WDROŻENIA
Eutrofizacja jezior zaliczana jest do procesów naturalnych, jednakże w drugiej połowie XX wieku w skutek działań antropogenicznych znacząco przyśpieszyła. Nadmierne użyźnienie jezior spowodowało odtlenienie wód naddennych, ustępowanie roślinności zanurzonej, śnięcie ryb oraz masowy rozwój organizmów fitoplanktonowych, w tym sinic. Począwszy od końca lat 90. ubiegłego wieku, prof. dr hab. inż. Stanisław Podsiadłowski (1949-2023) w obecnej Katedrze Inżynierii Biosystemów UPP zapoczątkował opracowanie i wdrażenie innowacyjnych konstrukcji urządzeń i technologii związanych z ochroną i rekultywacją stojących wód powierzchniowych. Wszystkie opracowane w tym okresie urządzenia wykorzystują głównie odnawialne źródła energii, tj. energię wiatrową i słoneczną. Opracowane rozwiązania techniczne po dzień dzisiejszy należą do innowacyjnych osiągnięć związanych z ochroną i rekultywacją jezior. W okresie ostatnich 30 lat opracowano i zmodyfikowano technologię napowietrzania wód naddennych jezior (patent nr PL182023).
(Aerator pulweryzacyjny o napędzie wiatrowym fot. A. Osuch)
Proces napowietrzania w aeratorze pulweryzacyjnym przeniesiono na powierzchnię, gdzie poza napowietrzaniem wód usuwane są zawarte w nich szkodliwe gazy (amoniak, metan, siarkowodór). Wszystkie aeratory po kilku latach wyposażono w urządzenie umożliwiające usuwanie mułów sapropelowych z osadów dennych (patent nr PL235505). W kolejnych latach opracowano aplikator umożliwiający aplikowanie koagulantów do toni wodnej i osadów dennych (patenty nr PL238177, PL238646). Połączenie wymienionych technik i technologii umożliwiło opracowanie i zmodyfikowanie technologii mobilnej aeracji i jej rozwinięcia – technologii mobilnej aeracji pulweryzacyjnej.
(Mobilny aerator pulweryzacyjny – MAP fot. R. Kozłowski, A. Przybylak)
Obie metody pozwalają na precyzyjne dozowanie koagulantów do napowietrzonych wód jeziora (precyzyjna inaktywacja związków biogennych). Ten sposób oczyszczania zbiorników wodnych z zanieczyszczeń mineralnych, zwłaszcza z fosforu, przy użyciu koagulantów polega na tym, że akwen wodny dzieli się na sektory, z których pobiera się próbki wody, oznacza się zawartość składnika mineralnego w poszczególnych sektorach i w oparciu o uzyskane dane sporządza się mapę zawartości składnika mineralnego w poszczególnych sektorach, tzw. mapy zmienności zawartości fosforu w jeziorze. Następnie ustala się wielkość optymalnej dawki koagulantu dla każdego sektora, po czym ściśle określoną wielkość dawki wprowadza się do strefy koagulacji każdego sektora i miesza się go z wodą natlenioną do warunków nadmiaru tlenu. Dostarczanie koagulantów w obecności tlenu, znacząco poprawia przebieg procesu inaktywacji związków biogennych zawartych w toni wodnej. Technologie te opracowane zostały z myślą o jeziorach znajdujących się w pobliżu miast i nie mogących spełniać roli kąpielisk miejskich, z uwagi na silne zanieczyszczenie i zakwity sinic. Technologie polegają na „uprawieniu” całej powierzchni jeziora specjalistycznymi urządzeniami technicznymi – aeratorami mobilnym (MAP), co pozwala na dotlenienie strefy przydennej i precyzyjną inaktywację fosforu (eliminacja fosforu silnie ogranicza tzw. zakwity). Technologie pozwalają na uzyskiwanie zakładanego celu przy możliwości stosowania minimalnych dawek koagulantów (od 5 do 15 kg/ha). Wraz z upływem lat, postęp technologiczny umożliwił dalszą modyfikację metody aeracji pulweryzacyjnej. Dla ograniczenia skutków nadmiernego rozwoju makrofitów zanurzonych, opracowano kolejną innowacyjną technologię z urządzeniem, które umożliwia wykaszanie roślinności zanurzonej i usuwanie zebranej biomasy poza zbiornik wodny.
(Mobilna kosiarka pływająca – MAK fot. R. Kozłowski, A. Przybylak)
Uzyskana biomasa może zostać przeznaczona na cele energetyczne (publikacja naukowa DOI 10.3390/en14175477). Powyższe technologie zostały wdrożone na trzydziestu zbiornikach wodnych. Prowadzone rekultywacje jezior przyczyniają się do poprawy jakości wód i przywracania ich naturalnych funkcji. Skutkiem wdrożenia opracowanych technologii jest rozwój infrastruktury służącej rekreacji, turystyce i rozwojowi sportów wodnych.