Woda najcenniejszym zasobem

Zalegające na bałtyckich plażach hałdy glonów do tej pory były traktowane w kategorii bioodpadu, którego trzeba się jak najszybciej pozbyć. Okazuje się jednak, że kłopotliwa biomasa, która turystom i mieszkańcom nadmorskich miejscowości kojarzy się wyłącznie z uciążliwym fetorem i odstrasza od wejścia do wody, może stać się źródłem cennych składników odżywczych i w przyszłości być wykorzystywana jako jako środek nawozowy lub do umocnienia nabrzeża. 

Mieszkańcy Trójmiasta doskonale zdają sobie sprawę z problemu odkładających się makroglonów, które okresowo są wyrzucane przez fale i gromadzą się wzdłuż brzegu. W przeciwieństwie do sinic te nitkowate rośliny nie produkują toksyn i nie stanowią zagrożenia dla zdrowia. Odkładająca się biomasa słusznie jednak zniechęca do spacerów czy kąpieli, co jest potęgowane przez intensywny, lekko mówiąc – „portowy” zapach.

Z problemem zalegającej biomasy, a właściwie z możliwością jej wykorzystania, mierzą się naukowcy biorący udział w międzynarodowym projekcie ECONUT, który jest współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego UE w ramach programu współpracy transgranicznej Interreg VI-A Południowy Bałtyk. Badacze z Polski, Szwecji, Niemiec, Litwy i Danii zastanawiają się, czy makroglony na pewno trzeba utylizować – czy może jest szansa, by je skutecznie wykorzystać w gospodarce.

– Projekt koncentrował się na obszarze Morza Bałtyckiego. Na wielu plażach, w zależności od uwarunkowań geograficznych i lokalnych, kierunku prądów i wiatru oraz ukształtowania nabrzeża, pojawiają się wyrzuty glonów. Plaże przeznaczone do kąpieli muszą być oczyszczane. Powstają tam hałdy glonów, które pojawiają się w różnych porach roku i zalegają przez różny czas. Jest to problem powracający co roku. Jednocześnie mamy do czynienia z dużym skupiskiem biomasy zawierającej wartościowe i unikalne składniki pokarmowe. Materiał ten niesie jednak ze sobą także zanieczyszczenia w postaci mikroplastiku, śmieci nawiewanych z lądu czy odpadów wyrzucanych ze statków. Jest to również problem estetyczny i odorowy – mówi dr inż. Piotr Rybarczyk z Katedry Inżynierii Procesowej i Technologii Chemicznej Wydziału Chemicznego Politechniki Gdańskiej i dodaje: – Obecnie biomasa usuwana z plaż jest przekazywana jako odpad. Tymczasem można byłoby ją potraktować jako surowiec i wykorzystać w sposób, który przynosi określone korzyści środowiskowe i gospodarcze.

Takie podejście ma potencjał zwłaszcza w obliczu obecnych zmian klimatycznych i postępującej eutrofizacji Morza Bałtyckiego i może nadać nową wartość biomasie, która do tej pory generowała 
wyłącznie koszty w postaci zbierania, transportu i utylizacji. Badacze przez trzy lata sprawdzali, czy da się uzyskać trwały produkt, który będzie możliwy do przechowywania, a zarazem będzie bezpieczny i odpowiedni do stosowania np. przy uprawie roślin konsumpcyjnych i energetycznych.

Wspólny problem – wspólne poszukiwania rozwiązań

Projekt ECONUT rozpoczął się we wrześniu 2023 roku, a jego unikatowość polegała między innymi na równoległej współpracy europejskich ośrodków, które analizowały różne aspekty wykorzystania biomasy. Finalnie naukowcy z Uniwersytetu w Kłajpedzie, lidera projektu, Litewskiego Centrum Badawczego ds. Rolnictwa i Leśnictwa, Politechniki Gdańskiej, 
a także Uniwersytetu w Rostocku i Uniwersytetu Południowej Danii starali się odpowiedzieć na pytania dotyczące bezpieczeństwa, walorów makroglonów w kontekście wykorzystania ich do nawożenia czy wzmacniania brzegów oraz opłacalności takiego przedsięwzięcia.

