Fusy z kawy zamiast soli i piasku – opinie naukowców

Ze względu na burzę, jaka rozgorzała w mediach w związku z pomysłem zastosowania fusów z kawy jako zamiennika dla soli i piasku, skontaktowałem się z naukowcami specjalizującymi się w różnych dziedzinach w celu zabrania głosu nt. możliwych zagrożeń płynących z tego rozwiązania. 

Korzystając z okazji postaram się krótko uzupełnić informacje nt. potencjalnych zagrożeń płynących ze stosowania tego rozwiązania – część argumentów została przedstawiona w poprzedniej części artykułu, który można znaleźć tutaj. 

Powtórzę tylko to, co napisałem wcześniej: pomysł fusów z kawy nie powinien stanowić większego zagrożenia, kiedy będzie on obejmować wysypanie kilku wiader z fusami. Czym innym może być sytuacja wysypania kilku-kilkudziesięciu ton fusów z kawy w obrębie jakiejś przestrzeni, ze względu na możliwość akumulacji związków w różnych środowiskach kiedy wystąpią roztopy lub deszcze.

Jestem zwolennikiem wszystkich pomysłów mających na celu rozwiązanie rzeczywistych problemów, lecz jestem również przeciwnikiem nieprzeprowadzenia jakiejkolwiek oceny oddziaływania pomysłu na środowisko oraz wdrażania rozwiązań bez stosownych badań (dowody anegdotyczne o sypaniu fusów do roślin doniczkowych nie są naprawdę żadnym wyznacznikiem czegokolwiek). 

Inne przykłady negatywnego działania fusów z kawy

Poniżej chciałbym przedstawić inne przykłady negatywnego oddziaływania fusów z kawy na środowisko. Powtórzę tylko, że dawka czyni truciznę i w mojej ocenie przed jej wykorzystaniem powinny zostać przeprowadzone badania, jak fusy z kawy będą krążyć w środowisku i na nie oddziaływać (w tym, jak będzie zmieniać się ich rozmieszczenie oraz, jak będzie postępować ich degradacja).

Część z tych oraz wcześniej cytowanych prac może zakładać duże stężenia, lecz ich osiągalność powinny potwierdzić wyżej wspomniane badania.

Mechanizm działania kawy oraz kofeiny na rośliny. 

Bardzo częstym argumentem podnoszonym przez obrońców pomysłu jest polecany w Internecie sposób dbania o rośliny, polegający na wsypywaniu fusów z kawy do różnego rodzaju roślin doniczkowych, szczególnie tych kwasolubnych (fusy z kawy mają mieć odczyn kwaśny). 

Prawda jest nieco bardziej skomplikowana. Z jednej strony fusy z kawy stanowią obiecujący środek do poprawy struktury gleby, jej napowietrzenia oraz żyzności. Z drugiej strony wyniki badań dotyczących korzystnego wpływu fusów z kawy dają niejednoznaczne rezultaty, szczególnie, gdy są stosowane nieprzetworzone w żaden sposób fusy z kawy. Ta niejednoznaczność wynika z właściwości fitotoksycznych (toksycznych względem roślin) lub efektu stresu oksydacyjnego, który występuje w przypadku zastosowania fusów z kawą[1]. 

Fusy z kawy wbrew niektórym opiniom są bogatym źródłem kofeiny (3-8 gramów kofeiny/kg fusów[2]), garbników, a także kilku polifenoli – związków, które mają udowodnione oddziaływanie fitotoksyczne[1]. Sposobem na ograniczenie niekorzystnego działania na rośliny jest przekompostowanie fusów z kawy, podczas którego następuje degradacja większości polifenoli (chociaż też wiele zależy od rodzaju molekuły). Z tego właśnie powodu fusy z kawy w pierwszym okresie w badaniach działały jak herbicyd, a dopiero po bodajże roku były dobrym źródłem materii organicznej i poprawiały wielkość plonu[3,4]. Przekompostowanie fusów z kawy jako sposobu neutralizacji jej toksyczności potwierdza rozprawa doktorska p. Wojciecha Kępki, który badał toksyczność fusów z kawy i przekompostowanych fusów z kawy. Wyniki pozwoliły jednoznacznie stwierdzić odpowiednio toksyczność fusów oraz brak toksyczności kompostu z fusów na kiełki roślin[5]. 

