Zespół naukowców pod kierunkiem profesora Ryszarda Chrósta z Laboratorium Ochrony i Rekultywacji Wód Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych Uniwersytetu Warszawskiego opracował innowacyjną metodę zwalczania zakwitów sinic i powstrzymywania ich rozwoju. To wynik kilkudziesięcioletniej pracy i badań akwenów wodnych w Polsce oraz międzynarodowej współpracy z zespołami naukowców z innych krajów.
„Uruchamiane w wakacje Pogotowie Sinicowe bazuje na nowej technologii zwalczania toksycznych bakterii. To bardzo dobry przykład komercjalizacji nauki, kiedy wieloletnie badania naukowe mogą przełożyć się na konkretne rozwiązania problemów dotyczących szerokich grup społecznych” – mówi Robert Dwiliński, dyrektor Uniwersyteckiego Ośrodka Transferu Technologii Uniwersytetu Warszawskiego wspierającego działające na uczelni zespoły naukowe w komercjalizacji nauki.
Polska metoda – przełom w zwalczaniu sinic
Gdy następuje zakwit sinic najważniejsze jest szybkie działanie. Dotychczas stosowane w Polsce i na świecie metody nie pozwalały oddać w użytkowanie zamkniętego kąpieliska już po kilku dniach. Dzięki naukowcom z Uniwersytetu Warszawskiego obecnie możliwe jest oczyszczenie wody z sinic i ich toksyn już w ciągu kilku dni.
Na czym polega nowa metoda?
„Choć sinice wydają się super-organizmami odpornymi na różne czynniki zewnętrzne, wiedzieliśmy, że są wrażliwe na tlen atomowy. Bardziej niż inne organizmy wodne. W badaniach poszliśmy tą ścieżką i poszukiwaliśmy najlepszego sposobu na dostarczenie możliwie tanio i efektywnie tlenu atomowego do zakażonej wody” – mówi prof. Ryszard Chróst,kierownik Zakładu Ekologii Mikroorganizmów i Biotechnologii Środowiskowej Instytutu Botaniki UW. Pierwotnie naukowcy eksperymentowali z nadtlenkiem wodoru – popularną wodą utlenioną, która rozpuszczając się w wodzie uwalnia tlen atomowy. To jednak substancja żrąca i szkodliwa dla żywych organizmów. Jest niezwykle trudno dozować ją do otwartego zbiornika bez ponoszenia ryzyka negatywnego wpływu na rośliny i zwierzęta. Poza tym, maksymalne stężenie nadtlenku wodoru to 60%. W przypadku większych akwenów i sporych zakwitów sinic należałoby zużywać ogromne ilości wody utlenionej, co byłoby nieefektywne kosztowo.
„Odkryliśmy, że skutecznym donorem tlenu atomowego do wody może być związanie nadtlenku wodoru z węglanem. W ten sposób powstaje preparat – małe granulki proszku, które tonąc, powoli rozpuszczają się w wodzie. Kluczem do sukcesu było określenie odpowiedniej dawki środka, tak by był on szkodliwy dla sinic, ale pozostał obojętny dla pozostałych organizmów wodnych. Nam się to udało, dzięki czemu teraz możemy selektywnie i bardzo skutecznie wyeliminować zakwit sinic zaledwie w kilka dni, a także unieszkodliwić wytworzone niebezpieczne cyjanotoksyny” – dodaje prof. Chróst.
Opracowana metoda przyczynia się jednocześnie do natlenienia wody, z której tlen zostaje wykorzystywany do degradacjiobumierającej biomasy sinic przez bakterie. Preparat rozwiązuje więc także problem tzw. „przyduchy”, groźnej dla przede wszystkim dla ryb w konsekwencji zakwitu i obumierania sinic. Profesor podkreśla, że opracowana metoda ma jeszcze jedną kluczową zaletę: w preparacie zawarty jest tzw. składnik buforujący wodę, który powoduje, że w wyniku dodania nawet dużych ilości węglanu do wody, nie podwyższa znacząco się jej odczyn pH.
