PAN informacje

„Na wodę musimy patrzeć kompleksowo i właściwie gospodarować naszymi zasobami od wód podziemnych po opadowe, bo ma to kluczowe znaczenie dla społeczeństwa i gospodarki”, mówi prof. Paweł Rowiński, wiceprezes PAN, specjalista w zakresie hydrodynamiki środowiskowej i hydrologii. O znaczeniu i wadze tego surowca naturalnego przypomina obchodzony co roku 22 marca Światowy Dzień Wody.

Zdjęcie: prof. Paweł Rowiński. Źródło: Polska Akademia Nauk

Zrównoważone gospodarowanie wodą jest jednym z poważniejszych wyzwań współczesnego świata. O roli wody i zagrożeniach związanych z jej brakiem rokrocznie przypomina Światowy Dzień Wody, ustanowiony przez Zgromadzenie Ogólne ONZ.

Polska Akademia Nauk od wielu lat zajmuje się badaniami procesów zachodzących w środowisku wodnym i rozwiązywaniem problemów, które stają się coraz dotkliwsze w Polsce i na świecie. Prof. Paweł Rowiński, wiceprezes PAN specjalizujący się w hydrodynamice środowiskowej i hydrologii opowiada o różnych wodzie w różnych ujęciach.

Każdego roku Polska Akademia Nauk organizuje 22 marca konferencję naukową poświęconą problematyce, nawiązującej każdorazowo do innego hasła obchodów Światowego Dnia Wody. Panie profesorze, co jest motywem przewodnim w tym roku?

Ochrona podziemnych zasobów wody będzie tematem wiodącym w tegorocznych obchodach tego święta. To jest zagadnienie o kluczowym znaczeniu również w przypadku Polski, ponieważ ponad 70 proc. wody w sieci wodociągowej pochodzi z ujęć głębinowych, a jedynie 30 proc. z ujęć powierzchniowych. W miarę nasilania się zmian klimatu to będzie istotne źródło zaopatrzenia w wodę na świecie. Tym cennym surowcem musimy zarządzać w sposób zrównoważony i kompleksowy. Obchody Światowego Dnia Wody łączą się zawsze z wydaniem raportu przez USESCO, dotyczącego konkretnego problemu. Tym razem będzie mowa o znaczeniu wód podziemnych dla naszego życia i gospodarki wodnej w skali globalnej. My zawsze przedstawiamy ten światowy raport w porozumieniu z UNESCO, ale jego premiera będzie w czasie Światowego Dnia Wody. Nie możemy jeszcze powiedzieć, co dokładnie będzie w tym raporcie, ponieważ szczegóły poznamy 22 marca w czasie konferencji organizowanej przez PAN. Natomiast, na pewno wykorzystamy tę konferencję, żeby pokazać jak ważnym problemem jest stan zasobów wodnych w Polsce. W przypadku wód powierzchniowych w Polsce roczne zasoby wód na mieszkańca są trzykrotnie mniejsze niż średnio innych krajach Unii Europejskiej, ale szczęśliwie rezerwy wód podziemnych są dość znaczne.

Nie wszyscy podzielają ten pogląd, że mamy tak skromne zasoby wód w Polsce. Z czego wynikają te różnice?

Polska jest krajem deficytowym w wodę i musimy sobie z tego zdawać sprawę. Odczuwamy to szczególnie w okresach suszy, kiedy tej wody mamy naprawdę mało. Niejednokrotnie obserwowaliśmy wysychające studnie czy Wisłę przy bardzo niskich stanach wód. Mamy różne wskaźniki oceny, ile wody przepływa przez nasz kraj w przeliczeniu na jednego mieszkańca w ciągu roku. Jeden z nich mówi, że to jest 1600 m³ na osobę rocznie. To jest wielkość krytyczna, potwierdzająca poważny deficyt wody. Czasem w mediach pojawiają się zestawienia porównujące pod względem zasobów wody Polskę z Egiptem, ale to nie jest prawdą, ponieważ nie uwzględnia się w tych obliczeniach wody jaką mamy np. w jeziorach. Mazury są bardzo dużym rezerwuarem, a zatem woda, która jest zachowana w krajobrazie, też ma pewne znaczenie. Do tego dochodzą też wody podziemne, których zasoby w Polsce są przyzwoite, dlatego nie ma dramatu. Trzeba jednak korzystać z wody w sposób kontrolowany, a to wymaga odpowiednich regulacji prawnych. Jeśli chodzi natomiast o wody powierzchniowe, to jesteśmy z pewnością krajem deficytowym i musimy o tym pamiętać.

Wody powierzchniowe, a właściwie procesy zachodzące w rzekach są przedmiotem badań naukowych pana profesora. Na czym konkretnie polegają te badania?