Jeżeli komuś rośliny pięknie rosły po użyciu fusów z kawy, to znaczy że:

• może to być gatunek odporny na fitotoksyczne związki zawarte w fusach (lub być w stadium rozwoju, na które te związki już nie wpływają)
• dawka mogła być tak mała, że nie miało to znaczenia dla rośliny – rośliny w danych warunkach i tak dobrze by sobie poradziły.
• mógł stosować kompost z fusów, który ma ograniczoną ilość fitotoksycznych związków

Fusy z kawy a kwasowość gleby

Jeżeli chodzi o samą kwasowość – to fusy z kawy mają nieznacznie kwaśny odczyn – w jednym z badań dodanie fusów z kawy nie wpłynęło istotnie na pH lub podniosło pH zamiast je obniżyć (gleba była bardziej kwaśna niż fusy z kawy) – Rys 1[3]. Z drugiej jednak strony dodanie fusów z kawy do ziemi i pomiar pH w roztworze wodnym może pH roztworu rzeczywiście obniżyć – Rys. 2 [6]. 

Z tego powodu wpływ fusów z kawy na kwasowość gleby niejednoznaczny – w zależności od metody pomiarowej może nie wpływać lub zmieniać w nieznacznym stopniu. W przypadku gleb poniżej 5.5 pH dodatek fusów z kawy może zwiększyć pH gleby.

Mechanizm działania fusów z kawy na owady

W poprzedniej części artykułu podałem dość niefortunny przykład dot. wermikompostowania przy użyciu dżdżownic kompostu składającego się w 100% z fusów z kawy. 

Oczywiście takie stężenia będzie bardzo trudne lub wręcz niemożliwe do uzyskania, niemniej należy na to spojrzeć w dwojaki sposób:

• co z innymi z bezkręgowcami (w tym owadami) żyjącymi w glebie? może mniejsze stężenia będą dla nich szkodliwe?
• co z owadami żyjącymi w zbiornikach wodnych?

Natrafiłem na badania naukowe, gdzie we wstępie literaturowym przedstawiono negatywne oddziaływanie dla innych owadów, takich jak:

• muszki owocówki (wzrost śmiertelności)
• ćmy (wzrost śmiertelności)
• korniki (blokada rozmnażania i opóźnianie rozwoju)
• muchy (działanie szkodliwe)
• komary (opóźnienie lub blokowanie rozwoju)[7-9].

Wpływ kofeiny na ssaki

W trakcie dyskusji w mediach społecznościowych został poruszony temat psów, które mogłyby zjeść fusy z kawy i w ten sposób się zatruć. Jest tym odrobina prawdy – w jednym ze źródeł (niestety jest to strona kliniki weterynaryjnej, a nie artykuł naukowy) podają, iż dawka powodująca pierwsze negatywne skutki dla psów  jest na poziomie ok. 20 mg/kg masy ciała psa (inne źródło podaje bardziej poważne objawy przy ok. 30 mg/kg masy psa lub kota)  W przypadku fusów z kawy ilość ta będzie stosunkowo trudna do osiągnięcia, chyba, że dla bardzo małych psów i ew. kotów[10,11]. 

W literaturze naukowej podają również, iż kofeina posiada negatywny wpływ na inne ssaki, tj. pewne odmiany chomików oraz szczurów [7].

Wypowiedzi naukowców

O ile wspomniane wyniki badań mogą być dla kogoś niewystarczające do przeprowadzenia badań przed wdrożeniem rozwiązania, skontaktowałem się z kilkoma naukowcami w sprawie wyrażenia swojego poglądu na ten pomysł.