Preparat rozpuszcza się w wodzie do głębokości ok. 6 metrów, co oznacza, że można go stosować także w celach profilaktycznych. „Właściciele kąpielisk i akwenów najczęściej wiedzą, że w danym okresie czy miejscu akwenu wzrasta ryzyko zakwitu sinic. To dobry moment, by zareagować, a nie czekać aż nastąpi ich dynamiczny wzrost. Przed zakwitem sinice są obecne w wodzie, lecz w mniejszym stężeniu i nie przebywają tylko przy powierzchni. Dodanie tlenu atomowego w tym stadium może całkowicie wyeliminować ryzyko zakwitu w danym sezonie” – mówi prof. Chróst.
Opracowana przez Polaków metoda jest na etapie procesu patentowego realizowanego przez Uniwersytecki Ośrodek Transferu Technologii, jednak już w te wakacje ruszy pogotowie sinicowe.
Rusza pierwsze w Polsce pogotowie sinicowe
Głównym celem pogotowia sinicowego jest interwencja, polegająca na szybkim usuwaniu sinic orazniwelowaniu ryzykaich zakwitów. Pogotowie, obok szybkich interwencji, chce również dystrybuować preparat do samodzielnego stosowania przez właścicieli akwenów i administratorów kąpielisk oraz prowadzić edukację w tym zakresie. Pogotowie dostępne jest pod numerem telefonu +48 514 752 468 oraz adresem email: info@ecolifesystem.com.pl.
Preparat nazwany Cyanoxide® można stosować samodzielnie, dozując odpowiednią jego ilość w zależności od powierzchni i głębokości zbiornika wodnego.
Sinice to narastający problem w skali globalnej
Od kilkunastu lat obserwujemy ciągły wzrost ilości promieniowania ultrafioletowego, które dociera do powierzchni ziemi. Wg NASA co roku odbieramy do 1% więcej promieniu UV w stosunku do roku poprzedniego. Pozornie niewielki ale systematyczny wzrost promieniowania przez lata prowadzi do zaburzenia równowagi m.in. w środowiskach wodnych. W okresie silnego nasłonecznienia wiele glonów i roślin zamiera, ponieważ promienie UV powodują mutacje w ich DNA. Sinice to bakterie wodne, których DNA również ulega uszkodzeniom, ale są to organizmy, które potrafią usuwać wady genetyczne nawet w ciągu jednej nocy. Dlatego większe dawki promieniowania UV nie są dla sinic tak groźne, jak dla pozostałych organizmów. Co więcej, choć w ciągu dnia sinice podobnie jak rośliny wodne prowadzą procesy fotosyntezy, w nocy zużywają obecne w wodzie związki organiczne, co powoduje nadmierne zużywanie tlenu rozpuszczonego w wodzie. W rezultacie, gdy ilość sinic rośnie, w zbiorniku wodnym szybko spada ilość dostępnego tlenu. Wraz z ubytkiem tlenu, sinice przemieszczają się w pionie ku górze, skupiając się blisko powierzchni wody. W takim zbiorniku pod nimi praktycznie zamiera życie.
W Polsce z roku na rok problem sinic narasta. Zakwity tych bakterii są niebezpieczne dla zdrowia i życia ludzi, ponieważ produkują różne rodzaje toksyn, podrażniających skórę, wątrobę a także bardzo groźne neurotoksyny porażające układ mięśni oddechowych. W skrajnych przypadkach kąpiel w wodzie zakażonej sinicami stanowi bezpośrednie zagrożenie życia. Systematycznejekspansji sinic sprzyjają, obok wzrostu promieniowania UV, rosnące średnie temperatury roczne, jak i wzrost ilości zanieczyszczeń zawierających fosfor i azot obecnych w zbiornikach wodnych, głównie z nawozów sztucznych używanych w rolnictwie. Nagłe zakwity sinic występują latem, najczęściej przy bezwietrznej pogodzie, w spokojnych wodach, których temperatura wzrasta do dwudziestu kilku stopni Celsjusza.
W sezonie letnim sinice to szczególnezagrożenie dla branży turystycznej. Zakwit bakterii prowadzi zazwyczaj do zamknięcia kąpielisk i odpływu turystów z danego miejsca. Dodatkowe nagłośnienia medialne przyczyniają się do spadku zainteresowania turystów danym miejscem także w długim terminie.
Źródło: Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych Uniwersytetu Warszawskiego
Fot. Centrum Nauk Biologiczno-Chemicznych Uniwersytetu Warszawskiego
