Hydrobiotechnologia : biologiczne podstawy, aktualny stan wiedzy i perspektywy rozwoju

• Autorzy: Siuda W. , Chróst R. J.

Warianty tytułu

EN

Hydrobiotechnology : biological basis, the current state of knowledge and development prospects

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Konieczność poprawienia przez Polskę do roku 2015 stanu jakości wód powierzchniowych, jak również coraz większa uwaga jaką społeczności lokalne przywiązują do poprawy walorów krajobrazowych, rekreacyjnych i użytkowych stawów, zalewów i jezior spowodowała w ostatnich kilku latach gwałtowny wzrost zainteresowania nic tylko ochroną lecz również rekultywacją zbiorników wodnych. Ponieważ główną przyczyną złej jakości ich wód jest przyspieszona eutrofizacja, działania rekultywacyjne skupiają się przede wszystkim na ograniczaniu i likwidowaniu uciążliwych skutków tego procesu. W artykule dedykowanym wszystkim zainteresowanym „leczeniem” chorych zbiorników wodnych, a zwłaszcza urzędnikom administracji lokalnej odpowiedzialnym za stan środowiska naturalnego gminy, powiatu czy województwa przedstawiono aktualny stan wiedzy dotyczącej teoretycznych podstaw różnorodnych technik rekultywacyjnych pozwalających na ograniczanie i czasowe cofnięcie procesów degradacji płytkich ekosystemów wodmrh. Skupiono się przy tym na stosunkowo przyjaznych dla środowiska technologiach, polegających na promowaniu i stymulowaniu zachodzących w nich, naturalnych procesów biologicznych i biogeochemicznych, będących, zdaniem autorów, przyszłością inżynierii środowiskowej w Polsce i na świecie. Zamysłem autorów było także uświadomienie czytelnikowi nie dysponującemu gruntowną wiedzą z dziedziny biologii, ekologii i fizyko-chemii wód, że skuteczne działania mające na celu odnowę ekosystemów wodnych są kosztowne, długotrwałe i ciągle obarczone znacznym ryzykiem niepowodzenia. Zróżnicowane parametry zlewni, morfometrii i limnologii konkretnego zbiornika wodnego jak również i złożoność procesów fizyko-chemicznych i biologicznych w nim zachodzących wykluczają bowiem stosowanie wtym celu, prostych i uniwersalnych rozwiązań pozwalających uzyskać znaczącą i trwałą poprawę jakości ich wód. Narzucają one również konieczność starannego zdiagnozowania stanu ekologicznego zbiornika pozwalającego dobrać do niego optymalny zestaw zabiegów mających na celu cofnięcie jego eutrofizacji, a także bieżącej kontroli i aktywnej korekty efektów prowadzonych w nim działań rekultywacyjnych przez przygotowanych do tego ekologów - specjalistów.

EN

Up to year 2015 Poland was obliged to mend the ecological status of inland waters according to regulations of EU Water Directive. Moreover, during last decade increasing attention paid by European society to improvement of landscape, recreational social and economic values of ponds, lakes and reservoirs resulted in a rapid iinrease in an interest in, not only protection, but also restoration of various aquatic ecosystems. Bad quality of their waters is caused mainly by fast and uncontrolled cultural eutrophication. Therefore, restoration activities are focused primarily on reduction or elimination of negative consequences of this process. This article is addressed to all interested in the treatment of “sick” aquatic environments and dedicated especially to officials of local government responsible for the good state of the natural environment of municipalities, county or the region. It presents the current slate ol knowledge on the theoretical basis of selected remediation techniques allowing long time reduction or temporary withdrawal of degradation processes of aquatic ecosystems. The authors focused mainly on biological treatments, which are relatively friendly to the environment, due to promotion and stimulation of natural biological and biogeochemical processes occurring in them. These technologies termed in the article as hydrobiotechnolongies. according to the authors, are the future of environmental engineering of inland aquatic environments in Poland and world- wide. The intention of the authors was also to convince the readers, who have no deep knowledge of biology, ecology and physico-chemistry of various water environments that effective treatments aimed at their restoration and revitalization arc commonly long-term, costly and still carrying a significant risk of failure. Diversified catchment parameters, morphometry and limnology of particular water bodies as well and the complexity ofphysico-chemic.il and biological processes occurring in them exclude use of simple and universal solutions to achieve significant and lasting improvement in their water quality. Moreover, they impose the necessity of careful preliminary diagnosis of the ecological conditions of each degraded ecosystem allowing to choose the optimal set of restoration procedures and later, need for permanent monitoring and active correction of potentially negative effects of their implementation by environmentalists-professionals.

Słowa kluczowe

PL

hydrobiotechnologia; jakość wody; zbiorniki wodne; rekultywacja

EN

water quality; water reservoirs; remediation

• Wydawca: Wydawnictwo 2K TECHNOLOGIE s.c.
• Czasopismo: Technologia Wody
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 5 (43)
• Strony: 31--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 41 poz., tab.

Twórcy

autor

Siuda W.

• Uniwersytet Warszawski, Instytut Botaniki, Zakład Ekologii Mikroorganizmów i Biotechnologii Środowiskowej

autor

Chróst R. J.

