Zagrożenia dla mikrowarstwy powierzchniowej wody

Najbardziej groźne źródła degradacji hydrosfery to związki chemicz-ne, a najczęściej mieszaniny pochodzące z następujących źródeł:

• ścieki komunalne i przemysłowe lub szpitalne;

• wody kopalniane lub pochłodnicze przemysłowe i z energetyki;

• spływy powierzchniowe z terenów użytkowanych rolniczo lub z terenów przemysłowych oraz składowisk odpadów przemysłowych i komunalnych,

• zanieczyszczenia atmosferyczne – kwaśne deszcze, pyły przemysłowe;

• inne, np. powodzie lub zakwity sinicowe.

Każde z tych źródeł ma inny charakter zanieczyszczeń. Odprowadza inne substancje, gromadzi zużyte przez użytkowników zanieczyszczone wody, a w nich substancje i związki chemiczne, które wywierają wpływ na zagroże-nia powstające w częściach hydrosfery.

Bardzo groźnym źródłem zanieczyszczenia wody są leki z wysypisk lub ścieków szpitalnych bądź komunalnych, często zrzucane do rzek bez wcze-śniejszego oczyszczania. Zawarte w nich substancje, mimo że obecnie w niewielkich stężeniach rzędu – µg/l, utrzymują się trwale w środowisku

71 wodnym ze względu na ich ciągłe dostarczanie, działając na wiele pokoleń organizmów wodnych. W wodach powierzchniowych często można wy-kryć wiele substancji leczniczych, w tym antybiotyków³⁶, leków przeciw-bólowych i przeciwzapalnych, nasercowych β-blokerów, hormonów oraz promotorów wzrostu dodawanych do paszy zwierząt hodowlanych. Zanie-czyszczenia te zwane ksenobiotykami (gr. ksenos – obcy)³⁷, mają najczę-ściej budowę lipofilną i po przedostaniu się do wody kumulują się w organizmach wodnych, ulegają również degradacji i odłożeniu w osa-dach dennych, natomiast w najlżejszych formach chemicznych wypływają na powierzchnię mikrowarstwy powierzchniowej wody.

Równie groźnym składnikiem mikrowarstwy powierzchniowej są tok-syny sinicowe, zwane cyjanotoksynami. Stanowią one zanieczyszczenie typu wewnętrznego – autochtonicznego i wydzielane są przez specyficzne bakterie fotosyntetyzujące reprezentowane przezCyanophyta.

Tab. 2. Toksyny sinicowe wydzielane przezCyanophytai zagrożenia dla człowieka (tabela zmodyfikowana przez autorkę na podstawie źródła: Traczewska T.M.³⁸)

Załączona tabela przedstawia grupy toksyn i przedstawicieli sinic, które je wydzielają do wody. Toksyny sinicowe powodują czasami bardzo groźne objawy u ludzi kąpiących się w zbiornikach wodnych, w których sinice tworzą zakwity w postaci kożucha na powierzchni wody lub zatrucia zwie-rząt, które pojone są wodą z takich zbiorników.

Grupa toksyn

72

Podsumowanie

Mikrowarstwa powierzchniowa jest interfazą pomiędzy atmosferą, a wodami głębszymi i wraz ze swoimi fizyczno-chemicznymi właściwo-ściami tworzy specyficzną strefę życia w wodach słodkich i oceanicz-nych. Strefa ta narażona jest na działanie wiatrów, prądów, promieniowania słonecznego, opadów, zmiennej temperatury zarówno powietrza, jak i wody pod jej powierzchnią. Stanowi granicę, przez którą nieustannie zachodzi wymiana gazów, ciepła, rozproszonych cząsteczek oraz substancji chemicznych, czasami o działaniu szkodliwym i toksycz-nym (np. cyjanotoksyny) dla zasiedlającej ją biocenozy, zwanej neusto-nem. W neustonie dominują bakterie heterotroficzne, glony, grzyby wodne, protisty i drobny zooplankton, głównie wrotki i skorupiaki. Nie-kiedy na powierzchni mikrowarstwy wodnej ślizgają się większe formy zwierzęce, takie jak larwy lub formy imago:Gerris,Anopheles, Culexlub

Notonectaoraz pojawia się detrytus w formie tzw. „płatków śniegu”.

***

73 Ramowa Dyrektywa Wodna 2000, European Union and the Council of the European Union. Directive 2000/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 Octo-ber 2000, establishing a framework for Community action in the field ofwater policy. Of-ficial Journal ofthe European Communities L 327, s. 1–72.

