Biološki i kemijski procesi sedrenja

Sedrene barijere su za Nacionalni park Plitvička jezera jedinstvena univerzalna vrijednost zbog koje je ovo područje upisano na Listu svjetske prirodne baštine UNESCO-a. Nastale u vrlo dinamičnom procesu koji uključuje kemijske i biološke reakcije, sedrene barijere omogućile su stvaranje kaskadnog jezerskog sustava, a provedenim istraživanjem imali smo priliku zaviriti dublje u ovaj zanimljivi proces i pokušati razjasniti stvaranje sedre.

Istraživanje je provedeno od strane Instituta Ruđer Bošković u trajanju od 2019. godine do 2023. godine kada je primljeno Završno izvješće. U navedenom razdoblju provedene su mnogobrojne analize kako na terenu tako i u laboratoriju, a poseban dio istraživanja obuhvatio je pripremu umjetne krške vode kako bi se odredila pokretačka sila procesa taloženja ili sedrenja. Od posebnog interesa bilo je i utvrditi moguća inhibitorna djelovanja organskih molekula i fosfata na proces sedrenja. Terenski rad proveden je na 5 lokacija protočnih staništa (Matica, Prošće, Kozjak, Kaluđerovac i Novakovića brod) na kojima je određen kemijski sastav vode kroz koncentracije kationa i aniona te pH vrijednost i temperatura vode. Na ovim lokacijama ujedno su se postavile podloge za mjerenje osedravanja (predmetna stakalca).

Koncentracije karbonatnih i kalcijevih iona u vodi ukazale su na smanjene vrijednosti niz sliv: najviše su zabilježene na rijeci Matici (slaba mineralizacija odnosno taloženje kalcijevog karbonata zbog nižeg pH pa je više ovakvih iona u vodi), a najniže na lokaciji Novakovića brod gdje je intenzivno taloženje i više su vrijednosti pH. Prema prikupljenim i analiziranim podacima s umjetnih podloga, utvrđeno je kako je sedrenje najsporije u razdoblju od studenog do ožujka, a najizraženije u ljetnom razdoblju (od lipnja do kolovoza). Ujedno je na podlogama utvrđena dominantna zastupljenost kalcita te su putem elektronske mikroskopije promatrani kristali kalcita koji su međusobno srasli, ali se njihova morfologija ipak razlikuje od lokacije do lokacije. Taloženje se odvija brzo i već nakon 14. dana stakalca budu pokrivena kristalima, ali i dijatomejama odnosno algama kremenjašicama među kojima dominiraju vrste Cyclotella sp., Navicula sp., Cymbella sp. i druge.

Pokusi spontanog taloženja iz umjetne krške vode prema predlošku i kemijskom sastavu vode s Novaković broda imali su za cilj pratiti proces nukleacije (stvaranja kristalnih jezgri) kalcijevog karbonata uz određivanje morfologije kristala. Uočeno je formiranje tri različita polimorfa kalcijevog karbonata: kalcit, aragonit i vaterit s različitim udjelima ovisno o temperaturi i miješanju otopine. Polimorfi se odnose na kristale koji imaju isti kemijski sastav, ali različitu kristalnu građu.

Dodatkom magnezijevih, fosfatnih, polifosfatnih iona te huminske i fulvinske kiseline, uočeno je da povećane koncentracije ovih aditiva povećavaju i udio kalcita koji postaje dominantni kristal.