Rzeki oczyszczą środowisko... o ile im to ułatwimy

Rzeki, zarówno małe, jak i duże, mają ogromną zdolność do oczyszczania wody z nadmiaru azotu. Na podstawie przeprowadzonych przez siebie badań twierdzi tak Stephen Hamilton, ekolog środowisk wodnych z Uniwersytetu Stanu Michigan.

Badania dr. Hamiltona objęły dziewięć rzek płynących przez miasta, lasy oraz tereny rolnicze w obrębie zlewiska rzeki Kalamazoo w stanie Michigan. Celem analizy było sprawdzenie, co dokładnie dzieje się z azotanami przedostającymi się do wód płynących na odcinku od źródła do ujścia. W podsumowującym doświadczenie artykule autor udowadnia, że rzeki są zdolne do oczyszczania wody z nadmiaru azotanów. Ustalono także, że niektóre rzeki przeprowadzają ten proces wydajniej niż inne oraz znaleziono prawdopodobną przyczynę tego zjawiska.

Z punktu widzenia ochrony środowiska eksperyment jest niezwykle ważny. Związki azotu są produkowane (i usuwane do środowiska) przez człowieka w ogromnych ilościach, głównie pod postacią nawozów sztucznych oraz odpadów przemysłowych. Gdy dostaną się do wody, mogą powodować w niej tzw. zakwit (nadmierny rozwój drobnych organizmów), a przez to prowadzić do zużycia tlenu w określonym zbiorniku.

Grupa naukowców z Uniwersytetu Michigan spędziła trzy lata na badaniu okolicznych rzek. Akademicy dodawali do wody niewielkie ilości azotu, a następnie określali, w jakich miejscach i w jakich procesach zostawał on usuwany z wody.

Badania dr. Hamiltona wykazały, że wiązanie azotanów w rzekach najsprawniej przeprowadzają drobne organizmy: glony, grzyby oraz bakterie. Istotny jest także "uskuteczniany" przez bakterie proces denitryfikacji, w którym azotany są przekształcane do gazowego azotu. W wyniku denitryfikacji azot ulatnia się pod postacią gazu do atmosfery, gdzie staje się nieszkodliwy.

W czasie eksperymentu odkryto, że nie wszystkie strumienie i rzeki są równie wydajne pod względem zdolności do oczyszczania wody. Zauważono bowiem, że stopień oczyszczenia wody jest najwyższy w tych rzekach, które na swej drodze napotykają liczne systemy kanałów i zwężeń. Wartko płynące strumienie były, niestety, znacznie mniej wydajne. Jest to zaskakujące odkrycie, gdyż zwykle cieki wodne są udrożniane, co ma za zadanie przyśpieszyć przepływ wody. Do tej pory myślano bowiem, że im dłużej rzeka płynie od źródła do ujścia, tym więcej zabiera ze sobą zanieczyszczeń. Jest to prawdą, lecz równolegle zachodzi dokładnie odwrony proces: powolny ruch wody umożliwia drobnym organizmom pobranie z niej wiekszej ilości azotanów.

Z tego powodu potrzebne jest ustalenie kompromisu w przypadku rzek przepływających przez silnie zanieczyszczone obszary. Dr Hamilton sugeruje, by rzeki przepływały przez miejsca skażone azotanami wartkim nurtem, a następnie spowalniały znacznie w specjalnie utworzonych sztucznych stawach. Po spowolnieniu przepływu wody żyjące w wodzie organizmy mogłyby wykorzystać możliwie wiele azotanów i w ten sposób przekształcić je do bezpieczniejszej postaci.

Niestety, "naturalna oczyszczalnia" ma jedną wadę: działa najlepiej, gdy azotanów jest w wodzie stosunkowo niewiele. Powyżej określonego stężenia związków azotu system "zapycha się" i nie jest w stanie zachować swojej wydajności. Mimo to, odkrycie naukowców z Uniwersytetu Michigan ma szansę zmienić obowiązujące metody regulacji rzek oraz wpłynąć na redukcję przypadków zakwitu wody.

rzeki oczyszczanie azot bakterie glony denitryfikacja tlen dr Stephen Hamilton