Ze względu na swój skład, materiał może znaleźć zastosowanie w sektorze nawozowym, przy umacnianiu brzegów oraz w lokalnym zagospodarowaniu biomasy, bez konieczności transportowania jej na duże odległości. 

– W ramach projektu realizowane były trzy studia przypadku. Pierwsze prowadzone było na Litwie przez instytut zajmujący się rolnictwem i leśnictwem. Partnerzy litewscy skupili się na technologii przetwarzania odpadów z wykorzystaniem procesów kompostowania oraz mieszania otrzymanego produktu ze składnikami mineralnymi. Celem było uzyskanie materiału o możliwie najlepszych właściwościach nawozowych. Nasze studium przypadku, realizowane na Politechnice Gdańskiej, opierało się na koncepcji jak najmniejszego przetwarzania biomasy i wykorzystywania jej jako dodatku do gleby w celu poprawy jej właściwości fizykochemicznych. Zastosowaliśmy dwa podejścia. W pierwszym wykorzystywaliśmy bezpośrednio mokry, rozdrobniony materiał z glonu. W drugim, aby uzyskać lepsze parametry pod kątem przechowywania, materiał był najpierw suszony, a następnie rozdrabniany i mieszany z podłożem glebowym. Z kolei trzecie studium przypadku, realizowane przez partnera z Niemiec, skupiało się na wykorzystaniu materiału z plaż do umacniania linii brzegowej poprzez dostarczenie składników odżywczych dla roślinności występującej na wydmach – wylicza dr inż. Piotr Rybarczyk.

Jedna z analiz prowadzonych w projekcie dotyczyła aspektów ekonomicznych i potencjału wprowadzenia takiego produktu na rynek. Naukowcy wskazują, że jest to jednak w dużej mierze uzależnione od lokalnych uwarunkowań oraz konieczności transportu, ponieważ zebranie i przewóz materiału należą do największych czynników kosztowych. Wróćmy jednak do gdańskiej części badań – jaką wartość ma pozyskany produkt?

– Z naszych badań wynika, że dodatek glonów zwiększa plon i jakość uzyskiwanej biomasy w porównaniu z roślinami rosnącymi na takim samym podłożu, ale bez tego dodatku. Rezultat ten był spodziewany, ponieważ materiał korzystnie wpływa na właściwości gleby: poprawia jej porowatość i napowietrzenie oraz zwiększa zawartość składników odżywczych dostępnych dla roślin – komentuje dr inż. Piotr Rybarczyk.

Aby wykorzystywać taki materiał w rolnictwie, należy mieć pewność, że produkt jest bezpieczny. Dotyczy to między innymi obecności tworzyw sztucznych i metali ciężkich. Dlatego też nawiązano współpracę z prof. Jackiem Antonkiewiczem z Uniwersytetu Rolniczego im. Hugona Kołłątaja w Krakowie, w celu weryfikacji tego materiału pod względem nawozowym. W trakcie badań oznaczano między innymi zawartość metali ciężkich w roślinach oraz skład pierwiastkowy uzyskiwanej biomasy.

– Badania prowadzone przez cały okres wegetacyjny pokazały, że niezależnie od zastosowanego stężenia dodatku, którego udział masowy wynosił od 1 do 20 proc., już niewielka ilość biomasy pozytywnie wpływała na wzrost roślin. W badanym przez nas materiale nie zidentyfikowaliśmy przekroczeń stężeń zanieczyszczeń dopuszczalnych dla środków nawozowych. Taki materiał można byłoby wykorzystywać na przykład w zieleni miejskiej. Testowaliśmy go również w uprawie słonecznika. Słonecznik jest rośliną, która może pobierać zanieczyszczenia z gleby, dlatego bywa wykorzystywany w procesach remediacyjnych, czyli do oczyszczania gleb. W naszych badaniach większą zawartość metali identyfikowaliśmy w zielonych częściach roślin niż w samych nasionach. W moim przekonaniu materiał ma potencjał do praktycznego zastosowania – podkreśla dr inż. Piotr Rybarczyk.

