Tiskane izdaje
Cianobakterije so izjemno raznolika skupina organizmov, na Zemlji navzočih že vsaj 3,5 milijarde let. Odgovorne so za nastanek kisikove atmosfere. Zaradi čedalje večjega pritiska človeka na vode ter vpliva podnebnih sprememb smo priča spremenjenim razmeram v vodnih telesih, ki omogočajo prevlado cianobakterij nad drugimi organizmi.
Vzroki za cvetenje alg
Vedno bolj se zavedamo pomena zdrave pitne vode in neoporečne hrane. To do neke mere upoštevajo tudi politike, ki zaostrujejo pogoje delovanja podjetij, narekujejo do okolja prijazne ukrepe in, ne nazadnje, spodbujajo k iskanju rešitev okoljskih problemov na trajnostni način.
Med resne okoljske probleme v svetu spada povečana obremenjenost površinskih voda, ki so nemalokrat pomembna gojitvena območja rib, pitni viri ali namakalne vode.
Obremenjenost se kaže v povišani vsebnosti organskih in anorganskih snovi, ki je posledica neposrednih in posrednih človekovih aktivnosti, kot so spiranje viška fitofarmacevtskih sredstev ter dušikovih in fosforjevih spojin z obdelovalnih površin, neposreden iztok kanalizacije iz gospodinjstev in industrije, vodna in vetrna erozija talnih delcev z nezaraščenih površin, površinski odtok meteorne vode z urbanih površin itd.
Ob spremenjenih razmerah v vodnem telesu lahko pričakujemo drugačen razvoj organizmov s prevlado določenih vrst. Zlasti pri povišanih vsebnostih fosforja v vodnih telesih se pogosto pojavljajo večje koncentracije zelenih alg in cianobakterij (modrozelene alge). Ko se ob ugodnih razmerah toliko namnožijo, da popolnoma prevladajo, govorimo o njihovem cvetenju. In kadar se posledice cvetenja kažejo v pomoru rib in zastrupitvah ljudi, govorimo o škodljivem cvetenju, kar še posebej velja za cianobakterije.
Ogroženi voda in hrana
Cvetenje cianobakterij je lahko izredno škodljivo za živali, rastline in ljudi. Ko populacija cianobakterij doseže svoj vrh, začne odmirati. Pri razkrajanju cianobakterijskega cveta se porablja kisik, kar privede do anoksij in množičnih poginov rib in drugih organizmov, ki so odvisni od kisika, raztopljenega v vodi.
Še bolj škodljivi in nevarni so cianotoksini, ki se v še posebej veliki količini sproščajo v fazi razpada cianobakterijskega cveta. So skupina zelo raznolikih biološko aktivnih snovi in spadajo med najmočnejše toksine. Njihova vsebnost v vodnem telesu ogroža živa bitja in zmanjšuje biološko raznovrstnost.
Cianotoksini so zelo problematični v državah, kjer površinska zajetja vode uporabljajo kot vir pitne vode. Zaradi pomanjkanja ustreznih sistemov zgodnjega odkrivanja cianobakterij in sistemov priprave pitne vode lahko cianotoksini zaidejo v vodovodni sistem. Takšna voda je neustrezna za rabo v gospodinjske in industrijske namene.
S cianotoksini lahko pridemo v stik z zaužitjem rib, gojenih v preobremenjenih vodah, ali vrtnin, namakanih z oporečno vodo. Čeprav v Sloveniji površinskih voda ne uporabljamo za vir pitne vode, so cianotoksine že zaznali tudi v vzorcih pitne vode, ko je, denimo, med gradnjo mariborskega avtocestnega križa prišlo do posegov in motenj v višini podtalnice.
Cvetenje pa ima še druge negativne družbene in gospodarske učinke. Površinske gošče degradirajo videz vodnih teles in tako zmanjšajo možnost turizma in rekreacije. Problem je precej pereč tudi pri nas. Najbolj ogrožena je severovzhodna Slovenija – agrarno intenzivna območja z močno evtrofnimi vodami, v katerih je cvetenje masovno in vsakoletno.
