Czysta woda stanowi podstawę życia na Ziemi i jest niezbędna dla zdrowia ludzi oraz równowagi ekosystemów. Niestety, zanieczyszczenia wód rosną w zastraszającym tempie na całym świecie. Według danych globalnych, ponad 80% wód ściekowych nie jest odpowiednio oczyszczanych przed wprowadzeniem ich do środowiska, co prowadzi do poważnych zagrożeń zdrowotnych i masowej utraty bioróżnorodności. Współczesne technologie, w tym drony, oferują innowacyjne rozwiązania do skutecznego monitorowania i ochrony naszych zasobów wodnych.
„Bez drona miałbym ciężko wykonywać moją pracę. Ja sobie nie wyobrażam, jak wcześniej koledzy moi próbowali realizować obserwację podejrzanych miejsc” – twierdzi Mariusz Sumara, ekspert w dziedzinie wykorzystywania dronów w ochronie środowiska, mentor w projekcie szkoleniowo-badawczym Droniada Hydrolab.
Główne źródła zanieczyszczeń
Głównymi źródłami zanieczyszczeń wód są:
- Nieoczyszczone ścieki przemysłowe – zakłady produkcyjne często niedostatecznie oczyszczają swoje odpady
- Spływy z rolnictwa – pestycydy, nawozy i inne chemikalia stosowane w uprawie roślin
- Ścieki komunalne – niewystarczająca infrastruktura oczyszczania w wielu regionach
- Zanieczyszczenia punktowe – awarie przemysłowe, wycieki substancji ropopochodnych
„Każdy z nas ma w domu substancje, na których byśmy zobaczyli piktogramy informujące, że nie może mieć to kontakt z wodą. Mimo to tym myjemy, czyścimy i wylewamy” zauważa Mariusz Sumara.
Klasyfikacja zanieczyszczeń wód
Zanieczyszczenia wód można klasyfikować według różnych kryteriów:
Ze względu na pochodzenie:
- Naturalne (np. zjawiska geologiczne, powodzie)
- Sztuczne (antropogeniczne – spowodowane działalnością człowieka)
Ze względu na źródło:
- Punktowe (konkretne miejsce wycieku)
- Powierzchniowe (rozlane na większym obszarze)
- Liniowe (wzdłuż rzek, kanałów)
Ze względu na szkodliwość:
- Bezpośrednio szkodliwe
- Pośrednio szkodliwe
Tradycyjne metody badania wody - wyzwania i ograniczenia
Badania wody wiążą się z licznymi wyzwaniami:
Procedura standardowa obejmuje:
- Ocenę organoleptyczną – sprawdzanie wzrokiem, powonieniem charakterystycznego zapachu substancji ropopochodnych czy ścieków komunalnych
- Pobór próbek – używając akredytowanego sprzętu, teleskopowego podbiearaka
- Wstępne badania in situ – za pomocą przenośnych analizatorów w walizeczce
- Transport próbek – do akredytowanego laboratorium w odpowiednich warunkach temperatura
Problemy bezpieczeństwa personelu
„Nigdy nie wiadomo, z czym się możemy spotkać. W wodzie oprócz bakterii coli są różne inne, niebezpieczne dla nas związki chemiczne” – Mariusz Sumara podkreśla poważne zagrożenia związane z tradycyjnymi metodami.
Główne zagrożenia to:
- Substancje chemiczne – kwasy, związki ropopochodne, toksyczne chemikalia przemysłowe
- Zagrożenia mikrobiologiczne – bakterie, wirusy, fitoplankton, sinice
- Zagrożenia fizyczne – śliskie brzegi, głębokie wody, niestabilne podłoże
Ekspert opisuje przypadek: „Osoba, która składowała na swojej nieruchomości dość duże ilości różnego rodzajów kwasów, wylewała je następnie do kanalizacji burzowej. Z czasem w okolicy zaczął się unosić charakterystyczny zapach. Należy pobrać próbkę”.
