Zakwity złotej algi: Mało optymistyczne wnioski z bardzo udanych eksperymentów

Kiedy latem ubiegłego roku odkryto, że za masowe śnięcie ryb w Odrze nie odpowiada nagły wyciek ścieków z jakąś toksyczną substancją, a zakwit Prymnesium parvum, stało się jasne, że problem nie jest jednorazowy. Skoro gatunek ten znalazł dobre warunki do rozwoju w rzece lub jakimś jej dopływie, oznacza to, że pozostanie na dłużej – w Teksasie (USA) na przykład zakwity powtarzają się od 1985 r., w Wielkiej Brytanii od lat 60. XX w.

Toksyczność wydzielin złotej algi stwierdzono już w latach 30., prawie od razu po jej odkryciu. Dość szybko pojawiła się w kolejnych stawach rybnych północno-zachodniej Europy, powodując szkody gospodarcze, więc zaczęto badać możliwości jej zwalczania.

Jedną z pierwszych metod – użytą w brytyjskiej Palestynie już w 1947 r. – jest zastosowanie siarczanu amonu. Nawozem tym użyźniano stawy rybne i zauważono, że zabija Prymnesium. Tyle że działanie tego środka jest nie do końca przewidywalne – zależy od różnych czynników środowiskowych, zwłaszcza odczynu wody (pH). Nawet gdy uda się dostosować dawkę do warunków, czy zmodyfikować je tak, żeby zoptymalizować działanie, efekt zwykle jest przejściowy.

Nawozy są skuteczne, ale tylko do pewnego stopnia

W gospodarstwach stawowych skuteczność takiego zabiegu jest kluczowa (można je wpisać w koszty tak jak stosowanie lekarstw czy inne zabiegi konserwacyjne). W kompleksach tych są zazwyczaj stawy zapasowe, gdzie przetrzymuje się ryby np. na czas odmulania stawów produkcyjnych. Można więc stosować różne agresywne algicydy czy środki ogólnie biobójcze. Takim ogólnym środkiem jest amoniak – toksyczny dla Prymnesium parvum (jeszcze bardziej toksyczny dla ryb, więc stosować go można jedynie w stawach, gdzie ich nie ma). Po obniżeniu pH amoniak rozpuszczony w wodzie przechodzi w sole amonowe i może być nawozem.

Nieco łagodniejszy jest nadtlenek wodoru – w dużym rozcieńczeniu znany jako woda utleniona, w większym stężeniu jako perhydrol. Jego też się stosuje w stawach do zwalczania Prymnesium. I on też może zaszkodzić bardziej rybom niż glonom. Tym bardziej że w czasie zakwitu ilość tlenu rozpuszczonego w wodzie i tak osiąga wartości szkodliwe dla ryb (choroba gazowa).

Algicyd będący nawozem w stawach gospodarczych może być podwójnie pożyteczny – ale łatwo o przesadę z żyznością. Stawy pstrągowe powinny mieć wodę silnie natlenioną, a więc raczej mało żyzną. Karpiowe zwykle dość szybko się użyźniają w procesie zwanym ichtioeutrofizacją i nie potrzebują więcej nawożenia. Można jednak wymieniać wodę i usuwać osady. W zbiornikach naturalnych tak się jednak nie da. W nich też problemy wynikają raczej z nadmiaru substancji odżywczych, w tym związków amonu, niż ich niedoboru. Stosowanie siarczanu amonu jest prawie wykluczone. Oprócz użyźniania zwiększa on też zasolenie wody, co w przypadku Prymnesium parvum raczej nasila problem.

Specjalne preparaty działają, ale tylko w pewnych okolicznościach

Przeżyźnione zbiorniki ulegają też zakwitom niekoniecznie powodowanym przez Prymnesium parvum, ale np. przez sinice. Jeżeli stosuje się wobec nich jakieś środki, to właśnie zmniejszające żyzność. Istnieją różne preparaty, które używa się od lat ze zmiennym szczęściem i to nie tylko w naukowych eksperymentach, ale w całkiem komercyjnych przedsięwzięciach rekultywacyjnych.