Projekt kończy się jesienią 2026 roku i przyniósł jak dotąd nie tylko obiecujące wyniki, ale też poszerzył świadomość na temat tego problemu. W ramach projektu powstanie również zbiór wniosków i dalszych rekomendacji.

– Badania będą kontynuowane. Trafiliśmy na interesujący obszar badawczy, który warto dalej rozwijać – zaznacza naukowiec.

Piotr Kallalas

dziennikarz portalu Trójmiasto.pl 
zajmujący się tematyką naukową 
i systemem ochrony zdrowia

Ponad osiem dekad po zakończeniu II wojny światowej dno Bałtyku wciąż skrywa niebezpieczne dziedzictwo konfliktu: amunicję chemiczną, gaz musztardowy, miny, pociski oraz wraki z zalegającym paliwem. To, co po wojnie miało być szybkim i tanim sposobem utylizacji przejętych niemieckich zapasów broni, dziś staje się jednym z najpoważniejszych wyzwań środowiskowych i technologicznych regionu. Korodujące obudowy, ryzyko wycieków i brak kompleksowego programu neutralizacji sprawiają, że problem Bałtyku wymaga nie tylko badań, lecz także międzynarodowych decyzji i ogromnych nakładów finansowych. 

Od lat sytuacja związana z zalegającą amunicją i bojowymi środkami trującymi na dnie Bałtyku jest określana mianem tykającej bomby. Czas zdecydowanie nie gra na naszą korzyść — mija bowiem przeszło 81 lat, odkąd zwycięzcy II wojny światowej podjęli decyzję związaną z uporaniem się z przejętą po kapitulacji Niemiec bronią i amunicją chemiczną, którą należało zutylizować. Wybrano najłatwiejszą opcję — zatapianie na dnie morza.

– Po II wojnie światowej zwycięskie państwa przejęły ogromne niemieckie zapasy broni chemicznej. Najprostszą metodą utylizacji było załadowanie jej na statki i wyrzucenie do morza. Szacuje się, że w morzach i oceanach na całym świecie zatopiono około 3 milionów ton amunicji. W Bałtyku szczególnie ważne są rejony Głębi Bornholmskiej i Gotlandzkiej. W tamtych czasach głębokość kilkudziesięciu metrów uznawano za wystarczającą, aby problem zniknął. Środki chemiczne zrzucano w skrzyniach, beczkach, bombach lotniczych i pociskach artyleryjskich. W rejonie Bornholmu pojawia się liczba 
tysięcy bomb lotniczych i pocisków artyleryjskich, a łączna masa gazu musztardowego jest szacowana na 10 tys. ton – wymienia dr hab. inż. Lech Rowiński, prof. PG z Zakładu Automatyki i Energetyki Morskiej Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Okrętownictwa Politechniki Gdańskiej.

W okresie powojennym zakładano, że umieszczenie broni na dnie – niejako bezkosztowo – rozwiązuje problem. W tym celu wybrano lokalizacje o większej głębokości — szacuje się, że największą ilość amunicji chemicznej umieszczono w głębiach na wschód od Bornholmu, ale również na obszarze Głębi Gotlandzkiej czy w cieśninie Mały Bełt.

– Z dostępnych danych wynika, że proces zanieczyszczania Bałtyku przez zatopioną amunicję chemiczną już się zaczyna. W rejonie Bornholmu wrzucono po wojnie tysiące bomb zawierających między innymi gaz musztardowy. Stalowe korpusy przez dziesięciolecia korodowały. Część z nich jest już uszkodzona, a środek bojowy wydostaje się i powoli rozpuszcza lub rozkłada w wodzie. Skala i tempo procesu są przedmiotem sporów naukowych i politycznych, ale nie można już zakładać, że pojemniki pozostają szczelne – mówi prof. Lech Rowiński.