Ograniczenia czasowe i logistyczne
Tradycyjne metody badania charakteryzują się:
- Długim czasem realizacji – przejście 3-kilometrowego odcinka rzeki zajmuje około 3-4 godzin
- Ograniczeniami dostępu – niemożność dotarcia łodzią do wszystkich miejsc
- Ryzykiem kontaminacji – konieczność przemywania sprzętu między pomiarami
- Opóźnieniami w wynikach – badania laboratoryjne mogą trwać tygodnie
Analiza fizykochemiczna
Badanie fizykochemiczne sprawdza kluczowe parametry świadczące o jakości wody:
Podstawowe parametry:
- pH – odczyn wody (kwasowy, obojętny, zasadowy), prawidłowy zakres 7,5-8,5
UWAGA! POMIAR ODCZYNU JEST ELEMENTEM KONKURSU PROJEKTOWEGO DRONIADA HYDROLAB W FOLWARKU ŁĘKUK - Twardość – zawartość jonów wapnia i magnezu
- Żelazo i mangan – mogą powodować niekorzystny smak i zapach
- Przewodność elektryczna – wskaźnik zasolenia (300-1200 uS/cm)
UWAGA! POMIAR JEST ELEMENTEM KONKURSU PROJEKTOWEGO DRONIADA HYDROLAB W FOLWARKU ŁĘKUK - Tlen rozpuszczony – kluczowy dla życia organizmów wodnych (minimum 5-7 mg/l)
- Mętność – obecność zawiesin lub mikroorganizmów
- Temperatura – wpływa na procesy biologiczne
UWAGA! POMIAR JEST ELEMENTEM KONKURSU PROJEKTOWEGO DRONIADA HYDROLAB W FOLWARKU ŁĘKUK
Analiza mikrobiologiczna
Monitoring elementów mikrobiologicznych stanowi podstawę oceny stanu ekologicznego wód. Sprawdza się obecność:
- Bakterii z grupy coli
- Escherichia coli
- Enterokoków kałowych
- Fitoplankton i chlorofil
- Sinic i innych glonów

Katastrofa złotej algi - przykład zagrożeń
Szczególnym przykładem znaczenia monitoringu mikrobiologicznego jest katastrofa w rzece Odrze w 2022 roku. Prymnesium parvum, potocznie nazywany "złotą algą", spowodował największą katastrofę ekologiczną wywołaną zakwitem glonów na świecie.
Jak zauważa Najwyższa Izba Kontroli: "Kryzys na Odrze obnażył brak należytej troski państwa o dobry stan wód. Jest to efekt dotychczasowych, wieloletnich zaniechań organów państwa, błędnych działań, a także niewystarczających rozwiązań prawnych".
https://www.nik.gov.pl/aktualnosci/odra-kryzys-ekologiczny.html
Ekonomika tradycyjnych badań wody
Aktualne ceny badań wody w Polsce (2024) kształtują się następująco:
Badania podstawowe:
- Mikrobiologiczne (E. coli, bacteria coli) – 102-150 zł
- Fizykochemiczne podstawowe – 200-400 zł
- Monitoring kontrolny podstawowy – 450-600 zł
- Analiza kompleksowa – 600-1640 zł
Badania rozszerzone:
- Fizykochemia poszerzona – 800-1200 zł
- Monitoring kontrolny poszerzony – 1000-1500 zł
- Badania specjalistyczne (np. Legionella) – 200-500 zł
Koszty operacyjne interwencji
Według analiz Mariusza Sumary, kompleksowa akcja kontrolna obejmująca:
- Dwuosobowy zespół (4-8 godzin pracy)
- Przejazd samochodem służbowym
- Użycie łodzi motorowej
- Sprzęt pomiarowy i poboru próbek
- Transport i analiza laboratoryjna
Całkowity koszt takiej akcji może równać się cenie zakupu profesjonalnego drona z termowizją.
Drony w badaniu jakości wód – przełom technologiczny
Wykorzystanie dronów w badaniu wód przynosi rewolucyjne zmiany:
Bezpieczeństwo:
- Eliminacja ryzyka dla personelu
- Brak kontaktu z potencjalnie toksycznymi substancjami
- Możliwość pracy w trudnych warunkach atmosferycznych
Efektywność:
- Skrócenie czasu inspekcji z dni do minut
- Możliwość badania trudno dostępnych obszarów
- Monitoring w czasie rzeczywistym
Precyzja:
- Dokładne dane geolokalizacyjne
- Powtarzalne pomiary w tych samych punktach
- Dokumentacja foto-wideo wysokiej jakości
Badania "in situ" - przyszłość monitoringu
Badania „in situ” to pomiary parametrów fizycznych i chemicznych przeprowadzane bezpośrednio w miejscu występowania wody.