Rozpuszczone w wodzie fosforany, które są pożywką dla tworzących zakwit glonów, wiąże się w związki nierozpuszczalne, a więc niedostępne dla glonów. Fosfor więc jest, ale jakby go nie było i glony głodują, nie mogąc osiągnąć dużych zagęszczeń. Preparaty te najczęściej zawierają któryś z metali tworzących nierozpuszczalne w wodzie fosforany – żelazo, glin lub lantan. Mogą być też umieszczone w gliniastych granulkach w celu skuteczniejszego uwięzienia fosforu i przetransportowania go z toni wodnej do osadów.

Już w ubiegłym wieku zauważono, że stosowanie tych preparatów przy zwalczaniu tzw. czerwonego przypływu, czyli zakwitów tworzonych przez bruzdnice lub rafidofity (Prymnesium parvum należy do innej grupy – haptofitów) może nieść podwójną korzyść. Glony nie tylko przez nie głodują, ale przyczepiają się do granulek i tak uwięzione opadają na dno. Granulki mogą adsorbować też wydzielane przez glony toksyny. Po jakimś czasie spróbowano zastosować je też do zakwitów powodowanych przez Prymnesium parvum, a rezultaty okazały się obiecujące.

Stosowanie preparatów jest kontrowersyjne. Nadtlenek wodoru rozkłada się na wodę i tlen i następuje to w ciągu kilkunastu-kilkudziesięciu godzin, więc na dłuższą metę jest dla środowiska bezpieczny. Gliniane granulki opadają na dno, a związane w nich substancje zostają unieruchomione na długo. Inaczej jest z siarczanem amonu, który pogłębiać może problem eutrofizacji i zasolenia.

Niektóre środki wiążące fosforany to chlorki lub siarczany metali, więc gdy fosforany wiążą się z metalem zamiast nich, aniony te mogą zwiększyć zasolenie wody. To sprawia, że nie za bardzo powinno się je stosować w wodach naturalnych, aby lekarstwo nie okazało się gorsze od choroby.

Łatwiejsze do akceptacji są środki oparte na biochemii. Pewne zdolności glonobójcze ma wyciąg ze słomy jęczmiennej, ze względu na zawarte w niej fenole czy chinony. Co prawda, ich działanie jest dość słabe i raczej nie powstrzyma zakwitu, ale może mieć charakter wspierający.

Eksperymenty różne, ale wniosek jeden

Ubiegłoroczny zakwit Prymensium parvum w Odrze nie był typowy. Płynąca, silnie mieszająca się woda nie jest dobrym środowiskiem dla glonów planktonowych. Obecne zakwity w starorzeczach, a więc jeziorkach powstałych w pozostałościach dawnego koryta Odry i połączonych z nią wąskimi ujściami, są bardziej normalne. Ustawienie zapory z jęczmiennej słomy na połączeniu starorzecza z głównym korytem nie zabije wszystkim glonów, ale ograniczy ich spływ do Odry. Takie rozwiązanie zastosowano niedawno w starorzeczu Łacha Jelcz.

Władze chciałyby jednak działań bardziej spektakularnych. Do ich testowania przeznaczono Kanał Gliwicki. Jest to ciek sztuczny, którego przyroda i tak jest związana z warunkami kształtowanymi przez człowieka i potrzeby żeglugi. Po zamknięciu śluz jest bardziej zespołem podłużnych zbiorników wodnych, basenów, niż sztuczną rzeką. Przede wszystkim zaś w Kanale Gliwickim Prymnesum Parvum jest już stałym mieszkańcem. Można zastosować jakiś środek w jednym zamkniętym odcinku i porównywać z innym, kontrolnym.

Wiosną tego roku trzy zespoły polskich hydrobiologów dostały do dyspozycji kanał i zadanie eksperymentalnego sprawdzenia różnych środków zwalczania toksycznych zakwitów powodowanych przez złotą algę. Pod koniec marca swój eksperyment rozpoczęła firma Biopro, z zespołem tworzonym głównie przez naukowców z Politechniki Koszalińskiej. Zastosowała ona preparat Phoslock, czyli granulki z glinki bentonitowej zawierającej lantan.

Eksperyment trwał miesiąc, a jego skutkiem jest obniżenie liczebności Prymensium parvum do poziomu ok. 20 proc. stanu wyjściowego. Co ciekawe, spadek nastąpił od razu, ale po dwóch-trzech dniach złota alga jakby otrząsnęła się z szoku: jej liczebność nie tylko wróciła do stanu początkowego, ale nawet go przewyższyła. Później jednak znowu zaczęła spadać. Stwierdzono też spadek stężenia samych toksyn, czyli prymnezyn, w wodzie (wbrew pozorom to nie jest oczywiste, bo nie zawsze są to wartości proporcjonalne).

