Rekultywacja kartuskich jezior polegała na usuwaniu osadów dennych z całego zbiornika i zastosowaniu fosforu. Jest to nowatorskie połączenie dwóch metod oczyszczania jezior opracowane przez naukowców z UWM. Wypróbowali je z powodzeniem na Jeziorze Karczemnym w Kartuzach. Zrobili to jako pierwsi na świecie. 

Woda jak ściek 

Jeziora kartuskie w połączeniu z urokliwą okolicą były kiedyś atrakcją miasta, letniskiem dla mieszkańców Trójmiasta. Niestety zostały kompletnie zatrute. Do 2018 r. płynęły do nich ścieki sanitarne i burzowe z miasta, a ponadto ścieki ze szpitala, lecznicy weterynaryjnej, stacji paliw, rzeźni, wytwórni wód i fabryki farb. Badania wykazały, że najbardziej zanieczyszczone było Jezioro Karczemne, do którego podłączono aż sześć kolektorów. Jeziora zamiast być atrakcją miasta, stały się problemem.  

– Stężenia związków fosforu i innych substancji w wodzie Jeziora Karczemnego były wielokrotnie wyższe niż bezpieczny poziom. Skład chemiczny jego wody był podobny do rozcieńczonych ścieków – tłumaczy dr hab. inż. Jolanta Grochowska, prof. UWM oraz kierowniczka Katedry Inżynierii Ochrony Wód i Mikrobiologii Środowiskowej na Wydziale Geoinżynierii UWM. 

W 2012 r. władze miasta zwróciły się do jej katedry, znanej z udanych rekultywacji już wielu jezior, w tym Kortowskiego i Długiego w Olsztynie, o pomoc w oczyszczeniu kartuskich akwenów.  

Badania z przerwami trwały kilka lat. Prowadził je zespół naukowców, któremu przewodziła prof. Jolanta Grochowska, a składający się jeszcze z dr hab. inż. Renaty Augustyniak-Tunowskiej, prof. UWM, dr hab. inż. Renaty Tandyrak i dr. inż. Michała Łopaty. Kortowscy naukowcy zalecili władzom miasta w pierwszej kolejności odcięcie dopływu ścieków sanitarnych i burzowych do jezior. Uczyniono to w 2018 r. poprzez modernizację sieci kanalizacyjnej w mieście. To jednak nie załatwiało sprawy. 

W mule na dnie Jeziora Karczemnego było tyle fosforu, metali ciężkich i innych związków chemicznych, że samo odcięcie ścieków nie uzdrowiłoby wody w jeziorze. Potrzebne były bardziej radykalne metody.  

Pionierska kuracja 

– Po wielu badaniach i naradach ustaliliśmy, że jezioro wymaga zastosowania dwóch metod rekultywacji: najpierw usunięcia z dna warstwy mułu, potem dodania nieszkodliwych dla środowiska koagulantów, czyli związków żelaza i glinu, które trwale zwiążą fosfor z wody i strącą go do pozostałych na dnie osadów. W ten sposób na dnie powstanie powłoka ochronna zabezpieczająca przed wypłukiwaniem szkodliwych substancji z mułu. Jako pierwsi na świecie połączyliśmy te dwie metody – wyjaśnia prof. Grochowska.  

– Zdecydowaliśmy się na unikatową technologię: usuwania osadów z dna całego jeziora. Przed nami na świecie odważyli się na to tylko Szwedzi w latach 70. XX w. na jeziorze Trummen – opowiada prof. Augustyniak-Tunowska. 

– Podzieliliśmy jezioro na 28 sektorów o różnej powierzchni i miąższości osadów do usunięcia. Część jeziora, na której prowadzono prace wydobywcze, była szczelnie odgrodzona kurtynami, aby zmącona podczas usuwania osadów woda nie rozchodziła się po całym jeziorze –  mówi dr Michał Łopata. 

Ta operacja zaczęła się w czerwcu 2020r.  

Pływający odkurzacz 

– Usuwaniem osadów z dna jeziora zajmował się refuler. To pływająca barka z mocną pompą do odsysania osadów. Działa w podobny sposób, jak odkurzacz. Zasysa osady z dna jeziora i przepompowuje je do rurociągu – tłumaczy dr hab. inż. Renata Tandyrak.  

W ten sposób refuler poletko po poletku „odkurzył” całe jezioro. Osady denne specjalnie na ten cel zbudowanym rurociągiem o długości 4 kilometrów płynęły do oczyszczalni ścieków. Zbudowano tu dla nich cały ciąg technologiczny. Były w nim odwirowywane, higienizowane, podsuszane i składowane. Część z nich została wykorzystana jako nawóz w rolnictwie, a część, która nie nadawała się do użycia, została poddana bioremediacji. To technologia usuwania zanieczyszczeń z gleby i wód podziemnych za pomocą żywych mikroorganizmów. Woda oddzielona od osadów płynęła do ciągu technologicznego oczyszczalni i przechodziła w niej cały proces oczyszczania.  

Refuler odessał aż 240 tys. m³ osadów. Zbierał z dna warstwę grubości średnio 75 cm, ale bywały miejsca, z których odsysał nawet 90 cm. Trwało to prawie dwa lata.  