Kluczowe zalety:
- Szybkie reagowanie – dane w czasie rzeczywistym
- Unikanie błędów – eliminacja zmian podczas transportu próbek
- Realistyczny obraz – stan wody w rzeczywistych warunkach
Typy dronów wykorzystywanych w ochronie wód przed zanieczyszczeniami
- Drony nawodne USV (Unmanned Surface Vehicle)
- Automatyczne pobieranie próbek
- Mapowanie zanieczyszczeń
- Transport ładunków do 7 kg
- Wyposażenie w sonar do batymetrii
- Drony powietrzne z sensorami
- Monitoring termowizyjny
- Wykrywanie substancji ropopochodnych
- Badanie zakwitów glonów
- Identyfikacja nielegalnych zrzutów
Przykłady zaawansowanych systemów
Mobile Monitoring – polski startup z Gdańskiego Parku Naukowo-Technologicznego oferuje:
- Autonomiczne boje pomiarowe z sensorami IoT
- Drony wodne USV do mapowania zanieczyszczeń
- Aplikację mobilną do monitoringu w czasie rzeczywistym
- Systemy wykrywania substancji ropopochodnych
Parametry monitorowane:
- Zawartość tlenu (mg/L)
- Saturacja tlenem (%)
- Odczyn pH
- Temperatura
- Potencjał Redox (ORP)
- Przewodnictwo elektryczne
- Mętność wody
- Poziom chlorofilu (wykrywanie zakwitów sinic)
Zastosowania w różnych scenariuszach ochrony wód
Monitoring rutynowy:
- Codzienne kontrole kanału gliwickiego
- Okresowe badania jakości wód w zbiornikach
- Weryfikacja pozwoleń wodno-prawnych
Akcje interwencyjne:
- Wykrywanie nielegalnych zrzutów ścieków
- Identyfikacja awarii przemysłowych
- Monitoring po pożarach i katastrofach
Wsparcie śledztw:
- Zbieranie materiału dowodowego
- Śledzenie sprawców przestępstw środowiskowych
- Dokumentacja skali szkód ekologicznych
Ekonomiczny potencjał dronów w badaniu wody
Koszty inwestycyjne:
- Profesjonalny dron z głowicą pomiarową: 50.000-100.000 zł
- Dron wodny USV: 30.000-80.000 zł
- Systemy sensorów i oprogramowanie: 20.000-50.000 zł
Oszczędności operacyjne:
- Redukcja kosztów personelu o 60-80%
- Skrócenie czasu badań o 90%
- Eliminacja kosztów wypożyczania łodzi
- Zmniejszenie zużycia paliwa o 70-85%
Return on Investment (ROI)
- Koszt jednej tradycyjnej akcji kontrolnej: 3.000-5.000 zł
- Częstotliwość kontroli: 50-100 razy rocznie
- Koszt roczny tradycyjnych metod: 150.000-500.000 zł
- Zwrot z inwestycji w drony: 6-18 miesięcy
Rekomendacja modelu biznesowego
Zgodnie z obserwacjami Mariusza Sumary, optymalnym rozwiązaniem jest model usługowy: „Małe miejscowości wolą jednak zatrudnić firmę zewnętrzną. (…) Ludzie nie chcą też latać dronami z tego powodu, że po co mi dron, jak wolę wykupić usługę? Usługa jest tańsza”.
