. My badaliśmy, czy zadziała w wodzie płynącej. Na śluzie okazało się, że przy użyciu nadtlenku wodoru można wyeliminować złotą algę, ale jednocześnie istnieje ryzyko tzw. efektu odbicia.

Kiedy już go nie ma, a alga w wodzie stojącej dostanie dobre warunki do rozwoju, czyli odpowiednie usłoneczenie, biogeny, i tak dalej, może na nowo odbić. To odbicie może być równie intensywne niż pierwotny zakwit. Natomiast w rzece, konkretnie tutaj w Kłodnicy, ryzyko takiego odbicia jest znacznie mniejsze. Możemy więc drastycznie ograniczyć jej liczebność algi, unikając jednocześnie ryzyka nawrotu na odcinku, gdzie jest stosowany perhydrol.

Ministerstwo Klimatu i Środowiska podało, że dzięki tegorocznym eksperymentom, liczebność złotej algi spadła o ponad 90 procent. Czyli się udało.

Tak, w najlepszych warunkach ta efektywność sięgała nawet ponad 99 proc. Kiedy zaczynaliśmy badanie, startowaliśmy z poziomu około 200 mln złotej algi w litrze wody. Po zastosowaniu nadtlenku wodoru spadała nawet do wartości liczonych w dziesiątkach tysięcy.

Złota alga ulega destrukcji

Ile perhydrolu zostało wpuszczone do rzeki?

Staraliśmy się dawać minimalną dawkę. Dawka, która była badana w 2023 r. w eksperymencie na śluzie, to było 40 mg. Międzyresortowy zespół, który decydował o tym, żeby w tym roku ten środek aplikować, zezwolił na 20 mg. Przez większość eksperymentu nie przekroczyliśmy 15 mg, dążąc do tego, żeby organizmy w jak najmniejszym stopniu odczuły stres, czy zostały w jakiś sposób przez nadtlenek wodoru dotknięte. Tyle wystarczyło do eliminacji złotej algi.

Pod mikroskopem było widać uszkodzone komórki niezdolne do wzrostu, do rozmnażania, czy funkcjonowania.

To znaczy, że w tym momencie algi już na tym odcinku nie ma? Nie ma zagrożenia, że dotrze do Odry?

Liczebność algi jest kontrolowana minimum dwa razy dziennie, na różnych odcinkach Kłodnicy i przy ujściu do Odry. Została znacząco zredukowana, do względnie bezpiecznego poziomu. Liczebność może się oczywiście wahać, bo dużo zależy choćby od pory dnia, od nasłonecznienia. Ale możemy stwierdzić, że nadtlenek wodoru znacząco ograniczył złotą algę i zagrożenie związane z jej napływem w ogromnych ilościach do Odry. Trzeba sobie uświadomić, że Kłodnicą płynęła woda, w której były produkty rozkładu martwych ryb z Dzierżna i z sekcji IV Kanału Gliwickiego. Kłodnica nie ma ogromnych zdolności samooczyszczania, płynie wartko i od wypływu z Kanału Gliwickiego po kilkunastu godzinach jest w Odrze. Dlatego to, co do niej wpłynęło, cały ten koktajl chemiczno-biologiczny bez przeszkód trafiłby dalej.

Skutki uboczne

Czy nadtlenek wodoru, silnie utleniający, ma jakieś skutki uboczne? Pojawiły się głosy, że środek nie jest obojętny dla środowiska. Wyeliminował algę, ale wpłynie negatywnie również na fito i zooplankton.

To jest kontrolowane. Pobrane zostały próby, które teraz są analizowane Najpierw, przed przystąpieniem do badań, była zrobiona inwentaryzacja biologiczna rzeki. Sprawdzone były i fitoplankton, i zooplankton. Rzekę sprawdzali ichtiolodzy, były dokładnie określane gatunki i ilości ryb. W trakcie trwania eksperymentu zostały założone stanowiska badawcze, punkty, gdzie specjaliści obserwowali ryby. Po zakończeniu eksperymentu będą prowadzone badania, które nam pozwolą określić wpływ perhydrolu na biologię rzeki. To prawda: jest to utleniacz, który skoro niszczy algę, to może eliminować czy wpływać również na inne organizmy.

Pamiętajmy, że zanim perhydrol zaczął działać, Kłodnicą płynęła woda z Dzierżna, z algą, toksyną, produktami rozkładu. Napływały też martwe ryby, które snęły powyżej, w dużych ilościach. Obserwowaliśmy śnięcie ryb również w samej Kłodnicy, jeszcze przed rozpoczęciem dozowania preparatu. Kiedy po kilku dniach dozowana warunki się ustabilizowały, można było stwierdzić, że ewentualny negatywny wpływ przynajmniej na ichtiofaunę jest minimalny. Co ważne, badając stężenie nadtlenku w wodzie, okazało się, że w ustabilizowanych warunkach był on wykrywany może na 5 kilometrach z około 30 km rzeki objętych badaniem. W zespole, który prowadzi eksperyment, jest ichtiolog, który kilka razy dziennie w różnych stanowiskach obserwował te ryby. Po dozowaniu perhydrolu zaobserwował lawy ryb. Dopóki nie będziemy mieć wyników szczegółowej inwentaryzacji, nie można podać liczb. Ale z pewnością mogę powiedzieć, że wbrew temu, co wiele osób twierdziło, życie w Kłodnicy nadal jest obecne.

