Ekohydrolodzy z Uniwersytetu Łódzkiego otrzymali najwyższe wyróżnienie Komisji Europejskiej – nagrodę „Best of the Best” za projekt rekultywacji zbiorników wodnych w łódzkim Arturówku. Gala konkursu odbyła się 23 maja bieżącego roku podczas 2018 EU Green Week w Bluepoint Conference Centre w Brukseli.
W konkursie uczestniczyło ponad 60 zespołów badawczych z Europy.
Przyznanie najwyższego wyróżnienia było poprzedzone inną prestiżową nagrodą, The Best LIFE Project, która była „przepustką” do grupy najlepszych projektów unijnych, zakończonych w latach 2016–2017.
Rekultywacja krok po kroku
Arturówek jest jednym z najatrakcyjniejszych obszarów rekreacyjnych dla mieszkańców Łodzi. Kompleks z trzema zbiornikami wodnymi znajduje się w północnej części miasta, na skraju największego w Europie lasu w obrębie miasta – Lasu Łagiewnickiego – o powierzchni ponad 1200 ha. Niestety, akweny położone na terenach zurbanizowanych są szczególnie narażone na wpływ działalności człowieka, co ogranicza ich użyteczność. I tak do zbiorników wodnych trafiają m.in. zanieczyszczenia wypłukiwane przez opady atmosferyczne i roztopy śnieżne, wśród nich związki fosforu i azotu, które powodowały toksyczne zakwity sinicowe. Podejmowane w przeszłości próby poprawy stanu jakości wód nie przynosiły trwałej poprawy. Z tego powodu, aby z tych zbiorników można było korzystać rekreacyjnie, konieczne było radykalne ograniczenie dopływu zanieczyszczeń.
Próbę wdrożenia innowacyjnych rozwiązań rekultywacyjnych, mających na celu poprawę jakości wód Bzury i wyeliminowanie pojawiających się w zbiornikach sinic, podjęła grupa łódzkich naukowców z Katedry Ekologii Stosowanej na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego. W skład zespołu kierowanego przez prof. Macieja Zalewskiego weszli: dr Tomasz Jurczak, dr Zbigniew Kaczkowski, dr Iwona Wagner i dr Małgorzata Łapińska. We współpracy z Łódzką Spółką Infrastrukturalną i Miejskim Ośrodkiem Sportu i Rekreacji w Łodzi (przedstawiciel miasta) rozpoczęli realizację projektu pod nazwą „Ekohydrologiczna rekultywacja zbiorników rekreacyjnych «Arturówek» (Łódź) jako modelowe podejście do rekultywacji zbiorników miejskich (EH-REK)”.
Dlaczego projekt został nagrodzony przez Komisję Europejską? Jednym z głównych powodów jest fakt, że jeszcze dwadzieścia lat temu najpoważniejsze autorytety w dziedzinie hydrobiologii uważały, iż rekultywacja nizinnych zbiorników zaporowych nie jest możliwa. Tymczasem zastosowanie teoretycznych podstaw ekohydrologii, opracowanych na Uniwersytecie Łódzkim i w Europejskim Regionalnym Centrum Ekohydrologii PAN, umożliwiło osiągnięcie dobrego stanu ekologicznego zbiorników.
– Projekt realizowaliśmy w pięciu etapach. Zaczęliśmy od dogłębnej analizy zagrożeń i szans. Potem powstała koncepcja i projekty techniczne. Kolejnym działaniem było wdrożenie zaprojektowanych innowacyjnych rozwiązań biotechnologicznych, a następnie powykonawcza optymalizacja ich działania. Ostatni etap to przeprowadzenie zaplanowanych wcześniej szkoleń – mówi dr Tomasz Jurczak.
W latach 2010–2011, w początkowej fazie przedsięwzięcia, naukowcy identyfikowali źródła zanieczyszczeń i określali bilans zanieczyszczeń w wodach dopływających i odpływających ze zbiorników w Arturówku. 
Na bazie tej wiedzy został opracowany model matematyczny, który z kolei posłużył do stworzenia w roku 2012 koncepcji poprawy ekosystemów zbiorników. Na jej podstawie zrealizowano projekty techniczne i wdrożono nowatorskie rozwiązania, wypracowane na Uniwersytecie Łódzkim. Od stycznia do czerwca 2013 roku na terenie źródłowego fragmentu koryta Bzury i zlokalizowanych na nim zbiorników prowadzono prace inwestycyjne. Właśnie wtedy wykonano m.in. konstrukcję stref buforowych i mat roślinności pływającej, co miało m.in. ograniczyć dopływ związków azotu i fosforu, które powodują wzrost żyzności i w efekcie prowadzą do zarastania i wypłycania zbiorników, które powoli zamieniają się w torfowiska.