Drugi eksperyment ze środkiem wiążącym fosfor przeprowadził zespół z Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego. Poprzedziły go badania w laboratorium, z których wynikło, że spośród kilku kandydujących preparatów najwydajniejszy jest PIX 111 oparty na chlorku żelaza i tylko on został użyty w kanale pod koniec maja. Spadek stężenia fosforanów był nawet bardziej widowiskowy niż w przypadku Phoslocku. Mniej wyraźny był spadek stężenia azotu i ogólnej materii organicznej (co jest o tyle zrozumiałe, że to nie bezpośredni efekt chlorku żelaza, co raczej powstawania koagulatu adsorbującego różne substancje). Spadła też liczebność Prymnesium parvum. I podobnie jak w poprzedni przypadku, wkrótce ponownie wzrosła. Dalszy jej spadek był za to mniej wyraźny, a stężenie prymnezyn w wodzie po początkowym spadku wzrosło do poziomu wyższego niż przed eksperymentem.

Trzeci zespół, któremu przewodziła Iwona Jasser z Uniwersytetu Warszawskiego, zastosował nadtlenek wodoru. Po badaniach laboratoryjnych wybrał dawkę perhydrolu najmniejszą, aby jak najmniej zaszkodzić rybom, ale jednocześnie toksyczną dla Prymnesium parvum. Rzeczywiście, badania ryb po eksperymencie nie wykazały, aby nadtlenek wodoru im zaszkodził. Natomiast złota alga źle zniosła jego obecność. Niedługo po aplikacji nadtlenek wodoru rozłożył się, zakwit fitoplanktonu nadal trwał, tyle że już bez dominacji Prymnesium parvum. Jego komórki, rozpadając się, uwolniły duże ilości fosforu i azotu, które wykorzystały inne gatunki glonów. W tym przypadku nie ma mowy o zmniejszeniu żyzności wody i głodzeniu glonów. Skład zakwitu nie był toksyczny, a ilość prymnezyn w wodzie spadła proporcjonalnie do ilości złotej algi.

Metody skuteczne, ale pod jednym warunkiem

Przygotowana na podstawie tych doświadczeń raporty Instytutu Ochrony Środowiska – Państwowego Instytutu Badawczego wywołują mieszane uczucia. Wszystkie metody powodują szybki spadek liczby Prymnesium parvum i wydzielanych przez nie prymnezyn. Jednak kanał, nawet przegrodzony śluzami, to nie akwarium i prędzej czy później wraca stan poprzedni. Dla trwałego efektu trzeba by zabiegi powtarzać i to dość często. Nadtlenek wodoru to prosta substancja i pewnie można by jej stosować dużo, ale stałe pompowanie chlorku żelaza może być mniej obojętne dla środowiska, a dla lantanu też da się znaleźć zastosowania mniej marnotrawne.

Substancje te mają te same ograniczenia co siarczan amonu. Zmiana temperatury, odczynu, natlenienia czy innych parametrów wody może obniżyć wydajność, a nawet przynieść skutki odwrotne od oczekiwanych. Sami eksperymentatorzy rekomendują powtarzanie swoich zabiegów jedynie w drobnych, łatwych do izolacji zbiornikach, przy czym nadtlenek wodoru może mieć raczej funkcję dezynfekującą, a preparaty wiążące fosfor może zapobiegać zakwitowi. W szczycie zakwitu może być już za późno na ich stosowanie, a w płynącej wodzie po prostu mija się z celem.

Jeżeli ktoś liczył na to, że z toksycznością złotych alg występujących w rzece da się walczyć środkami chemicznymi, musi zrewidować oczekiwania. Nie udało się to w pełni w innych krajach i w Polsce też nie ma przełomu. Jest to zgodne z nieubłaganą zasadą: dopóki nie przerwie się dopływu zanieczyszczeń, nawet udana rekultywacja będzie nietrwała. Dopóki do Odry będą spływać substancje odżywcze dla glonów, główny przepływ będzie spowalniany przez piętrzenia, a na brzegach czy odsypach nie będzie miejsc do samooczyszczania – będzie dochodzić do zakwitów. A dopóki będą spływać słone wody, zakwity te będą powodować gatunki słonolubne. Nie ma żadnej magicznej mikstury, która pozwoli na utrzymanie business as usual.