• Uniwersytet Warszawski, Instytut Botaniki, Zakład Ekologii Mikroorganizmów i Biotechnologii Środowiskowej

Bibliografia

• [1]Bakker E. S., Judith M., Sarneel J. M., Gulati R. D., Liu Z., Donk E. 2013: Restoring macrophyte diversity in shallow temperate lakes:biotic versus abiotic constraints. Hydrobiologia 710, 23-37.
• [2]Bańkowska A., Wasilewicz M. 2008: Przegląd działań realizowanych w celu poprawy stanu Jeziora Zdworskiego. Przegląd Naukowy. Inżynieria i Kształtowanie Środowiska 17, 80-90.
• [3]Bjôrk S. 1972: Swedish lake restoration program gets results. Amibio 1,153-165.
• [4]Klapper H. 2003: Technologies for lake restoration. Papers from Bolsena Conference (2002). Residence time in lakes: Science, Management, Education. J. Limnol. 62 (Suppl. 1), 73-90.
• [5]Ching-Tsan Tsai, Sih-Rong Chen, Chi- :Hung Hsieh 2008: The Micro Ecosystem Restoration Mechanism Applied for Feasible Research of Lakes Eutrophication Enhancement. World Academy of Science, Engineering and Technology 2,172-176.
• [6]Chróst R. J. 2014: Mikrobiologiczna bioremediacja zanieczyszczonych i zeutrofizowanych płytkich zbiorników wodnych. Wiadomości Hydrobiologiczne, 205,3-5.
• [7]Cooke G. D. 1982: Review of lake restoration techniques and an evaluation of harvesting and herbicides. W: Taggart J., Moore L. (red.): Lake Restoration, Protection, and Management. Proceedings of the Second Annual Conference North American Lake Management Society, October 26-29, 1982 Vancouver, British Columbia. US Environmental Protection Agency Washington, DC, 257-266.
• [8]Crispim M. C., Vieira A. C. B., Coel- ho S. F. M., Medeiros A. M. A. 2009: Nutrient uptake efficiency by macrophyte and biofilm: practical strategies for small-scale fish farming. Acta Limnol. Bras. vol. 21, nr 4, 387-391.
• [9]Fegan D. 2000: Beware of Panaceas. Ef-fectiveness of Many Products Hard to Assess. Global Aquacult. Advocate 3,11-11.
• [10]Gliwicz M. 1985: Eutrofizacja jezior ta-trzańskich - użyźnianie czy zarybianie? Wiadomości Ekologiczne 31, 351-390.
• [11]Gulati R. D., Van Donk E. 2002: Lakes in the Netherlands, their origin, eutrophication and restoration: state-of-the-art review. Hydrobiologia 478, 73-106.
• [12]Hosper S. H., Meijer M. L., Gulati R. D., Van Donk E. 2005: Biomanipulation in shallow lakes: concepts, case studies and perspectives. W: O’Sullivan P. E., Rey-nolds C. S. (red.): The Lakes Handbook, vol. 2.: Lake Restoration and Rehabilitation. Blackwell, Malden, MA, 462-482.
• [13]Huser B., Köhler S. 2012: Potential toxicity and chemical processes of aluminium additionfor sediment phosphorus control in Östhammarsfjärden. Institutionen for vatten och miljö, SLU, Rapport 2012:02, http://pub.epsilon.-slu.se/lo678/7/huse- r_b_k0hler_s_140212.pdf.
• [14]Janssen A. B. G., Teurlincx S., An S., Hense J. H., Paerl H. W., Mooij W. M. 2014: Alternative stable states in large shallow lakes? Journal of Great Lakes Research, http://www.sciencedirect.com/sciencece/article/pii/ S038013-3014001981.
• [15]Scheffer M., van Nes E. H. 2007: Shallow lakes theory revisited: various alternative regimes driven by climate, nutrients, depth and lake size. Hydrobiologia 584, 455-466.
• [16]Jędryka E., Maciejewski S. 2007: Rekultywacja Jeziora Zdworskiego. Część 2. Możliwości rekultywacji. Wiadomości Melioracyjne i Łąkarskie 50, 2.
• [17]Kajak Z. 1995: Eutrofizacja nizinnych zbiorników zaporowych. W: Zalewski M. (red.): Procesy biologiczne w ochronie i rekultywacji nizinnych zbiorników zaporowych. PIOŚ, Biblioteka Monitoringu Środowiska, Łódź, 33-41.
• [18]Kauppinen E. S. 2014: Trophic state of the Great Masurian Lakes system in the past, present and future - causes, mechanisms and effects of changes. Rozprawa doktorska, Uniwersytet Warszawski. https://depotuw.ceon.pl/bitstream/han- dle/item/467/Elsi%20Kauppinen%2o thesis.pdf?sequence=i.
• [19]Klapper H. 2003: Nutrient uptake efficiency by macrophyte and biofilm: practical strategies for small-scale fish farming. Papers from Bolsena Conference (2002). Residence time in lakes: Science, Management, Education, J. Limnol., 62 (Suppl. 1), 73-90.
• [20]Koton-Czarnecka M. 2001: Pętla mikrobiologiczna w ekosystemach jeziornych. Rozprawa doktorska. Uniwersytet Warszawski.