Nie tylko broń chemiczna

Wiemy również, że zapasy trujących środków były umieszczane także poza wyznaczonymi lokalizacjami. Pojawiły się doniesienia wskazujące, że broń była wyrzucana między innymi na trasie do wskazanych obszarów. Zalegający gaz musztardowy to niestety nie jedyny problem Morza Bałtyckiego.

– Są jeszcze wraki, z których wyciekają paliwa i oleje, oraz ogromna liczba min, bomb i pocisków konwencjonalnych. W rejonach Łotwy i Estonii mogą nadal zalegać tysiące min. Nawet gdy nie zawierają bojowego środka chemicznego, materiał wybuchowy i produkty jego przemian nie są obojętne dla środowiska. Obecnie często niszczy się takie obiekty przez detonację pod wodą. Z punktu widzenia bezpieczeństwa żeglugi jest to skuteczne, ale środowiskowo oznacza gwałtowne uwolnienie materiału, fali uderzeniowej i toksycznych produktów – mówi prof. Lech Rowiński.

Badania wykonane przez Instytut Morski w Gdańsku wykazały, że na tankowcu Franken, który znajduje się nieopodal Mierzei Helskiej, zalega nawet 6 tys. ton paliw. W tym najbardziej niebezpiecznym towarzystwie wymienia się również statek Stuttgart — jednostka została zatopiona w 1943 roku po masowym nalocie nieopodal wejścia do gdyńskiego portu. To jego zbiorniki paliwowe stanowią dziś największe zagrożenie dla środowiska. Instytut Morski w Gdańsku mówił wręcz o lokalnej katastrofie ekologicznej w 2009 roku, co było związane z wyciekiem ropy i ostatecznie doprowadziło do utworzenia strefy pozbawionej życia.

„To koszt porównywalny z największymi programami kosmicznymi”

Wróćmy jednak do broni chemicznej, która zalega na dnie. Gaz musztardowy był zamknięty w bombach, pociskach, kontenerach czy beczkach. Procesy korozji, niszczenia i rozpuszczania materiałów na przestrzeni tych wszystkich lat sprawiają, że jesteśmy tuż przed wzmożonym uwalnianiem środków trujących, a niektórzy naukowcy wskazują wręcz, że proces ten już się rozpoczął. Tymczasem cały czas pozostaje otwarte pytanie dotyczące wyboru technologii wydobycia i utylizacji.

– Nie można po prostu chwycić pocisku i podnieść go na pokład. Obiekt może się rozpaść, a zawartość rozlać. Potrzebna byłaby osłona lub zamykany pojemnik, który przykrywa obiekt i pozwala odessać osad oraz substancję bez uwalniania ich do wody. Następnie całość trzeba przenieść do instalacji neutralizacyjnej. Najbezpieczniej byłoby prowadzić proces na specjalnej platformie lub statku stojącym w pobliżu pola, aby nie transportować uszkodzonej amunicji na duże odległości i nie przeładowywać jej wielokrotnie. Pojazdy podwodne wykonywałyby delikatne prace przy dnie, a na platformie znajdowałaby się instalacja chemiczna i oczyszczalnia – wskazuje prof. Lech Rowiński.

Transport broni chemicznej na ląd wydaje się bowiem całkowicie nierealny. Dlatego stworzenie platformy, która na miejscu uporałaby się ze zniszczeniem środków, wydaje się najbardziej racjonalne i uzasadnione. Nawet przy dostępności technologii mało kto może sobie wyobrazić, jak bardzo kosztowne będzie to przedsięwzięcie i ile czasu zajmie stworzenie takiego narzędzia.

– Wykonałem własną kalkulację techniczną. Wynika z niej, że kompleksowe rozwiązanie problemu 
w rejonie Bornholmu mogłoby kosztować około 15 miliardów euro. To koszt porównywalny z największymi programami kosmicznymi. Szacowałem około 10 lat na opracowanie i zbudowanie bezpiecznego systemu oraz około 25 lat na samo wydobycie i neutralizację – dodaje prof. Lech Rowiński.