W Instytucie Geofizyki PAN zajmuję się stosunkowo nową dziedziną wiedzy, hydrodynamiką środowiskową. Jest to dyscyplina czerpiąca garściami z klasycznej mechaniki płynów, fizyki ośrodków ciągłych, teorii równań różniczkowych, ale w celu opisu zjawisk zachodzących w wodach naturalnych. Ziemia, woda i powietrze, ale również i życie biologiczne stanowią pewnego rodzaju kontinuum środowiskowe. Te wszystkie składowe kontinuum dynamicznie oddziaływają na siebie. To znaczy, że na środowisko należy patrzeć jak na spójną całość (lub jak na zintegrowany system) i tak je staramy się traktować w hydrodynamice środowiskowej. Swoje badania koncentruję na zrozumieniu procesów związanych m.in. z ruchem wody w rzece, która podlega bardzo intensywnym zawirowaniom. Woda w rzece porusza się ruchem turbulentnym, a turbulencja to złożenie tych wszystkich zawirowań, innymi słowy chaotycznych ruchów nałożonych na główny kierunek przepływu. Turbulencja jest to jeden z najmniej rozpoznanych jeszcze problemów w nauce. W badaniach prowadzonych razem z moimi współpracownikami skupiamy się na różnego rodzaju eksperymentach w rzekach o bardzo odmiennych cechach. Nie ma bowiem dwóch takim samych rzek. Każda różni się kształtem, wielkością, budową podłoża i stopniem pokrycia danego terenu przez szatę roślinną. Panuje w nich inny reżim hydrologiczny. Badamy przemieszczanie się w rzekach rumowiska oraz różnego rodzaju zanieczyszczeń, w tym ostatnio również cząsteczek mikroplastiku. Wcześniej skupialiśmy się na tzw. badaniach znacznikowych, polegających na symulacji awarii przez umieszczenie w rzece bezpiecznego barwnika i obserwowanie gdzie osiądzie, jak długo pozostanie w rzece. Te badania są prowadzone są na pograniczu wielu dyscyplin naukowych, wymagają zaawansowanej aparatury i logistyki. Nie jest to porównywalne do badania własności chemicznych i biologicznych wody, gdzie pobrane próbki są później analizowane w laboratoriach, ale jest to mierzenie się z wieloma problemami w trudnym niejednokrotnie terenie. Te odmienne uwarunkowania utrudniają często dokonywanie jednolitych pomiarów i analiz, ale są niezbędne do zrozumienia tych wszystkich zjawisk zachodzących w rzekach. Chcę podkreślić, że wiele szczegółowych eksperymentów prowadzimy również w kanałach laboratoryjnych.

Do czego służą te badania?

Te badania są kluczowe do przygotowania odpowiednich modeli matematycznych i programów komputerowych mogących służyć do symulacji przepływu i rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń i substancji rozpuszczonych w wodzie. Finalnie, mogą również służyć do opracowywaniu strategii gospodarowania wodą, w tym także do przygotowania scenariuszy postępowania na wypadek awarii czy katastrof, w których toksyczne lub niepożądane substancje dostaną się do zbiorników wodnych. Wyniki badań wykorzystywane są w wielu krajach do budowy systemów, które pozwalają przygotować się do sytuacji awaryjnych. Przykładowo na Renie w Niemczech takie modele są stosowane do przewidywania skutków różnego rodzaju awarii. Gdybyśmy mieli taki operacyjny model pracujący dla Wisły, potrafilibyśmy dokładnie określić skutki awarii układu przesyłowego do warszawskiej oczyszczalni ścieków Czajka, do której doszło pod koniec sierpnia 2019 roku. Nie tworzyłoby się mitów o gigantycznych skażeniu, ponieważ to dezinformuje społeczeństwo Każda większa rzeka w Polsce, powinna mieć taki model zbudowany, z którego odpowiednie służby powinny korzystać i przekazywać społeczeństwu rzetelne informacje, jak również właściwie reagować na zjawiska ekstremalne.

Polskie służby korzystają z tej wiedzy uczonych i modeli matematycznych? 

Na razie trudno jest nam przekonać praktyków i decydentów, aby korzystali z wyników badań prowadzonych w różnych ośrodkach naukowych i powstałych modeli matematycznych. Uwzględnienie aktualnego stanu wiedzy z pewnością uchroniłoby to nasz kraj przez wieloma problemami związanymi z zanieczyszczeniem wód, niedoborem wody w okresach suszy, niszczącymi skutkami podtopień i powodzi czy nieodpowiednią jakością ekosystemów wodnych. To są poważne problemy, których rozwiązanie wymaga zintegrowanych działań uwzględniających procesy biologiczne, hydrologiczne, społeczne i gospodarcze, którymi zajmujemy się w PAN. Na wodę musimy patrzeć kompleksowo i właściwie gospodarować naszymi zasobami od wód podziemnych po opadowe, bo ma to kluczowe znaczenie dla społeczeństwa i gospodarki. Ubolewam, że brakuje nam sojuszników wśród decydentów, którzy korzystaliby z naszej wiedzy. W ubiegłym roku Polska Akademia Nauk wraz ze swoim Instytutem Geofizyki PAN i wspólnie z SGGW, był gospodarzem światowego Kongresu Wody pod auspicjami międzynarodowej organizacji IAHAR, International Association for Hydro_Environment Enginiering and Reaserch. Jako wiceprezes europejskiego oddziału IAHAR, przekonałem najwybitniejszych ekspertów z dziedziny gospodarowania wodami, żeby taki Światowy Kongres odbył się po raz pierwszy w Polsce. Współorganizatorem kongresu była agenda UNESCO, ta sama, która co roku wydaje raporty na Światowy Dzień Wody. Wzięło w nim udział ponad 500 uczestników, ale niestety z Polski nie było ani jednego przedstawiciela resortów ani agencji zarządzających wodami. Szkoda, bo prezentowaliśmy w czasie tego kongresu najlepsze metody gospodarowania wodą, najnowsze technologie, techniki i trendy hydrologii na świecie, w tym nowoczesne rozwiązania inspirowane przyrodą. Mnóstwo jest takich metod, które prowadzą do ograniczania niedoborów wody, sposobów jej oczyszczania, racjonalnego gospodarowania wodą, ale decydenci w Polsce nie wykazują większego zainteresowania tymi rozwiązaniami. Powiązanie świata nauki i praktyki nie jest naszą mocną stroną, może dlatego mamy tyle problemów w tej dziedzinie.