Urban water Security research Alliance Effect of a Monalayer on Water Quality at the Air-Water Interface, P. Pittaway, V. Matveev, N. Stukey Water Loss project, www.urban-wateralliance.org.au, dostęp: 15.08.2013.

K. Banse,Pleuston and neuston: on the categories oforganisms in the uppermost pelagial – Int. Rev. ges. Hydrobiol., 1975, s. 439–447.

J. S Maki,The air–water interface as an extreme environment, (w:)Aquatic microbiology, an ecological approach, T. E. Ford (red.), Blackwell Scientific Publications, Boston 1993, s. 409–439.

T. Green, D. F. Houk,The removal oforganic surface films by raie, „Limnol. Oceanogr.”

1979, s. 966–970.

J. T. Hardy, K. A. Hunter, D. Calmet, i. in.,Report Group Biological effects ofchemical and radiative change in the sea surface, (w:):The sea surface and global change, P. S.

Liss, R. A. Duce (red.), Cambridge University Press, Cambridge 1997, s. 35–70.

Q. Gao, C. Leck, C. Rauschenberg, P.A. Matrai,On the chemical dynamics ofextracellu-lar polysaccharides in the high Artic surface microlayer – Ocean Sci,2012, www.ocean-sci.net/8/402/2012, s. 401–418, dostęp: 25.02.2014.

C. Freeman, M. A. Lock,The biofilm polysaccharide matrix: a buffer against changing organic substrate supply, „Limnol. Oceanogr.” 1995, s. 273–278.

J. S. Maki, M. Hermasson,The dynamics ofsurface microlayers in aquatic environments, (w:)The biology of particles in aquatic systems, R. S. Wotton (red.), Lewis Publishers, Boca Raton, Ann Arbor, London 1995, s. 161–181.

F. Dobson,Introductory physical oceanography, (w:)Air–sea exchange ofgases and par-ticles, S Liss., W. G. D. Slinn (red), Reidel Publishing Company, NATO ASI Series, Do-rdrecht, Boston, Lancaster, Series C. „Mathematical and Physical Sciences”1983, No.

108, s. 53–120.

M. Hermansson, S. Kjelleberg, T. K.Korhonen , T.A. Stenström,Hydrophobic and elec-trostatic characterization ofsurface structures ofbacteria and its relationship to adhesion to an air-water interface, „Arch. Microbiol” 1982, nr 131, s. 308–312.

G. Bratbak,Carbon flow in an experimental microbial ecosystem, „Mar. Ecol. Prog.” Ser.

1987, nr 36, s. 267–276.

W. Donderski, M. Walczak, Z. Mudryk, P. Skórczewski,The influence ofheavy metal ions on neustonic bacteria, „Baltic Coastal Zone” 1999, nr 3, s. 53–64; J. Antonowicz, 24-go-dzinny cykl zmian stężenia metali ciężkich w mikrowarstwie powierzchniowej wody jeziora Gardno, „Proceedings of ECOpole” 2007, Vol.1, No ½, s. 75–80; J. Antonowicz,Ołów i kadm w mikrowarstwie powierzchniowej wody płytkiego jeziora Dołgie Wielkie, „Proce-edingd of ECOpole” 2009, Vol. 3, No 1, s. 39–43; J. Antonowicz, J. Trojanowski,Kadm i mangan w mikrowarstwie powierzchniowej i wodzie podpowierzchniowej estuariowego jeziora Gardno,„Proceedingd ofECOpole” 2009, Vol. 3, No. 1, s. 45–50.

T. F. Bidleman, C. E. Olney,Chlorinated hydrocarbons in the Sargasso Sea atmosphere and surface water, „Science” 1973, nr 183, s. 516–518.

L. Falkowska, J.Bolałek,Nitrogen and phosphorus exchange in the air-sea contact zone,

„Oceanologia” 1991, nr 30, s. 47–56.

W. Akan Bassey ,Organochlorine pesticide residues in shellfishes and finfishes from Lagos Lagoon, „Thesis College ofScience&Technology Covenant University” 2011, s. 1–183.

K. Banse,Pleuston and neuston: on the categories oforganisms in the uppermost pela-gial, „Int. Rev. ges. Hydrobiol.” 1975, nr 60, s. 439–447.

1

74

I. Kostrzewska-Szlakowska,Mikrowarstwa powierzchniowa wód: charakterystyka I me-tody badań, „Wiad. Ekol.” 2003, t. XLIX, z. 3, s.183–203.

