Profesorowi Maciejowi Zalewskiemu jednego nie sposób odmówić: entuzjazmu. Naukowiec z Łodzi, zanim przejdzie do rozmowy na temat jednego ze swoich patentów, z rozmachem kreśli wizję zupełnie nowej filozofii ochrony środowiska. Takiej, która łączy w sobie różne dziedziny wiedzy, gdyż wymaga tego niesamowita złożoność i współzależność procesów zachodzących w przyrodzie – a także komplikujący wszystko jeszcze bardziej wpływ człowieka. Szczególnie jeśli chodzi o ochronę wód.

– Woda jest kluczową siłą napędową dla środowiska przyrodniczego, stąd nazywamy to podejście ekohydrologią. Mogę z czystym sumieniem powiedzieć, że to nasza polska specjalność – mówi profesor. Dzięki niemu udało się zamienić jedną z łódzkich rzek – Sokołówkę – z betonowego ścieku w naturalną strugę otoczoną terenem zielonym. To w ramach tego projektu powstał sekwencyjny system podczyszczania wody deszczowej (która zasila Sokołówkę) opracowany przez prof. Zalewskiego wraz ze współpracownikami z Katedry Ekologii Stosowanej na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego: dr. Tomaszem Jurczakiem, dr Iwoną Wagner oraz dr. Zbigniewem Kaczkowskim.

Skąd pomysł, aby zająć się właśnie deszczówką? – Opady będą stanowiły dla miast coraz większy problem. Wraz z ocieplaniem się klimatu opady stają się rzadsze, ale za to bardziej gwałtowne. W normalnych warunkach deszczówka, która niesie ze sobą zanieczyszczenia miejskie, trafia do oczyszczalni. Lecz gdy wody jest za dużo, uruchamiany jest kanał obejścia, który odprowadza opady prosto do rzeki, aby chronić oczyszczalnię. A zaprojektowany przez nas system uzupełniający może temu przeciwdziałać – tłumaczy Zalewski.

Sekwencyjny system podczyszczania wody deszczowej doskonale nadaje się do ochrony niedużych zbiorników wodnych na terenie miast, a także lokalnych rzek. Zanieczyszczenia niesione z deszczówką powodują często bowiem, że nie nadają się one do retencjonowania czy działalności rekreacyjnej. Jeśli woda w takim zbiorniku zanieczyszczona jest fosforem, w efekcie może dojść do zakwitu sinic, które wydzielają szkodliwe dla człowieka toksyny.

Opracowane przez naukowców z Łodzi rozwiązanie składa się z trzech elementów. Pierwszym jest osadnik, w którym deszczówka oczyszczana jest z niesionego wraz z nią piachu i zawiesiny organicznej. Tutaj przepływ deszczówki jest spowalniany, a dzięki zastosowaniu lameli (nachylonych płyt) niesione wraz z nią piach i zawiesina szybciej opadają na dno. Następnie woda napotyka na barierę geochemiczną – wał usypany z kamieni, poprzetykany warstwami geowłókniny, czyli specjalnych materiałów wykorzystywanych np. do uszczelniania zbiorników wodnych. Geowłókniny dobrane są pod takim kątem, aby spełniały konkretne zadania. Na pierwszej z nich mieszkają bakterie, które zajmują się wychwytywaniem fosforu – pierwiastka, który sprzyja rozwojowi sinic i powstawaniu zakwitów. Druga z kolei uwalnia powoli specjalne substancje, które wytrącają fosfor z wody.

Trzecim elementem systemu jest mieszanka roślin dobranych pod kątem redukcji zawartości fosforu (a także azotu), tj. pałka wodna, trzcina pospolita, mozga czy kosaciec. Rośliny te przy okazji tworzą mały ekosystem, w który rozwijać się będzie dodatkowo wspomagający biofiltracje zooplankton. Dzięki roślinności system staje się również atrakcyjny, bowiem nie jest typową, hydrotechniczną budowlą z betonu, ale przypomina skryte w zagajniku oczko wodne.

Bezsprzeczną zaletą rozwiązania jest jego elastyczność. Zarówno rozmiary, jak i formę oraz ułożenie przestrzenne poszczególnych elementów można kształtować w zależności od potrzeb i warunków terenowych. Dzięki temu rozwiązaniu Sokołówka może być w bezpieczny sposób zasilana wodami z opadów; w wyniku zastosowania systemu udało się zmniejszyć o 90 proc. zawiesinę, a o ponad połowę zanieczyszczenie fosforem i azotem. Co więcej, prof. Zalewski wraz ze współpracownikami kontynuuje prace nad podniesieniem efektywności systemu.

Ekohydrologia służy nie tylko środowisku, ale może być wykorzystywana do jego rewitalizacji. Sokołówka dzięki m.in. kaskadzie małych zbiorników zaporowych ze smutnego ścieku zamieniła się w atrakcyjny teren rekreacyjny. A dzięki zastosowaniu systemu sekwencyjnego doczyszczania w kilku miejscach górnej części dorzecza Bzury udało się przywrócić funkcje rekreacyjne kompleksowi zbiorników wodnych na terenie łódzkiego lasu miejskiego Arturówek.

Sam wynalazek jest efektem wielu lat gromadzenia wiedzy dotyczącej mechanizmów zachodzących w rzekach. Profesor Zalewski badał więc na przykład, w jaki sposób naturalne cieki radzą sobie z różnymi zanieczyszczeniami. Potem starał się badać te procesy w warunkach kontrolowanych w stacji terenowej Uniwersytetu Łódzkiego. Naukowiec mówi, że na pomysł takiego podejścia do sprawy wpadł wiele lat temu w trakcie wyjazdu naukowego do Kanady, gdzie miał okazję pracować przy projekcie mającym na celu wyjaśnienie spadku populacji łososia w rzekach wpadających do Atlantyku. Problemem była wtedy odpowiedź na pytanie: dlaczego w niektórych z nich liczba ryb spadła bardziej, a w innych mniej?

Zwieńczeniem tych wieloletnich badań jest właśnie ekohydrologia. – Kiedyś ochrona środowiska była pasywna, to znaczy uważano, że jej zadaniem jest niedopuszczenie do degradacji już istniejących zasobów, np. ochrona lasów. Potem pojawiło się podejście aktywne, to znaczy próba takiego kształtowania środowiska, aby zapewnić możliwość bezpiecznego korzystania przez człowieka. Ekohydrologia, integrując wiedzę z różnych dyscyplin nauk o środowisku, stawia na harmonizację potrzeb społeczeństwa z potencjałem przyrodniczym na podstawie analizy procesów zachodzących w ekosystemie, tak aby zrozumieć, w jaki sposób człowiek na niego wpływa – od makrozjawisk, jak dynamika klimatu, aż do poziomu biologii molekularnej i wpływu na obieg pierwiastków – mówi profesor. Do takiej wizji uczony przekonuje chociażby na forum Organizacji Narodów Zjednoczonych, gdzie w ramach UNESCO współpracuje z instytutami z Francji, Niemiec, USA, Chin, Etiopii, Słowacji, Indonezji, Japonii.

Naukowiec jest przekonany, że tylko takie podejście pozwoli nam przeżyć na ziemi w warunkach dynamicznie rosnącej liczby ludności. Człowiek swoją działalnością zaburza bowiem obieg wody w przyrodzie, który sprzężony jest z obiegiem węgla, azotu fosforu (a więc produkcją biomasy). Jeśli te dwa zazębiające się koła zatrą się, staniemy w obliczu katastrofy. Chyba że bardziej całościowo spojrzymy na otaczającą nas przyrodę.