Opracowana przez kortowskich naukowców metoda przewidywała następnie dodanie do wód jezior koagulantów. Stało się to pierwszy raz wiosną tego roku. Drugi nastąpi jeszcze tej jesieni.

Część pracy przy oczyszczaniu jeziora zespół z UWM scedował też na ryby drapieżne. Zadaniem szczupaków sandaczy i boleni jest przetrzebić ryby żywiące się zooplanktonem i bentosem (np. płocie lub inne ryby karpiowate), które zjadając zooplankton filtrujący wodę z fitoplanktonu wytwarzającego tlen, psują robotę naukowcom. Narybek drapieżników zamieszkał w jeziorach wiosną tego roku i sądząc po jego przyroście, można wnioskować, że dobrze rozumie swoje zadanie. 

Jeziora jak rekonwalescenci

– Metoda, którą postanowiliśmy zastosować w Kartuzach, jest nowatorska i logistycznie skomplikowana. Jeszcze nikt w Polsce nie odważył się „odkurzać” całego jeziora, po czym stosować koagulanty. Jesteśmy dobrej myśli i sądzimy, że po metodzie prof. Olszewskiego i jego „eksperymencie kortowskim” „odkurzanie dna” stanie się drugą kortowską specjalnością, która, jak ta pierwsza, upowszechni się w świecie – mówi prof. Augustyniak-Tunowska.  

Kartuskie jeziora, jak każdy rekonwalescent po ciężkiej chorobie, jeszcze bardzo długo będą musiały być monitorowane. Zepsuć wodę jezior jest łatwo, ale przywrócić jej równowagę biologiczną – to zadanie na lata. 

Oczyszczanie na medal

Pod koniec września 2023 r. w Kartuzach odbyła się sesja podsumowująca rekultywację. Nikt nie wątpił, że się udała. Naukowcy z UWM zbierali podziękowania i gratulacje.  

– Nam jednak największą satysfakcję przyniosło to, że już tego lata ludzie zaczęli pływać w Klasztornym Dużym. Nawet pani wiceburmistrz też w nim się kąpała. Za każdym razem, gdy tam się pojawialiśmy, a bywaliśmy naprawdę często, mieszkańcy dziękowali nam i mówili, że widać poprawę jakości wód – zapewniają naukowcy. 

Dziennik „Rzeczpospolita” kartuską rekultywację jezior nagrodził tytułem „Unijnej inwestycji 20-lecia”. Rekultywacja jezior kosztowała gminę Kartuzy ponad 60 mln zł. 51 mln zł dofinansowania pozyskano ze środków unijnych. 

Jesienią 2021 roku, czyli wtedy, gdy jeziora były jeszcze w złym stanie, bo rekultywacja była w toku, Kartuzy odwiedził prof. Miquel Lürling z Uniwersytetu w Wageningen w Holandii, guru środowiska naukowego zajmującego się rekultywacją jezior. Zapoznał się z technologią prowadzonych prac rekultywacyjnych i… wyjechał. Po krótkim czasie przysłał katedrze zaproszenie do współpracy. To otwiera przed nią jeszcze szersze wody... do oczyszczania, ale i te, na które mogą wypłynąć jako naukowcy.

Szczytno znów prosi o pomoc

Ostatnio o pomoc w ratowaniu jezior zwróciły się do Katedry Inżynierii Ochrony Wód i Mikrobiologii Środowiskowej władze Szczytna. Zaniepokoiło je ubywanie wody w obu miejskich jeziorach – Domowym Małym i Dużym. Naukowcy zaproponowali zasilenie ich wodami z kanalizacji burzowej po jej uprzednim oczyszczeniu. To już druga ich interwencja w tych jeziorach. Pierwsza, udana, dotyczyła oczyszczania wód.

Lech Kryszałowicz 

Kartuzy to 15-tysięczne miasto na Kaszubach, w województwie pomorskim. Jest malowniczo położone wśród lasów, a w jego granicach znajdują się aż cztery jeziora połączone kaskadowo ze sobą. Najwyżej położone jest Mielenko (7,8 ha powierzchni, maks. gł. 1,9 m), z którego woda płynie Klasztorną Strugą do Karczemnego (40 ha, maks. gł. 3,2 m). To jezioro z kolei łączy się z Klasztornym Małym (13,7 ha, gł. maks. 20 m). Ostatnie w tym ciągu jest Klasztorne Duże (57,5 ha, maks. gł.  8,5 m).

Metoda Olszewskiego (metoda kortowska) polega na zamknięciu jazem naturalnego odpływu powierzchniowego z jeziora, co umożliwia spiętrzenie wody w zbiorniku i tym samym wymuszenie samoczynnego odpływu wód naddennych poprzez ułożony na dnie rurociąg sięgający największej głębokości jeziora. Zamiast wody powierzchniowej, do odpływu odprowadzane są pozbawione tlenu i bogate w związki biogenne wody naddenne. Proces rekultywacji jest w tym przypadku długotrwały, ale za to przebiega bez nakładów energetycznych. Koszty są tu ograniczone jedynie do wybudowania na odpływie z jeziora zastawki piętrzącej i ułożenia rurociągu. Jest to pierwsza metoda rekultywacji zastosowana na świecie w skali technicznej. Pierwszy rurociąg został uruchomiony w Jeziorze Kortowskim w 1956 r. System ten działa do dzisiaj.