„Żaden kraj nadbałtycki nie udźwignie sam programu liczonego w miliardach euro”

Naukowcy wskazują, że rozwiązanie problemu zalegającej broni chemicznej na dnie Bałtyku wymaga nadania odpowiedniego priorytetu działaniom międzynarodowym i osiągnięcia konsensusu. Wyłącznie współpraca między państwami pozwoli z jednej strony na podjęcie działań, a z drugiej — na udźwignięcie gigantycznych kosztów tego przedsięwzięcia.

– Proponowałem powołanie konsorcjum. Wstępnie rozważano udział stoczni mającej doświadczenie 
w budowie platform, firmy opracowującej technologię neutralizacji chemicznej oraz zespołu projektującego pojazdy i urządzenia podwodne. Kompetencje są dostępne, ale przedsięwzięcie przekracza możliwości pojedynczej uczelni, firmy czy nawet jednego resortu. Potrzebny jest długoterminowy program międzynarodowy z jasno wyznaczonym użytkownikiem, odpowiedzialnością i finansowaniem. Można argumentować, że odpowiedzialność spoczywa przede wszystkim na państwie, do którego należała amunicja, ale po kilkudziesięciu latach i przy transgranicznym charakterze morza takie podejście nie rozwiąże problemu. Niemcy prowadzą działania na własnych wodach i rozwijają technologie, lecz rejon Bornholmu wymaga współpracy kilku państw. Żaden kraj nadbałtycki nie udźwignie sam programu liczonego w miliardach euro. Potrzebny jest mechanizm europejski – pointuje prof. Lech Rowiński.

Piotr Kallalas

dziennikarz portalu Trójmiasto.pl 
zajmujący się tematyką naukową 
i systemem ochrony zdrowia

Farmaceutyki od lat trafiają do ścieków, jednak dopiero w ostatnim czasie zaczęto dostrzegać skalę problemu i jego konsekwencje dla środowiska. Choć nowe przepisy unijne po raz pierwszy nakładają obowiązek usuwania wybranych substancji leczniczych ze ścieków, skuteczne i ekonomicznie uzasadnione technologie dopiero powstają. Nad rozwiązaniami opartymi na nowoczesnych materiałach fotokatalitycznych pracują naukowcy z Politechniki Gdańskiej.

Każda produkcja przemysłowa charakteryzuje się odmiennym składem ścieków. W przypadku obecności niebezpiecznych metali ciężkich obowiązują jednak bardzo restrykcyjne przepisy oraz procedury ich oczyszczania. Odmienna sytuacja dotyczy narastającego problemu obecności farmaceutyków, które trafiają do ścieków różnymi drogami – między innymi jako aktywne metabolity wydalane przez człowieka czy na drodze procesu produkcyjnego – w tym obszarze regulacje są wciąż niewystarczające.

– Przez wiele lat farmaceutyki nie były uwzględniane w wymaganiach dotyczących jakości oczyszczonych ścieków. Był to dość duży problem. Klasyczne oczyszczalnie ścieków bardzo dobrze radzą sobie z zanieczyszczeniami, z myślą o których zostały zaprojektowane. Farmaceutyki od dawna trafiały do ścieków, jednak przez wiele lat nie poświęcano im takiej uwagi jak klasycznym zanieczyszczeniom. Obecnie sytuacja zaczyna się zmieniać. Nowa dyrektywa unijna dotycząca oczyszczania ścieków uwzględnia już wybrane farmaceutyki i wprowadza wymagania dotyczące ich usuwania (EU 2024/3019). Teraz największym wyzwaniem będzie skuteczne wdrożenie tych rozwiązań w praktyce oraz opracowanie technologii, które pozwolą usuwać te związki w sposób efektywny i ekonomicznie uzasadniony – tłumaczy dr inż. Marta Prześniak-Welenc z Instytutu Nanotechnologii i Inżynierii Materiałowej Wydziału Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej Politechniki Gdańskiej.

