Pchły wodne kluczem do czystszego środowiska i lepszego zdrowia ludzkiego

Według najnowszego badania naukowców z Uniwersytetu w Birmingham w Wielkiej Brytanii, współczesną gospodarkę ściekową zrewolucjonizować mogą pchły wodne – drobne organizmy żyjące w bardzo zróżnicowanych środowiskach. Oczyszczanie wody z ich pomocą wydaje się być nie tylko skuteczne, ale także wysoce ekonomiczne i przyjazne dla środowiska naturalnego. Technologia znajduje się już w fazie intensywnego rozwoju.

Efektywne oczyszczanie wody – priorytet i wyzwanie

Według danych Europejskiego Banku Inwestycyjnego co roku na świecie generuje się 380 mld m³ ścieków komunalnych. Prognozy ostrzegają, że ta niechlubna wartość do 2030 r. wzrośnie o kolejne 24 proc., a do 2050 r. nawet o połowę. Winne są oczywiście ciągły wzrost demograficzny, intensywny rozwój miast oraz brudne technologie przemysłowe. Kryzys zaostrza również postępująca zmiana klimatu oraz rolnictwo, które wciąż nie nadąża za celami zrównoważonego rozwoju.

W rezultacie trwałe zanieczyszczenia chemiczne nieustannie przedostają się do ścieków, a wobec ograniczonych możliwości ich wychwytywania w oczyszczalniach, uwalniane są do rzek. Dalej wędrują do zbiorników wodnych, systemów irygacyjnych oraz warstwy wodonośnej, w końcu trafiając do naszego pożywienia i wodociągów. Oczyszczanie wody jest więc priorytetem społecznym, ekonomicznym i środowiskowym. Już dziś, co roku, 92 mln ludzi doświadcza problemów zdrowotnych z powodu zanieczyszczenia wody.

Pchły wodne i ich niezwykły potencjał

Pod koniec września tego roku, w periodyku „Science of the Total Environment” ukazał się artykuł opisujący przełomowe badanie. Międzynarodowy zespół naukowców, pod kierownictwem Uniwersytetu w Birmingham, zaproponował nowy, biologiczny sposób na oczyszczanie wody ściekowej. Podstawą są w nim pchły wodne. Proponowana metoda ma skutecznie eliminować pestycydy, industrialne chemikalia oraz substancje farmakologiczne, nie uwalniając jednocześnie toksycznych produktów ubocznych, które stanowią realny problem w wielu oczyszczalniach.

Innowacyjne oczyszczanie wodne, proponowane przez badaczy z Birmingham, a którego siłą sprawczą są pchły wodne, ma zwiększyć dostępność czystej, bezpiecznej wody dla gospodarstw domowych i rolnych oraz zakładów przemysłowych. W rezultacie można spodziewać się bezpieczniejszej żywności, zwłaszcza płodów rolnych. Rozwiązanie wychodzi naprzeciw forsowanej globalnie strategii efektywnego recyklingu ścieków i aktywnej ochrony wodnych ekosystemów.

Czym są pchły wodne?

Pchły wodne to potoczne określenie rozwielitki pchłowatej (Daphnia pulex), czyli drobnego, słodkowodnego skorupiaka zaliczanego do rodzaju dafni. Mierzące od 0,2 do 3 mm organizmy są trudne do identyfikacji gołym okiem, ale występują powszechnie w wielu zbiornikach wodnych i rzekach Europy oraz Ameryki Północnej. Pchły wodne żywią się mikroskopijnymi cząstkami materii organicznej, łącznie z bakteriami, odfiltrowując je z wody za pomocą odnóży tułowiowych.

Dla ekologów rozwielitki już od dłuższego czasu są obiektem zainteresowania jako ważny element równowagi biologicznej w ekosystemach wodnych. Z jednej strony pchły wodne tworzą bowiem słodkowodny plankton, będący pokarmem dla wielu innych gatunków, z drugiej, intensywnie wspomagają proces samooczyszczania się jezior, stawów i rzek, konsumując szczególnie kłopotliwy nadmiar glonów.

Pchły wodne a oczyszczanie wody – jak to działa?

W omawianym badaniu udało się wyizolować bardzo specyficzne odmiany rozwielitek o różnorodnej tolerancji na chemiczne zanieczyszczenia. Zadanie to było możliwe dzięki wyjątkowej zdolności dafnii do pozostawania w stanie uśpienia przez setki lat. Naukowcy zbudzili populacje, którym udało się wcześniej przeżyć różne stadia industrialnego skażenia i wykorzystali je do walki z dzisiejszymi problemami.

Wybrane przez badaczy cztery odmiany rozwielitek pchłowatych okazały się skutecznie usuwać z wody diklofenak (popularny lek przeciwbólowy często wykrywany w wodach powierzchniowych), atrazynę (herbicyd powodujący zaburzenia płodności u wielu gatunków ssaków, gadów i ryb), arsen oraz związki perfluorowane (PFOS), czyli tzw. wieczne chemikalia łączone m.in. z procesami nowotworowymi i upośledzoną odpornością.

Oczyszczanie wody przez pchły wodne to według głównego autora przedmiotowego badania, dr Mohammeda A. Abdallaha, rozwiązanie oparte na potencjale przyrody i stwarzające perspektywę trwałego usunięcia z ekosystemów związków niepokojących ekologów. Po zakończeniu etapu prób rozwielitki mogą zostać zastosowane w oczyszczalniach ścieków na całym świecie. Co ważne, ich zdolność do klonowej reprodukcji pozwala założyć długofalowe efekty eksperymentu. Populacje wodnych pcheł powinny być w stanie utrzymać się w ciekach wodnych przez długi czas, z korzyścią dla współczesnego społeczeństwa.