Złota alga zatrzymana

W „Wyborczej” prof. Andrzej Woźnica ze Śląskiego Centrum Wody Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach krytykował eksperyment. Argumentował, że trzeba użyć bardzo dużo nadtlenku wodoru, żeby wyeliminować algę z Kanału Gliwickiego, który jest długi i głęboki.

Profesor błędnie wskazał cele tego eksperymentu. W założeniach nikt nie mówił o stosowaniu tego preparatu w Dzierżnie czy w Kanale Gliwickim. Tutaj cel był zupełnie inny: powstrzymanie napływu złotej algi do Odry, zatrzymanie kolejnego rozdziału tej katastrofy. A nie eliminacja algi w wodzie stojącej, takiej jak Dzierżno, czy płynącej bardzo wolno jak Kanał Gliwicki. Katastrofa ma różne aspekty, ujawnia się w różnych miejscach, więc trzeba działać na kilku polach. Nasz zespół skupił się na tym, żeby złota alga nie wpłynęła do Odry. Wokół całej sprawy narosło tyle emocji, usłyszałem dużo krytyki.

To był potężny wysiłek całego sztabu ludzi, badania, których pierwsze próby nierzadko zaczynały się o 5 rano, a kończyły o 1 w nocy. Cały zespół, przystępując do tego działania, nie wiedział, czego się spodziewać. Działaliśmy w olbrzymim stresie, podejmowaliśmy bardzo ostrożne decyzje, żeby w jak najmniejszym stopniu wpłynąć na cały ekosystem rzeki. Na pewno będzie jeszcze czas na uwypuklenie dobrych i złych rzeczy, natomiast moim zdaniem uzyskany efekt był naprawdę ponad oczekiwania.

Oczywiście w takich działaniach trzeba analizować ryzyko. Trzeba patrzeć na to, żeby lekarstwo nie było groźniejsze od choroby. Teraz będziemy analizować, jak ten lek działa na chory i osłabiony organizm Odry, który od czasu do czasu jest dodatkowo infekowany złotą algą. Na razie jednak Odra wydaje się bezpieczna.

Eksperyment pomógł, ale złota alga wciąż zabija

Mimo sukcesu w Kłodnicy perhydrol nie sprawdziłby się w Dzierżnie?

Prawdopodobnie nie. To są dwie odrębne kwestie, o innej skali i wymagające innej techniki aplikacji nadtlenku wodoru, całej logistyki. Przede wszystkim w wodzie stojącej mamy to wspomniane ryzyko efektu odbicia. Trzeba pamiętać, że Dzierżno jest cały czas zasilane Kłodnicą. Płynie nią przynajmniej kilka tysięcy metrów sześciennych na godzinę wody bogatej w biogeny, czy sól. Nawet jeśli, co bardzo wątpliwe, udałoby się usunąć z jeziora algę którąkolwiek metodą, to Dzierżno nadal będzie miało warunki sprzyjające rozwojowi Prymnesium parvum, bo jest stale zasilane słoną, żyzną wodą.

Tego problemu prawdopodobnie nie wyelimujemy całkowicie używając nadtlenku wodoru czy innej metody. Żeby pozbyć się złotej algi trzeba działać systemowo. Trzeba też zdawać sobie sprawę z ilości wody zgromadzonej w Dzierżnie Dużym. Eliminacja złotych alg z jego wód, niegwarantująca długotrwałego rezultatu, wymagałaby jednorazowego wprowadzenia do zbiornika kilku tysięcy ton preparatu. To bardzo trudne z logistycznego punktu widzenia, nie wspominając już o bezpieczeństwie samego ekosystemu.

Jak powinny wyglądać te systemowe działania?

Wiadomo, że złota alga zyskuje przewagę w słonej wodzie. To jest punkt pierwszy, czyli doprowadzenie do tego, żeby jak najmniej soli trafiało do rzek. To się sprowadza do budowy odsalarni. Poza solą złotej aldze sprzyjają biogeny. Ich stężenie też trzeba redukować. Tutaj już wiele zrobiono, modernizacje systemów oczyszczania bardzo dużo dały. Obniżyły ilości azotu i fosforu odprowadzane do środowiska. Oczywiście nigdy nie jest tak dobrze, żeby nie mogło być lepiej, ale i tak zrobiono wiele na tym polu. Ale to są działania na lata. Nawet jeśli szybko załatwilibyśmy kwestię odsalania i oczyszczania ścieków, to kolejnych lat potrzeba, żeby w rzekach, czy zbiornikach wytworzyła się równowaga. Dlatego działania muszą być wdrażane bez zwłoki.