W ostatnim czasie dynamicznie rozwijają się technologie pozwalające na detekcję farmaceutyków 
w ściekach. Wynika to z faktu, że człowiek zaczął interesować się skutkami obecności spożywanych leków, które trafiają do ścieków. Te wszak od dawien dawna się tam znajdują, a w ostatnich latach nastąpił wzrost produkcji leków i ich konsumpcji. Leczymy coraz więcej chorób – zwiększyła się również dostępność farmaceutyków o różnym działaniu.

– Wiele zależy od rodzaju leku. Dla przykładu naproksen, który jest jednym z częściej wykrywanych niesteroidowych leków przeciwzapalnych w środowisku, może ulegać rozkładowi pod wpływem promieniowania UV, więc nie jest szczególnie trwałym związkiem w wodzie. Są jednak leki, które są znacznie bardziej trwałe i dlatego częściej wykrywa się je w środowisku wodnym, jak na przykład diklofenak. Wiele farmaceutyków jest wydalanych z organizmu w postaci niezmienionej lub jako aktywne metabolity, które również trafiają do ścieków. Kolejnym przykładem jest metformina. Coraz więcej osób choruje na cukrzycę, więc zużycie tego leku rośnie. Stosowane są również leki hormonalne, dlatego w ściekach mogą pojawiać się związki o aktywności hormonalnej. Dochodzą do tego środki antydepresyjne i leki przeciwnowotworowe. Coraz więcej takich substancji trafia do środowiska – mówi dr inż. Marta Prześniak-Welenc.

Ślady farmaceutyków od Czarnej Hańczy po Antarktykę

W pewnym zakresie substancje są usuwane w oczyszczalniach, ale nawet najbardziej nowoczesne systemy są w stanie usuwać do ponad 70 proc. leków. Standardowe oczyszczalnie nie mogą się pochwalić takimi wynikami. Widać to również po badaniach, jakie przeprowadzono cztery lata temu w naszym kraju.

– Polska uczestniczyła w międzynarodowym badaniu dotyczącym zawartości farmaceutyków 
w rzekach, opublikowanym w 2022 roku. Badania prowadzono między innymi na Czarnej Hańczy, 
w Suwałkach, a więc w mieście liczącym kilkadziesiąt tysięcy mieszkańców. Nawet tam wykrywano farmaceutyki w stężeniach rzędu setek nanogramów na litr wody. Co ważne, nie był to problem wyłącznie dużych aglomeracji. Ślady farmaceutyków wykryto nawet na Wyspie Króla Jerzego w Antarktyce, co pokazuje, jak powszechne stało się ich występowanie w środowisku – podkreśla dr inż. Marta Prześniak-Welenc.

Farmaceutyki w ściekach to pozostałości leków i ich metabolity, np. antybiotyki, hormony, leki przeciwbólowe, przeciwzapalne, przeciwdepresyjne czy przeciwpadaczkowe. Po dostaniu się do środowiska mogą powodować szereg negatywnych interakcji, na przykład zaburzać gospodarkę hormonalną organizmów i generować problemy z rozrodem. Wiemy już więc, że mamy kłopot, co nie oznacza, że wiemy, jak go rozwiązać.

– Problem polega na tym, że gdybyśmy mieli tylko jedno zanieczyszczenie, moglibyśmy dobrać do niego odpowiednią technikę. Istnieje kilka zaawansowanych procesów utleniania, które są bardzo efektywne, ale ich parametry trzeba dobrać do konkretnego zanieczyszczenia albo określonej grupy związków. Tymczasem skład ścieków zmienia się dynamicznie. Zależy między innymi od sezonowości, liczby mieszkańców czy sposobu stosowania leków. W miastach turystycznych, takich jak Gdańsk, skład ścieków może dodatkowo zmieniać się wraz z napływem dużej liczby osób. Zmieniają się więc zarówno rodzaje substancji, jak i ich stężenia, a system trudno jest do tego na bieżąco dostosowywać. Jednym z rozwiązań stosowanych w tzw. czwartym stopniu oczyszczania jest adsorpcja. Jest to stosunkowo prosta i uniwersalna metoda. Zanieczyszczenia adsorbuje się na aktywnych materiałach. Przykładem jest węgiel aktywny, który wychwytuje różne substancje i nie musi być bardzo selektywny – tłumaczy dr inż. Marta Prześniak-Welenc.