Specjalistka w dziedzinie technologii wody i ścieków – dr inż. Edyta Łaskawiec, autorka profilu wastewater_based.doctor na Instagramie, Bio autorki na portalu Million STEM

Biorąc pod uwagę obecność związków organicznych, w tym garbników, fenoli, alkaloidów, które hamują procesy biologicznej degradacji, można spodziewać się, że duża ilość takich odpadów/fusów z kawy trafiając do oczyszczalni ścieków spowoduje szybsze wyczerpanie się tlenu i wytworzenie stanu beztlenowego. Może mieć to poważne konsekwencje dla stabilności procesów biologicznych w oczyszczalni ścieków. 

Należy również uwzględnić możliwość tworzenia dodatkowych, trudno biodegradowalnych osadów w kanalizacjach i kanałach burzowych. Należy pamiętać, że fusy gromadzące się w osadach ściekowych oraz w piaskowniach w postaci odpadu trafią następnie na pola uprawne, gdzie ich wpływ może mieć znaczenie.

Chociaż wszyscy zwolennicy stosowania fusów z kawy zarzekają się, że ilość kofeiny w nich jest znikoma, to nie da się przeoczyć faktu, że kofeina jest powszechnym zanieczyszczeniem środowiska wodnego. Jest klasyfikowana jako mikrozanieczyszczenie antropogeniczne wód, które powinno być stale monitorowane, ze względu na właściwości uzależniające, np. u bakterii.

Sam pomysł wykorzystania fusów jest bardzo ciekawy,  ale jak zawsze musimy zachować umiar i rozwagę. Bardzo ostrożnie do tego podchodzę, sól nie jest dobra dla środowiska. Ale fusy też nie są idealnym rozwiązaniem.

Specjalista w dziedzinie hydroekologii – dr Sebastian Szklarek, autor bloga Świat Wody

Mam wrażenie, że zarówno wczoraj na blogu jak i w innych miejscach gdzie rozgorzała dyskusja pod tekstem eko-logicznie.com., Czytelnicy nie wyłapali głównego przekazu tekstu.

A jak napisał Przemek na jego początku:

„Artykuł nie ma na celu porównania fusów z kawy z solą – stanowi przestrogę dla wdrażania rozwiązań na szerszą skalę bez zbadania problemu.”

Niestety nie mam czasu odnieść się szerzej do tego tematu z podaniem źródeł literaturowych, ale podzielę się swoimi obserwacjami w temacie zimowego utrzymania dróg, które mam po przekopaniu się w ostatnim roku przez liczne publikacje naukowe w tym temacie.

Generalnie sól drogowa na bazie chlorku sodu to samo zło w kontekście środowiska i otoczenia. Jej jedyne zalety to tani i łatwo dostępny środek, który zwiększa bezpieczeństwo. Tyle przynajmniej w teorii, bo gdzie jest granica pomiędzy zwiększaniem bezpieczeństwa o kolejny 1%, a negatywnymi skutkami jakie przynosi jej stosowanie dla naszego otoczenia? 

Wracając do samej kawy czy innych alternatyw dla soli. Głównym problem jest obecność jonów chlorków, które toksycznie oddziałują na wiele grup organizmów. Czy jest zatem jakaś bardziej przyjazna środowisku alternatywa? Jest jedna, ale nie wiem czy Wam się spodoba. To praca naszych własnych mięśni – czyli łopata i bierzemy się za odśnieżanie lub odkuwanie. 

