Rozwój fitoplanktonu (mikroskopijnych organizmów „roślinnych”) jest skutkiem m.in. gospodarczej działalności człowieka. Prowadzi ona do nadmiernego wzbogacenia akwenów w składniki pokarmowe, a w efekcie do ekspansji sinic, także w umiarkowanych strefach klimatycznych, na co wpływa z kolei globalne ocieplenie. Wśród grup mikroorganizmów tworzących zakwity najwięcej uwagi poświęca się właśnie sinicom ze względu na ich zdolność do wytwarzania w procesie wtórnego metabolizmu toksycznych związków - cyjanotoksyn - niebezpiecznych dla człowieka.
Dlaczego w Strykowie „kwitną” sinice?
Zbiornik w Strykowie powstał w 1991 roku z myślą o sportach wodnych i rekreacji. Położony jest wzdłuż 38 kilometra rzeki Moszczenicy w Łódzkim Obszarze Metropolitalnym. Ten atrakcyjny krajobrazowo obszar podlega silnej presji człowieka: w okolicy wzniesiono wiele domów oraz rozbudowano komunikację wraz z infrastrukturą wodociągową. Ponadto w pobliżu węzła autostrad A1 i A2 wyrosły wielkie centra logistyczne. Poza kilkoma izolowanymi obszarami leśnymi, objętymi ochroną rezerwatową, w otoczeniu zbiornika dominują pola uprawne i sady z nieużytkami.
Naukowcy analizowali przyczyny nietypowego, utrzymującego się przez bardzo długi czas zakwitu sinic w strykowskim zbiorniku. Przeprowadzili kompleksowe badania ekosystemu, w tym badanie zmian klimatu, analizę hydrochemiczną i ocenę stanu ekologicznego rzeki oraz zbiornika, wraz z monitoringiem zawartości sinic w fitoplanktonie. Wybrali trzy stanowiska poboru próbek: dwa przy korycie rzeki Moszczenicy (jedno przed i jedno za zbiornikiem) oraz jedno w zbiorniku.
Obecność toksyn sinicowych w wodzie stwierdzono w drugiej połowie czerwca i pierwszej połowie lipca, kiedy warunki środowiskowe najbardziej sprzyjają rozwojowi cyjanobakterii. Uwalnianie toksyn rozpoczyna się wraz z obumieraniem pierwszych komórek sinic. Ich pojawienie się wykluczało rekreacyjne wykorzystanie zbiornika w Strykowie przez około pół roku.
Badania zespołu naukowców dotyczyły czynników, jakie wpływają na namnażanie się poszczególnych mikroorganizmów roślinnych. Wykazały one m.in., że trwała obecność w dominującej masie Microcystis (słodkowodne cyjanobakterie tworzące szkodliwe zakwity) była związana ze stosunkiem azotu do fosforu, na co wpływ ma obecność w wodzie nawozów sztucznych spłukiwanych z pól. Występowanie Aphanizomenon i Dolichospermum (sinice zamieszkujące jeziora słodkowodne, które mogą powodować gęste zakwity znane ze swoich zdolności do wiązania azotu) wynikało natomiast z nałożenia się na siebie oddziaływania dwóch czynników środowiskowych - wysokiej temperatury i wysokich wartości przewodności elektrycznej wody. Zjawisko to nasila się wraz z globalnymi zmianami klimatycznymi.
Człowiek i rzeka, czyli „żywiciele” groźnych cyjanobakterii
Ustalenia naukowców wskazują również na niebagatelną rolę rzeki Moszczenicy w namnażaniu się i masowym zakwicie sinic. Niesie ona wodę bogatą w składniki pokarmowe z terenów zagospodarowanych przez człowieka, zasila nią strykowski zbiornik i „użyźnia” go, powodując niekontrolowany rozwój fitoplanktonu. Jak w innych podobnych przypadkach, jest to efekt niewłaściwego zarządzania ekosystemem - zbiorniki, których zlewnia poddawana jest długotrwałemu oddziaływaniu człowieka (rolnicze użytkowanie i związane z nim nawożenie, dopływ wstępnie oczyszczonych komunalnych ścieków itp.), zawsze będą narażone na toksyczne zakwity sinic. Globalne ocieplenie klimatu tylko potęguje proces.
Suma tych czynników powoduje „kwitnienie” akwenów i wyłączanie ich z użytkowania. Na przykład w zbiornikach stanowiących źródło wody pitnej zakwity toksycznych cyjanobakterii całkowicie wykluczają jej wykorzystanie. Rozwój sinic objawia się też tworzeniem „nieestetycznej" pływającej na powierzchni niebiesko-zielonej biomasy, zmianą barwy wody oraz jej nieprzyjemnym zapachem. Rekreacyjne korzystanie z akwenów podczas zakwitów glonów niesie ryzyko kontaktu z wydzielającymi toksyny komórkami sinic, połknięcia wody, w której są one obecne, lub po prostu wdychania ich z kropelkami wody zawieszonymi w powietrzu. A bezpośredni kontakt z cyjanotoksynami może prowadzić nawet do śmierci! Dlatego pojawienie się sinic skutkuje natychmiastowym zakazem kąpieli w zbiornikach wodnych, a to wpływa z kolei na ograniczenie ruchu turystycznego.
***
W skład zespołu badającego sinice w zbiorniku w Strykowie weszli: prof. Joanna Żelazna-Wieczorek (Wydział Biologii i Ochrony Środowiska UŁ, identyfikator ORCID: 0000-0003-1044-8151), dr Paulina Nowicka-Krawczyk (Wydział Biologii i Ochrony Środowiska UŁ, identyfikator ORCID: 0000-0002-7722-9132), mgr Izabela Skrobek (Wydział Biologii i Ochrony Środowiska UŁ), prof. Maciej Ziułkiewicz (Wydział Nauk Geograficznych UŁ, identyfikator ORCID: 0000-0002-9196-845X), dr Michał Adamski (Instytut Botaniki PAN), dr Ariel Kaminski (Uniwersytet Jagielloński) i dr Paweł Żmudzki (Uniwersytet Jagielloński).
Więcej o badaniach zespołu i o analizie danych klimatycznych oraz hydrochemicznych można przeczytać w artykule [ENG.] opublikowanym przez jego członków w „International Journal of Enviroment Research and Public Health”.
Materiał: prof. Joanna Żelazna-Wieczorek, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska UŁ
Redakcja: Centrum Promocji UŁ