V manjših vodnih telesih, kakršna so Hotinja vas, Koseški bajer ali Pirnica, je cvetenje vezano na površino vodnega telesa, kar se kaže v površinskih goščah. V globljih jezerih, kakršno je Blejsko, pa se cvetovi lahko pojavijo tudi v globini 20 metrov.
Rdeča vrsta cianobakterij, Planktothrix rubescens, je vezana na globino metalimnijske plasti (plast temperaturnega skoka) in se ob homotermiji – ko vsa jezerska voda doseže enako temperaturo – običajno dvigne na površino.
Čim zgodnejše odkrivanje
V zadnjih letih se močno povečuje število škodljivih cvetenj na svetovni ravni: njihova pogostost, trajanje in obsežnost. Ker je odkrivanje že nizkih koncentracij cianobakterij in ustrezno nadzorovanje njihove populacije ključno za preprečevanje gospodarske škode in varovanje zdravja, temu sledi tudi evropska zakonodaja.
Resnost in pogostost pojavljanja težav, povezanih s cvetenjem cianobakterij, kaže na pomanjkanje ustreznih rešitev za zgodnje opozarjanje. V Sloveniji pa tudi drugod po Evropi sicer redno spremljamo stanje vodnih teles, vendar imajo uporabljene metode ugotavljanja vsebnosti cianobakterij velike omejitve. Težava je predvsem časovno in prostorsko omejeno vzorčenje. Tradicionalne metode odkrivanja in identifikacije cianobakterij v vodnem telesu namreč temeljijo na ročnem vzorčenju izbrane točke vodnega telesa.
Sledijo mikroskopske identifikacije in določitev koncentracije klorofila a. Metode so zamudne in zahtevajo dobro usposobljene strokovnjake. Rezultati analize vodnega telesa so znani z zamikom in se nanašajo na stanje, kakršno je bilo v času vzorčenja, dejansko stanje pa se lahko že v enem samem dnevu zelo spremeni.
Zaradi zaporedja in zamudnosti navedenih opravil se običajno ukrepa prepozno in na način, ki ni najprijaznejši do okolja. V uporabi so različne fizikalne, kemijske in biološke metode, ki so neselektivne in učinkujejo tudi na druga živa bitja. Ker jih običajno uporabijo takrat, ko se je cianobakterijski cvet že izoblikoval, se v vodno telo sproščajo velike količine cianotoksinov.
Projekt LIFE
Koordinira ga slovensko podjetje Arhel, v sodelovanju z Nacionalnim inštitutom za biologijo in občino Bled, saj je Blejsko jezero zelo izpostavljeno temu pojavu. Cilj projekta je uvedba sistema, ki bi se učinkovito spopadal z obema pomanjkljivostma: hitrostjo zaznave stanja vodnega telesa in učinkovitega takojšnjega nadzora cianobakterijske populacije.
V okviru projekta je bilo razvito robotsko plovilo, zmožno avtonomnega plutja po vnaprej določeni poti na vodnem telesu. Med plovbo črpa vodo v merilno celico, kjer se s senzorsko tehnologijo določijo koncentracija alg in cianobakterij ter drugi fizikalni kemijski parametri vode, zato odpade zahtevno in zamudno laboratorijsko delo.
Plovilo prek GSM-komunikacije v realnem času javlja vse podatke in koordinatne točke vzorčenja, zato ima uporabnik vedno natančno sliko o trenutnem stanju vodnega telesa.
Druga pomembna komponenta plovila pa je naprava, ki ciljno preprečuje razraščanje cianobakterij. Za to poskrbi elektrolitska celica, ki se sproži ob prvih znakih porasta cianobakterij. Ta elektrolitska celica z naprednimi inertnimi elektrodami tvori neposredno iz vode reaktivne kisikove spojine. Radikali, ki jih elektrolitska celica proizvaja, povzročajo stres in genske poškodbe na cianobakterijah, ki se zato niso več sposobne razmnoževati in prej ali slej propadejo.
Dodatna prednost je, da plovilo za svoje delovanje uporablja sončno energijo in je torej energijsko neodvisno. V času projekta tovrstni plovili delujeta na Koseškem bajerju v Ljubljani in na Blejskem jezeru.
_____
Tinkara Rozina,
dr. Maja Zupančič Justin