Potencjalni klienci
- Inspekcje Ochrony Środowiska
- Wody Polskie
- Straż Pożarna
- Polski Związek Wędkarski
- Samorządy terytorialne
- Zakłady przemysłowe
Przyszłość technologii dronowej w ochronie wód
Autonomiczne systemy reagowania:
- Drony zdolne do automatycznego reagowania na wykryte zanieczyszczenia
- Integracja z systemami alarmowymi
- Automatyczne powiadamianie służb ratunkowych
Sztuczna inteligencja:
- Automatyczne rozpoznawanie typów zanieczyszczeń
- Predykcyjne modele jakości wody
- Optymalizacja tras monitoringu
Internet rzeczy (IoT):
- Sieci autonomicznych bojek pomiarowych
- Ciągły monitoring 24/7
- Transmisja danych w czasie rzeczywistym
Wizja przyszłości
- Połączenie stałych stacji pomiarowych z mobilnymi dronami
- Międzynarodowa wymiana danych o jakości wód
- Wczesne ostrzeganie przed zagrożeniami ekologicznymi
Integracja z systemami satelitarnymi:
- Dane z platformy Copernicus
- Analiza zdjęć satelitarnych
- Monitoring zmian w czasie
Wyzwania i bariery rozwoju
Wymagania dotyczące dronów:
- Certyfikacja operatorów
- Ograniczenia obszarów lotu
- Wymagania ubezpieczeniowe
Akredytacja badań:
- Certyfikacja metod pomiarowych
- Walidacja wyników z tradycyjnymi metodami
- Standardy jakości ISO 17025
Wyzwania techniczne
Standaryzacja:
- Potrzeba unifikacji protokołów pomiarowych
- Kompatybilność różnych systemów
- Interoperacyjność danych
Warunki środowiskowe:
- Ograniczenia pogodowe
- Wpływ wiatru na precyzję pomiarów
- Żywotność baterii w niskich temperaturach
Studium przypadku - Mazury jako pionier
W 2025 roku Fundacja Ochrony Wielkich Jezior Mazurskich wdrożyła pierwszy w Polsce kompleksowy system monitoringu z wykorzystaniem dronów wodnych. System obejmuje:
- Dron wodny USV do badania jakości wód
- Autonomiczną boję pomiarową z sensorami
- Aplikację mobilną do dostępu do danych
- Monitoring substancji ropopochodnych i chlorofilu
Wyniki po pierwszych miesiącach:
- Skrócenie czasu identyfikacji zanieczyszczeń o 85%
- Zwiększenie częstotliwości kontroli o 300%
- Redukcja kosztów operacyjnych o 60%
Strategia wdrażania
Etap pilotażowy:
- Wybór reprezentatywnych akwenów testowych
- Walidacja metod z systemami tradycyjnymi
- Szkolenie personelu operacyjnego
Etap rozwoju:
- Rozszerzenie na całe regiony
- Integracja z istniejącymi systemami monitoringu
- Rozwój usług komercyjnych
Etap dojrzałości:
- Pełna automatyzacja procesów
- Integracja międzynarodowa
- Standardy globalne
Czynniki sukcesu
Kluczowe warunki powodzenia:
- Współpraca między sektorami publicznym i prywatnym
- Inwestycje w badania i rozwój
- Edukacja społeczna o znaczeniu ochrony wód
- Regulacje prawne wspierające innowacje
Wpływ na środowisko
Korzyści ekologiczne:
- Szybsze wykrywanie i reakcja na zanieczyszczenia
- Lepsze planowanie ochrony zasobów wodnych
- Monitoring długoterminowych trendów
- Wsparcie dla zarządzania kryzysowego
Podsumowanie
Kluczowe korzyści
Zwiększenie bezpieczeństwa personelu o 95%
- Skrócenie czasu badań o 80-90%
- Redukcja kosztów operacyjnych o 60-70%
- Poprawa precyzji pomiarów i dokumentacji
Potencjał ekonomiczny
- Oszczędności dla sektora publicznego rzędu 200-400 mln zł rocznie
- Nowe miejsca pracy w technologiach środowiskowych
Perspektywy rozwoju
Technologia dronowa w połączeniu z sztuczną inteligencją, IoT i systemami satelitarnymi tworzy fundamenty dla inteligentnego zarządzania zasobami wodnymi. W nadchodzących latach możemy spodziewać się dalszego wzrostu znaczenia tych rozwiązań w globalnej walce o ochronę środowiska wodnego. Inwestycja w drony do badania wody to nie tylko oszczędność kosztów – to inwestycja w przyszłość naszej planety i bezpieczeństwo przyszłych pokoleń. Czas działać jest teraz, zanim kolejne katastrofy ekologiczne pokażą nam cenę naszego zwlekania. ________________________________________
Artykuł przygotowano na podstawie materiałów seminarium „Droniada Hydrolab – drony w ochronie środowiska” z udziałem Mariusza Sumary oraz aktualnych źródeł branżowych i naukowych.
Prezentacja Mariusza Sumary z seminarium projektu Droniada Hydrolab (24 lipca 2025) o dronach w ochronie środowiska.