Nie tylko deficyt wody w Polsce jest problemem, ale także jej jakość. Komisja Europejska wniosła ostatnio skargę przeciwko Polsce do Trybunału Sprawiedliwości Unii Europejskiej za nieprzestrzeganie wymaganych standardów czystości wód. Czy naprawdę ich nie przestrzegamy, pomimo rozbudowanej infrastruktury, która znacząco ograniczyła zrzut ścieków do rzek i innych akwenów?

Komisja Europejska zarzuciła Polsce nieprzestrzeganie dyrektywy dotyczącej oczyszczania ścieków komunalnych, ponieważ ponad 1000 miejscowości nie ma systemu zbierania ścieków. Państwa członkowskie Unii Europejskiej są zobowiązane do rygorystycznego przestrzegania tego wymogu. Ten problem jest na pewno bardzo złożony, ale statystyki pokazują, że jakość wód w Polsce nie jest najlepsza. Wystarczy przejrzeć dane GUS, które mówią, że ponad 90 proc. jednolitych części wód powierzchniowych nie osiąga stanu dobrego. Innymi słowy co najmniej jeden z ocenianych wskaźników, takich jak przejrzystość wody, zawartość tlenu rozpuszczonego, zawartość chlorków azotu, fosforu (jest tych wskaźników kilkadziesiąt) przekracza dopuszczalne normy. Przez ostatnie 30 lat wiele się zmieniło na korzyść dzięki nowoczesnej infrastrukturze, ale wciąż nie wszystkie mniejsze miejscowości mają oczyszczalnie ścieków i rozbudowaną sieć sanitarną. Mamy też bardzo dużo miejsc, gdzie dokonuje się niekontrolowanego zrzutu ścieków do wód powierzchniowych. Rzeki są zanieczyszczane przez przemysł, wysoko zmineralizowane wody kopalniane z olbrzymimi ładunkami soli, awarie systemów wodno-ściekowych, zanieczyszczenia rolnicze. Wciąż pojawiają się też nowe rodzaje zanieczyszczeń, tj. mikroplastiki czy też farmaceutyki. W sporadycznych badaniach obserwuje się, że analizowane hormony, antybiotyki są w stężeniach powyżej granicy wykrywalności. Przykładowo środki antykoncepcyjne, które trafiają do rzek wpływają na zdolności reprodukcyjne ryb i mają niezwykle szkodliwy wpływ na ekosystem. Jeżeli nie zmienimy swoich nawyków i będziemy zanieczyszczać nasze akweny, to konsekwencje dla środowiska przyrodniczego, a także dla ludzi będą dramatyczne. Światowy Dzień Wody jest doskonałą okazją, żeby przestrzegać przed skutkami nieodpowiedzialnych zachowań, które mają destrukcyjny wpływ na środowisko i wskazywać na rolę nauki, która powinna odegrać kluczową rolę w rozwiązywaniu najważniejszych problemów ekologicznych.

Z prof. Pawłem Rowińskim rozmawiała Jolanta Czudak

Konferencja PAN „Wody podziemne. Ukryte źródła” odbędzie się 22 marca 2022 r. Można dołączać online. Agenda i rejestracja na stronie konferencji.

prof. Paweł Rowiński – wiceprezes Polskiej Akademii Nauk. Związany z Instytutem Geofizyki PAN. Hydrolog i hydrodynamik. Interesują go: modelowanie matematyczne, badanie eksperymentalne procesów hydrologicznych oraz hydrofizycznych, turbulencja rzeczna i procesy transportowe oraz zmiany klimatyczne. Wiceprzewodniczący europejskiego oddziału Międzynarodowego Stowarzyszenia Inżynierii i Badań Wodno-Środowiskowych IAHR

Źródło: Liderzy Innowacyjności; wywiad ukazał się w marcowym wydaniu miesięcznika ekologicznego „AURA”