Niestety na większą skalę utrzymania przestrzeni miejskiej raczej niewykonalne, dlatego szuka się alternatyw. Problem w tym, że każda substancja stosowana jako alternatywa, będzie miała jakieś wady. O wadach kawy napisał Przemek. Owszem nie oznacza to, że jej stosowanie nie ma zalet, szczególnie jak porównamy z solą. Ale przy porównaniu z piaskiem to już nie jest to takie oczywiste. Piasek jest najbardziej neutralny dla środowiska, ale stwarza problemy techniczne w eksploatacji sieci kanalizacyjnej i w dodatku jak spłynie z kanalizacją deszczową do rzek to finalnie zatrzyma się w jakimś zbiorniku lub wolniej płynącym fragmencie rzeki wypłycając je i tworząc kolejne problemy. Kawa natomiast będzie wpływała pozytywnie na niektóre organizmy, a na inne negatywnie. Inaczej na glebę i rośliny, a inaczej na wodę i organizmy w niej żyjące. I w przypadku lokalnego niewielkiego stosowania nie będzie większych problemów, ale w przypadku masowego upowszechnienia się takiej metody, będzie stwarzała ona problemy jak każda inna ludzka działalność wprowadzająca znaczne ilości zanieczyszczeń do środowiska.

Specjalista w dziedzinie zoologii i ochrony przyrody – dr hab. Paweł Buczyński, prof. UMCS, Katedra Zoologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Marii Skłodowskiej-Curie w Lublinie

Poczytałem trochę prac z różnych dziedzin biologii środowiskowej  i entomologii rolnej dotyczących fusów z kawy. Wiele zależy od skali. Wiaderko fusów na jednym chodniku wiele nie zaszkodzi, użycie ich w skali dzielnicy już może. Bez dobrze zaplanowanych badań nie powinno się takich rzeczy robić. Cały dowcip jest w tym, ile tych fusów będzie oraz, czy związki aktywne będą jakoś dezaktywowane w środowisku. Na podstawie obecnej wiedzy nie jesteśmy w stanie tego przewidzieć. Jednak pamiętajmy, że ekosystemy miejskie są mocno uproszczone i przez to podatne na degradację.

Wpływ fusów z kawy jest niejednoznaczny. Są prace wskazujące na przydatność fusów jako nawozu, ale z drugiej strony – jest np. jedna polska praca wskazująca, że nawet małe stężenie fusów w nawozie jest szkodliwe dla wielu roślin. Są też prace o wykorzystaniu fusów jako insektycydów, w tym do trucia komarów. To niepokoi, bo praktycznie żadne zwalczanie komarów nie pozostaje bez wpływu na resztę bezkręgowców wodnych („dedykowane” metody są rzadkie). Inni autorzy wskazują na działanie antybakteryjne. Być może fusy byłyby świetne ale po detoksykacji, albo do pewnej granicznej ilości na metr kwadratowy. Co jest pewne: w sytuacji niejednoznaczności danych z wyraźnym segmentem „negatywnym” trzeba być ostrożnym. 

Równie dobrze może się okazać, że część potencjalnie niebezpiecznych substancji się rozcieńcza poniżej stężeń istotnych dla środowiska a część np. adsorbuje czy rozkłada w glebach. Nawet chciałbym, by tak było. Jednak to trzeba sprawdzić. A wyobraźmy sobie, co się może dziać. Po Lwowie jest Kraków. Kraków próbuje w jednej dzielnicy, potem działa w całym mieście. Po Krakowie rusza lawina. I z działalności chałupniczej, która ma wpływ na środowisko co najwyżej lokalnie, zrobi się duży problem. Mnie jako entomologa najbardziej niepokoją związki działające na owady. Jeśli można stosować fusy jako insektycydy, to ich większa ilość musi mieć wpływ na ekosystem. Bo nasze ekosystemy stoją na owadach, nawet, jeśli tego nie widać.