• [21]Maehl P. 2000: Poradnik rekultywacji jezior dla województwa Sonderjylland. Ramboll Danemark, Tonder.
• [22]Moss B., Madgwick J., Phillips G. 1996: A Guide to the Restoration of Nutrient-enriched Shallow Lakes Broads. Authority and Environment Agency, NRA, Norwich.
• [23]Norlin J. I., Bayley S. E., Ross L. C. M. 2005: Submerged macrophytes, Zooplankton and the predominance of low-over high-chlorophyll states in western boreal, shallow-water wetlands. Freshw. Biol. 50, 868-881.
• [24]Olem H., Flock G. 1990: Lake and Re-servoir Restoration Guidance Manual. Washington DC: North American Lake Management Society, 2nd Edition.
• [25]Opuszyński K. 1997: Wpływ gospodarki rybackiej, szczególnie ryb roślinożnych, na jakość wody w jeziorach. Biblioteka Monitoringu Środowiska, PIOŚ, Zielona Góra.
• [26]Opuszyński K. 1987: Sprzężenie zwrotne między procesem eutrojizacji a zmianami zespołu ryb. Teoria ichtioeutrofizacji. Wiadomości Ekologiczne 33, 21-30.
• [27]Phillips G. L. 2005: Eutropication of shallow temperate lakes. W: The Lakes Handbook, vol 2: Lake restoration and rehabilitation. O’Sullivan P. E., Rey-nolds C. S. (ed.), Blackwell Publishing, Oxford, UK, 261-278.
• [28]Pilgrim K. M., Brezonik P. B. 2005: Evaluation of the potential adverse effects of lake inflow treatment with alum. Lake and Reservoir Management 21, 78-88.
• [29]Prejs A. 1978: Eutrofizacja jezior a ich- tiofauna. Wiadomości Ekologiczne XXIV, 201-208.
• [30]Prejs A., Martyniak A., Boron S., Hli- wa P., Koperski P. 1994: Food web ma-nipulation in a small, eutrophic Lake Wirbel, Poland: effects of stocking with juvenile pike on planktivorous fish. Hydrobiologia 275/276, 65-70.
• [31]Prejs A., Pijanowska J., Koperski P., Martyniak A., Boron S., Hliwa P. 1997: Food web manipulationin a small, eutrophic
• Lake Wirbel, Poland: long-term changes in fish biomass and basic measures of water quality. A case study. Hydrobiologia 342/343, 383-386.
• [32]Reeders H. H., Bij de Vaate A. 1990: Zebra mussels (Dreissena polymorpha): a new perspective for water quality management. Hydrobiologia 200/201, 437-445.
• [33]Ross G., Haghseresht F., Cloete T. E. 2008: The effect of pH and anoxia on the performance of Phoslock®, a pho-sphorus binding clay. Harmful Algae 7, 545-550.
• [34]Reeders H. H., Bij de Vaate 1990: Zebra Mussels ("Dreissena polymorpha,): A new perspective for Water Quality Management. Hydrobiologia 200/201, 437-450.
• [35]Shapiro J., Lamarra V., Lynch M. 1975: Biomanipulation: an ecosystem approach to lake restoration. W: Brezonik P. L., Fox J. L. (eds.): Proceedings of a symposium on water quality management through biological control. University of Florida, Gainesville, Florida, USA, 85-96.
• [36]Song H.-L., Wei L., Lu X.-W., Nishimura O. 2010: An integrated ecological floating-bed employing plant, freshwater clam and biofilm carrier for purification of eutrophic water. Ecological Engineering 36, 382-390.
• [37]Sondergaard M., Jeppesen E., Laurs- den T. R., Skov C., Van Nes E. H., Roijac- kers R., Lammens E. H. R. R., Portielje R. 2007: Lake Restoration: successes, failures, and long term effects. J. Appl. Ecol. 44,1095-1105.
• [38]Wiśniewski R. 2000: Metody rekultywacji zbiorników wodnych - stan obecny i perspektywy. W: Ochrona i rekultywacja jezior. Materiały konferencyjne. Giziński A., Burak Sz. (red.): IV Międznarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna, Przysiek. Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Toruń, 21-39.
• [39]Wiśniewski R. 2013: Metody rekultywacji jezior wg koncepcji zespołu Uniwersytetu Mikołaja Kopernika. Wolsztyn 12.09.13. (prezentacja) http://www. wolsztyn.pl/zdjecia/strona/wiadomosci/ konferencja/i30920i3/prezentacje/4. pdf.
• [40]Wysujack K., Mehner T. 2002: Comparison ofłosses of ptanktivorous fish by predation and seine-fishing in a lake ubdergoing long-term biomanipulation. Freshw. Biol. 47, 2425-2434.
• [41]Valsamma J., Haseeb M., Ranjit S., Anas A., Bright Singh I. S. 2014: Shrimp Production under Zero Water Exchange Mode Coipled with Bioremediation and Application of Probiotics. J. Fish Internat. 9,5-14.