Przyszłość należy do rozwiązań fotokatalitycznych

Technologia idzie do przodu, jednak to, co daje obiecujące wyniki w badaniach laboratoryjnych, nie zawsze daje się wykorzystać w skali rzeczywistej, gdzie mamy do czynienia z ogromnymi przepływami. Adsorbent ulega wysyceniu, co wiąże się z niższą wydajnością, koniecznością stosowania czujników i wymiany złoża. Obecnie naukowcy starają się szukać rozwiązań zwiększających efektywność.

– W naszym projekcie staramy się opracować taki system oczyszczania za pomocą adsorbentu, 
w którym nie kończymy procesu na samym wychwyceniu zanieczyszczeń. Obecnie zużyty materiał wymaga regeneracji lub utylizacji, a jednym z możliwych rozwiązań jest jego obróbka termiczna. Zanieczyszczenia są wówczas usuwane, ale proces ten wiąże się z dodatkowymi kosztami i może prowadzić do powstawania produktów pośrednich. My chcemy zastosować oczyszczanie fotokatalityczne. Naszym celem jest materiał, który będzie regenerował swoją powierzchnię poprzez fotokatalityczną degradację zaadsorbowanych na niej zanieczyszczeń, dzięki czemu będzie mógł być ponownie wykorzystany – zapowiada dr inż. Marta Prześniak-Welenc.

Gdańscy naukowcy pracują nad bardzo obiecującym adsorbentem – materiałem nieorganicznym będącym fotokatalizatorem.

– Są to związki na bazie wanadanów, między innymi wanadany magnezu i potasu. To grupa materiałów, której potencjał w zastosowaniach środowiskowych dopiero zaczynamy poznawać. Pod wpływem światła mogą fotokatalitycznie degradować zaadsorbowane na swojej powierzchni zanieczyszczenia, dzięki czemu odzyskują zdolność do dalszej adsorpcji – tłumaczy dr inż. Marta Prześniak-Welenc i dodaje: – Badamy, jak przebiega regeneracja tych materiałów. Jesteśmy na etapie kontrolowania kinetyki reakcji. Zbyt intensywny proces może prowadzić do powstawania produktów pośrednich i stopniowej utraty aktywności materiału. Dlatego trzeba dobrać takie warunki, aby materiał skutecznie się regenerował i zachowywał swoje właściwości.

Naukowczyni podkreśla, że największym wyzwaniem nie jest adsorpcja substancji występującej 
w dużym stężeniu. Prawdziwym wyzwaniem jest wychwycenie zanieczyszczenia występującego w bardzo małym stężeniu i przy dużym przepływie wody. Dlatego potrzebny jest materiał o szybkiej kinetyce sorpcji, który zdąży wyłapać zanieczyszczenie w krótkim czasie kontaktu z wodą.

– Prowadzimy również badania nad bardziej rozważnym projektowaniem materiałów. Chcielibyśmy wykorzystać metody data science i modelowanie, aby przewidywać, jakie materiały należy dobrać albo połączyć ze sobą w celu uzyskania największej efektywności w określonych warunkach. Zależy nam na tym, aby projektowanie materiałów opierało się na analizie danych, a nie wyłącznie na metodzie prób i błędów. Chodzi o to, aby do algorytmu wprowadzić informacje o właściwościach materiałów, zanieczyszczeń oraz warunkach środowiskowych i na tej podstawie dobrać odpowiednią matrycę oraz sorbent. Badania są na razie na etapie wstępnym, ponieważ wymagają czasu, ale pierwsze wyniki są obiecujące – dodaje dr inż. Marta Prześniak-Welenc.

Piotr Kallalas

dziennikarz portalu Trójmiasto.pl 
zajmujący się tematyką naukową 
i systemem ochrony zdrowia