W przypadku fusów z kawą problemem jest stężenie niektórych związków. Tu by należało przede wszystkim zrobić badania flory i fauny zieleni śródmiejskiej – glebowej i naziemnej – przed użyciem fusów i po nich. Następnie należałoby przeanalizować dane np. z użyciem dość prostej w zastosowaniu analizy statystycznej BACI (Before-After Control Impact). Zakładam, że przynajmniej w sąsiedztwie sypanego chodnika zmiany mogą zachodzić, bo część badań pokazuje, że same fusy w ilości większej, niż mała, na pewien okres powodują przyhamowanie wzrostu lub zanik niektórych organizmów. Rok temu była na UR w Krakowie nawet broniona praca o fusach, w której autor wykazał ich toksyczność w biotestach. Gdy szkodliwe substancje się rozłożą, wpływ pozostałych składników może być z kolei pozytywny. Gorszym problemem jest ewentualny spływ związków aktywnych do wód powierzchniowych. Rozcieńczą się poniżej progu oddziaływania na organizmy, czy nie? A może w jakiejś części zwiążą się w glebie po drodze? Gleby miejskie i generalnie zlewnia miejska to generalnie słaby filtr, w porównaniu z łąką czy lasem. I tu właśnie pojawia się lekka groza wzbudzona wizją nie jednego, a setek chodników.

Zanieczyszczenie obszarowe jest trudne do opanowana, a nawet do wychwycenia źródeł zagrożenia. Niestety są dość liczne prace o stosowaniu fusów w kontroli ilości komarów (są skuteczne). Można się m.in. dowiedzieć, że przynajmniej jednym z mechanizmów działających w tym przypadku jest uszkadzanie nabłonka jelita. W tych pracach nie ma informacji, że jest to selektywne, działające tylko na komary. Jednym słowem, prawdopodobnie zagrożone byłyby inne owady wodne, a one nie mają lekko w mieście, szczególnie w jego części bardziej  zurbanizowanej (np. ważki). W mojej pracy na temat ważek Lublina pokazuję, jak drastycznie spada ich liczebność i różnorodność wraz z gradientem urbanizacji – widać w niej, że te ledwo dychające biedactwa (owady) nie potrzebują wiele, by całkiem wyginąć. Czy fusy się do tego przyłożą? Kto wie. Część owadów wodnych w czasie, gdy sypie się chodniki, zimuje na lądzie – np. wiele gatunków chrząszczy i pluskwiaków. Ale np. ważki czy jętki są wtedy w stadium larwy i siedzą w wodzie.

Niech to zostanie sprawdzone, niech ktoś zrobi odpowiednie badania na jakichś poletkach doświadczalnych, niech ustali np. dopuszczalną masę fusów na metr kwadratowy. Wtedy można rozsądnie planować wykorzystanie odpadu w środowisku.

Podsumowując, moje stanowisko na razie jest takie, że np. kompost z domieszką fusów na trawniki – tak!, ale fusy na chodniki – niekoniecznie. 

Specjalista w dziedzinie chemii i ochrony środowiska oraz chemii odpadów – prof. dr hab inż. Jacek Antonkiewicz, Katedra Chemii Rolnej i Środowiskowej, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie

Jest to opinia zaczerpnięta z artykułu zamieszczonego na łamach Gazety Krakowskiej[12]:

Wg prof. Antonkiewicza w przypadku zastosowania dużych ilości fusy z kawy nie nadają się do stosowania w dużych ilościach (takich, jakich potrzeba do zabezpieczenia ścieżek podczas zimy):

Kofeina i jej pochodne działają bakteriobójczo i grzybobójczo. Działają podobnie jak antybiotyk, który niszczy mikroorganizmy. Jeśli takie substancje trafią do wód gruntowych i do oczyszczalni ścieków to zostanie zaburzony ekosystem mikroorganizmów, w tym bakterii, które są odpowiedzialne za oczyszczanie wody.

Fusy z kawy ulegają biodegradacji (rozkładowi), ale pochodne związki kofeiny mogą mieć gorsze skutki niż zasolenie dla środowiska. Kofeina w glebie może doprowadzić do zaniku bioróżnorodności – ostrzega specjalista.

