Czy da się określić poziom zanieczyszczeń, wykorzystując rośliny i zwierzęta? Badania związane z biomonitoringiem prowadzą naukowcy z Wydziału Inżynierii Środowiska PWr. Pozwala to m.in. sprawdzać i oceniać jakość powietrza, wody i gleby.

Biomonitoring to działania polegające na ocenie stanu środowiska i zmian zachodzących w ekosystemach. Tego typu obserwacje mogą być prowadzone za pomocą tzw. bioindykatorów, czyli określonych gatunków roślin (np. mchów i porostów), owadów czy ryb. Dzięki nim można ocenić m.in. zanieczyszczenie powietrza, wody czy gleby. Co ciekawe, do oceny jakości powietrza można także wykorzystać np. liście lub igły, sierść zwierząt, ptasie pióra czy sieć pająków.

Chociaż badania związane z rozwojem biomonitoringu były w Polsce prowadzone od wielu lat, to dopiero od 2004 r. takie projekty stały się „modne” i zaczęły się rozwijać dużo szybciej. Było to związane z przystąpieniem Polski do Unii Europejskiej i wprowadzeniem przepisów, które zmuszały nas do dostosowania metod oceny jakości środowiska do norm unijnych.

Biomonitoring lepszy niż zawansowane czujniki

Po co jednak wykorzystywać do tego organizmy żywe, skoro obecnie naukowcy mają do dyspozycji zaawansowane metody fizyczne, chemiczne i specjalistyczne czujniki?

– Okazuje się, że w tego typu badaniach nie ma jednak nic lepszego niż ocena reakcji żywego organizmu na zanieczyszczenia. Najprostszym przykładem niech będzie chwilowy zrzut ścieków do rzeki. Bardzo szybko ulega on rozproszeniu i trudno go wykryć. Jednak badając organizmy żyjące w osadzie dennym, które takiego skażenia mogą nawet nie przeżyć, jesteśmy w stanie stwierdzić, że do zatrucia rzeczywiście doszło – mówi dr hab. Justyna Rybak, prof. uczelni z Wydziału Inżynierii Środowiska.

W swojej pracy nasi naukowcy zajmują się przede wszystkim oceną jakości powietrza. Wykorzystują do tego m.in. pajęcze sieci, a swoje badania prowadzą zarówno na terenie miasta, jak i w zamkniętych pomieszczeniach. – We Wrocławiu jest jedynie kilka stacji badających jakość powietrza, a to nie wystarczy, by kompleksowo ocenić jego stan w całym mieście. Pajęcze sieci można natomiast wykorzystać niemal wszędzie, a to daje nam możliwość dotarcia do miejsc, które dotychczas nie były sprawdzane – wyjaśnia.

Najnowsze badania prowadzone są natomiast w okolicy Huty Miedzi „Legnica”, a dotyczą m.in. porównania skuteczności pajęczych sieci i porostów, które od wielu lat są jednym z najpopularniejszych bioindykatorów. Na stanowisku badawczym nasi naukowcy umieścili porosty pobrane ze Stobrawskiego Parku Krajobrazowego, które zostały przebadane pod kątem ewentualnych zanieczyszczeń oraz sieci pajęcze pobrane od hodowanych w laboratoriach pająków. Po trwających dwa miesiące obserwacjach okazało się, że na pajęczych sieciach skumulowało się dużo więcej metali ciężkich niż na porostach.

– Powtórne badania dały ten sam efekt. Oznacza to, że pajęcze sieci mogą być dużo bardziej skuteczne w wykrywaniu tego typu zanieczyszczeń niż stosowane dotychczas na szeroką skalę porosty – przyznaje prof. Justyna Rybak.

Jeszcze ciekawsze rezultaty przyniosły badania jakości powietrza w budynkach. Tym razem testy robione były w mieszkaniach we Wrocławiu, ale też domkach jednorodzinnych na Podlasiu. Nasi naukowcy wykorzystali w nich sieci nasosznika trzęsia, niewielkiego pająka z rodziny nasosznikowatych, którego często możemy spotkać w naszych domach i piwnicach.

– Ze względu na pandemię spędzamy w naszych domach dużo więcej czasu i nawet nie zdajemy sobie sprawy, z iloma wewnętrznymi źródłami zanieczyszczenia powietrza mamy na co dzień do czynienia. Począwszy od gotowania przez różnego rodzaju świeczki zapachowe, odświeżacze powietrza czy parujące lakiery, którymi pokryte są nasze meble – tłumaczy prof. Justyna Rybak. – Nasze badania wykazały obecność uderzającej ilości szkodliwych węglowodorów aromatycznych, takich jak np. benzopiren. Nikt tego nie monitoruje, a tymczasem wystarczyłaby próbka pajęczej sieci, żeby się dowiedzieć, czym tak naprawdę oddychamy w naszym domu – dodaje.

Nasi naukowcy zajęli się także analizą ulicznych pyłów pod kątem obecności w nich metali ciężkich i reakcji zwierząt na te związki. Do badań, które były prowadzone we Wrocławiu i Katowicach, wykorzystali małżoraczki, drobne skorupiaki żyjące m.in. w osadach dennych naszych rzek. Są one wrażliwe na zanieczyszczenie środowiska i jeśli ich larwy przestają się rozwijać, oznacza to obecność toksycznych cząstek w otoczeniu.

– W naszym kraju badania pyłów ulicznych nie były dotychczas prowadzone z wykorzystaniem bioindykatorów, a tymczasem okazało się, są one bardzo toksyczne i szkodliwe dla organizmów żywych. Związki metali ciężkich znaleźliśmy w próbkach z Wrocławia i Katowic, ale w tym drugim przypadku ich poziom był o wiele wyższy. Wyniki byłyby zapewne jeszcze gorsze, gdybyśmy badali również poziom związków organicznych – podkreśla prof. Justyna Rybak.

Szerokie perspektywy rozwoju

W Polsce technologie związane z biomonitoringiem są wykorzystywane głównie przez Wojewódzkie Inspektoraty Ochrony Środowiska do badania zanieczyszczenia wody. System BMWP-PL (Polski indeks biotyczny) jest bardzo mocno rozwinięty, oparto go na analizie bezkręgowców i został opracowany, aby dostosować metody biomonitoringu do systemów stosowanych w UE.Badania powietrza z wykorzystaniem bioindykatorów to jednak ciągle niezagospodarowana nisza.

– Nasze badania pajęczych sieci są unikatowe w skali kraju i mają bardzo szerokie perspektywy rozwoju. Chcielibyśmy dopracować stosowaną dotychczas metodę, ale także sprawdzić, czy da się wykorzystać sieci do oceny poziomu pestycydów czy pierwiastków promieniotwórczych – wyjaśnia prof. Justyna Rybak.

W przyszłości naukowcy chcieliby także m.in. sprawdzić, jak pająki radzą sobie z kumulacją zanieczyszczeń i porównać ich skład na sieciach z zawartością w ciele zwierzęcia.

mic