M. Walczak, W. Donderski, Z. Mudryk, P. Skórczewski,Aromatic hydrocarbon decompo-sition by neustonic bacteria. I. Single-ring hydrocarbon biodegradation, „Pol. J. Environ.

Stud.” 2000, nr 9, s. 471–474.

J. N. Sieburth, P. J. Wilis, K. M. Johnson, i in.,Dissolved C. M. organic matter and hete-rotrophic microneuston in the surface microlayers ofthe North Atlantic,„Sciences” 1976, nr 194, s. 1415–1418.

A. F. Carlucci, D. B. Craven, S. M. Henrichs,Surface-film microheterotrophs: amino acid me-tabolism and solar radiation effects on their activities, „Mar. Biol.” 1985, nr 85, s.13–22.

V. Tsyban,Marine bakterioneuston, „J. Oceanog. Soc. Japan” 1971, nr 27, s. 56–66.

M. Hermansson, S. Kjelleberg, T. K. Korhonen, T.A Stenström,Hydrophobic and electro-static characterization ofsurface structures ofbacteria and its relationship to adhesion to an air-water interface, „Arch. Microbiol.” 1982, nr 131, s. 308–312.

J. N. Sieburth ,Microbial and organic–chemical processes in the surface and mixed lay-ers, (w:)Air–sea exchange ofgases and particles, P. S Liss, W. G. N. Slinn (red.) NATO ASI Series, Dordrecht, Boston, Lancaster, Series C. „Mathematical and Physical Scien-ces” 1983, No. 108, s. 121–172.

P. Weiss, B. Schweitzer, R. Amann, M. Simon,Identification in situ and dynamics ofbac-teria on limnetic organic aggregates (Lake Snow), „Appl. Environ. Microbiol.” 1996, nr 62, s. 1998–2005.

J. T. Hardy, K. A. Hunter, D. Calmet, i in.,Report Group – Biological effects ofchemical and radiative change in the sea surface, (w:)The sea surface and global change, P. S.

Liss, R. A. Duce (red.), Cambridge University Press, Cambridge 1997, s. 35–70.

I. Kostrzewska-Szlakowska,Air-water interface in lakes: relations to in-lake trophism,

„Verh. Int. Verein. Limnol.” 2000, nr 27, s.1871–1874.

A. Hillbricht-Ilkowska, I. Jasser, I. Kostrzewska-Szlakowska,Air-water interface: dyna-mics ofnutrients and picoplankton in the surface microlayer ofa humic lake, „Verh. Int.

Verein. Limnol.” 1997, nr 26, s. 319–322.

J. T. Hardy, C. W. Apts,Photosynthetic carbon reduction: high rates in the sea–surface microlayer, „Mar. Biol.” 1989, nr 101, s. 411–417.

A. Södergren,Role ofaquatic surface microlayer in the dynamics ofnutrients and organic compounds in lakes, with implications for their ecotones, „Hydrobiologia” 1993, nr 251, s. 217–225.

D. J. Carlson,Phytoplankton in marine surface microlayers, „Can. J. Microbiol.” 1982, nr 28, s. 1226–1234.

S. A. Crow, D. G. Ahearn, W. L. Cook, A. W. Bourquin,Densities ofbacteria and fungi in coastal surface films as determined by a membrane–adsorption procedure, „Limnol. Oce-anogr.” 1975, nr 20, s. 644–645.

N. Ricci, F. Erra, A. Russo, R. Banchetti,The air-water interface: a microhabitat for hy-potrichous settlers (Protista, Ciliata), „Limnol. Oceanogr.” 1991, nr 36, s. 1178–1188.

K. Banse,Pleuston and neuston: on the categories oforganisms in the uppermost pela-gial, „Int. Rev. ges. Hydrobiol.” 1975, nr 60, s. 439–447.

M. Guthrie,Animals ofthe surface film , Naturalists’Handbooks 12, Richmont Publishing Co. Ltd., Slough 1989.

Sosak-Świderska,Green chemistry and bioethics in ecotoxicologacal studies, (w:)A Holi-stic Approach to Environmental Conservation, R.F. Sadowski, J. Tomczyk (red.), Wyd.

UKSW, Warszawa 2008, s. 89–103.

Sosak-Świderska,Ekotoksykologia – Uniknąć samozagłady, „Akademia” 2010, nr2 (22), s. 39–41 T.M. Traczewska,Wpływ bioróżnorodności środowiska wodnego na właściwości organo-leptyczne wody, „Ochr. Środ. Rok 27”, 2005, Vol. 4, s. 13–18.

18

75