Prof. Jacek Antonkiewicz potwierdza informacje podane w poprzednim artykule dot. legalności pomysłu – zgodnie z ustawą o odpadach fusy z kawy są odpadami biodegradowalnymi. W tej sytuacji stosowanie ich jako środka do posypywania chodników jest nielegalne, gdyż nie doszło do utraty statusu odpadu.

Prof. Antonkiewicz również sugeruje, aby prowadzić  monitoring gleb oraz wód gruntowych w miejscach gdzie rozsypano fusy i sprawdzić, jaka będzie reakcja roślin na wiosnę, kiedy wszystko budzi się do życia.

Literatura

• [1] Marinos Stylianou et al, Converting environmental risks to benefits by using spent coffee
• grounds (SCG) as a valuable resource, Environmental Science and Pollution Research (2018) 25:35776–35790
• [2] Jimena Bravo, Isabel Juániz, Carmen Monente, Bettina Caemmerer, Lothar W. Kroh, M. Paz De Peña, and Concepción CidEvaluation of Spent Coffee Obtained from the Most Common Coffeemakers as a Source of Hydrophilic Bioactive Compounds, J. Agric. Food Chem. 2012, 60, 51, 12565–12573, https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jf3040594 
• [3] Hardgrove, Sarah J., Livesley, Stephen J., Applying spent coffee grounds directly to urban agriculture soils greatly reduces plant growth.UrbanForestry and Urban Greening http://dx.doi.org/10.1016/j.ufug.2016.02.015
• [4] Koji Yamane, Mitsuaki Kono, Taiji Fukunaga, Kazuya Iwai, Rie Sekine, Yoshinori Watanabe & Morio Iijima (2014) Field Evaluation of Coffee Grounds Application for Crop Growth Enhancement, Weed Control, and Soil Improvement, Plant Production Science, 17:1, 93-102, DOI: 10.1626/pps.17.93
• [5] Kępka W, Możliwości przyrodniczego zagospodarowania fusów z kawy – rozprawa doktorska https://wre.urk.edu.pl/zasoby/2/wkepka_streszczenie.pdf
• [6]Jolanta Piekut, Sławomir Obidziński, Małgorzata Kowczyk-Sadowy, Urszula Suchocka Granulated Coffe Grounds Effect on Selected Physico-chemical and Functional Properties of Soil, Agricultural Engineering 21(4), December 2017, DOI: 10.1515/agriceng-2017-0038
•  [7] Derraik JGB, Slaney D. 2005. The toxicity of used coffee grounds to the larvae of Ochlerotatus (Finlaya) notoscriptus (Skuse) (Diptera: Culicidae). The Annals of Medical Entomology 14: 14-24.
• [8] Wiwit Aditama, Zulfikar and Frans Yosep Sitepu , The effectiveness of arabica coffee (Coffea arabica L) grounds on mortality and growth of Aedes aegypti Larva, International Journal of Mosquito Research 2019; 6(1): 34-37
• [9] Franciane Rosa Miranda, Kenner Morais Fernandes, Rodrigo Cupertino Bernardes, Gustavo Ferreira Martins, Biological, histological and immunohistochemical studies on the toxicity of spent coffee grounds and caffeine on the larvae of Aedes aegypti (Diptera: Culicidae), Environmental Pollution, Volume 271, 2021,
• [10] https://vcahospitals.com/know-your-pet/caffeine-toxicity-in-pets
• [11]https://www.petmd.com/dog/emergency/poisoning-toxicity/caffeine-and-pets-safety-tips-and-considerations
• [12] https://gazetakrakowska.pl/fusy-z-kawy-zamiast-soli-i-piasku-ekspert-z-uniwersytetu-rolniczego-ostrzega-ze-moze-to-byc-niebezpieczne-dla-roslin-i-gleby/ar/c1-15433813
• Obraz Yngve Leyn z Pixabay