Kolejnym krokiem była ekohydrologiczna adaptacja zbiornika Arturówek Górny, co pozwoliło zintensyfikować proces opadania zanieczyszczeń w specjalnie stworzonej do tego celu części zbiornika, czyli sedymentacji, i samooczyszczania wód tego zbiornika przez odpowiednie nasadzenia roślinności wodnej. Dodatkowo wzmocniono odporność zbiornika na zakwity sinicowe przez tworzenie stref absorbujących azot i fosfor oraz biomanipulację. Polega ona na ograniczeniu liczebności ryb planktonożernych przez zarybienie drapieżnymi (szczupak, sandacz), co zwiększa poziom biofoltracji przez zooplankton. Następnie powstała konstrukcja systemów hybrydowych, odpowiadających za gromadzenie i podczyszczanie wód opadowych z ulic w rejonie Arturówka. W połowie 2013 roku zakończyła się inwestycyjna część projektu i mieszkańcy ponownie mogli zacząć korzystać ze zbiorników. W kolejnych latach naukowcy monitorowali skuteczność zastosowanych rozwiązań i na tej podstawie optymalizowali działanie wykorzystanych systemów biofiltracyjnych, tak by zwiększyć ich skuteczność w oczyszczaniu dopływających z sąsiadujących terenów miejskich wód deszczowych.
– Innowacyjność rozwiązań zaproponowanych w projekcie EH-REK wiąże się z użyciem technologii łączących wiedzę z zakresu biologii, hydrologii i inżynierii – dodaje Tomasz Jurczak. – Stanowiło to praktyczne wykorzystanie teoretycznych założeń koncepcji ekohydrologii, postulującej zwiększenie efektywności zarządzania środowiskiem wodnym poprzez wykorzystanie współzależności między procesami hydrologicznymi i biologicznym oraz infrastrukturą techniczną. Takie podejście nie jest powszechnie stosowane na terenach miejskich. Tam chętniej korzysta się z rozwiązań inżynieryjnych, w których możliwości sterowania naturalnymi cyklami są mocno ograniczone z uwagi na bagatelizowanie znaczenia roślin i zwierząt w kwestii ochrony jakości wody. Integracja metod inżynieryjnych i biologicznych zwiększa skuteczność działań ograniczających dopływ zanieczyszczeń do zbiorników wodnych i obniża ryzyko rozwoju toksycznych zakwitów sinic – dodaje.
Patenty łódzkich naukowców
Rozwiązania zastosowane w projekcie są chronione wnioskami patentowymi. Przykładem może być sekwencyjny system sedymentacyjno-biofiltracyjny, umieszczony w czaszy zbiornika w miejscu dopływu rzeki, kanału czy odpływu wód burzowych. – Duże znaczenie ma tu fakt, że konstrukcje te nie wymagają zajmowania nowych terenów, gdyż wykorzystują obszar wytyczony linią brzegową zbiornika – mówi Tomasz Jurczak. System ten może być doposażony w podziemne separatory i osadniki odpowiedzialne za wstępne podczyszczanie wód obciążonych szczególnie uciążliwymi zanieczyszczeniami (np. smarami czy paliwami z pojazdów mechanicznych). System oczyszczający staje się wówczas układem hybrydowym, biotechnologiczno-inżynieryjnym. Dodatkowo, ze względu na umiejscowienie elementów technicznych pod ziemią, zastosowane rozwiązanie nie szpeci krajobrazu. Poza tym może się pochwalić bardzo wysoką (od 60 do nawet 90 proc.) skutecznością w usuwaniu zanieczyszczeń zmywanych przez opady z obszarów miasta, a następnie transportowanych do miejskich zbiorników.
– Zaletą opracowanych systemów jest ich duża plastyczność, która umożliwia ich modyfikację w zależności od wielkości i rodzaju dopływu zanieczyszczeń oraz charakterystyki zbiornika – wyjaśnia Tomasz Jurczak.
Wiedza i doświadczenie zdobyte podczas realizacji projektu zostały wykorzystane do opracowania koncepcji rekultywacji innych miejskich zbiorników rekreacyjnych, stanowiących elementy Błękitno-Zielonej Sieci Łodzi, strategii integrującej w przestrzeni miejskiej systemy rzek, ich dolin i związane z nimi obszary zieleni. Przykładem są Stawy Jana i Stawy Stefańskiego, gdzie obecnie planowane jest wdrożenie koncepcji ekohydrologicznej rekultywacji dla tych zbiorników.
Jednocześnie należy podkreślić znaczenie administracji państwowej w prawidłowej konserwacji skonstruowanych systemów oraz edukacji społeczeństwa. Czynnikiem ograniczającym efekty zastosowanych rozwiązań było (i wciąż w pewnym zakresie jest) dokarmianie, a przez to – wabienie – dużej liczby kaczek, z powodu stosowania dużego zanęcania ryb. To zaś przyczynia się do przeżyźnienia zbiorników.
Innowacyjny projekt łódzkich naukowców spotkał się z dużym zainteresowaniem innych polskich miast. Ten kierunek myślenia o środowisku widać na przykład w projekcie „Adaptacja do zmian klimatu poprzez zrównoważoną gospodarkę wodą w przestrzeni miejskiej Radomia”. Jego pomysłodawcami są pracownicy naukowi Uniwersytetu Łódzkiego. W 2015 roku, jako jedyny polski projekt, został on wytypowany do konkursu programu „LIFE Adaptacje do zmian klimatu”. ●
Ten oraz inne artykuły dostępne są w najnowszym wydaniu Łódź Kreuje Innowacje.
