Hodowla ryb rośnie w Europie jak na drożdżach, ale bez czystej wody nie ma mowy o zdrowych rybach na talerzu. Kłopot w tym, że tylko 37% europejskich wód powierzchniowych spełnia wymogi środowiskowe. Międzynarodowy zespół unijnego projektu SusWater postanowił oczyszczać wodę tym, co zwykle ląduje w koszu: celulozą, chitozanem, skrobią, żelatyną, a nawet grzybami wyizolowanymi ze ścieków — a na końcu możesz sprawdzić, czy masz zadatki na detektywa czystej wody.
Akwakultura, czyli hodowla ryb i innych organizmów wodnych, należy do najszybciej rosnących gałęzi przemysłu spożywczego. Coraz więcej ryb, które trafiają do sklepów i restauracji, nie pochodzi z połowów na otwartym morzu, tylko z hodowli. Taka produkcja ma jeden warunek, którego nie da się obejść: potrzebuje dużych ilości czystej wody. A z tym w Europie jest problem. Jak wynika z danych przytoczonych przez twórców projektu, tylko 37% wód powierzchniowych na kontynencie spełnia wymogi środowiskowe.
Co to oznacza w praktyce? W rzekach i jeziorach krążą pozostałości leków, metale śladowe i cała masa związków chemicznych, których nie widać gołym okiem. Dla hodowcy ryb każda taka substancja to ryzyko. Dla naukowców — zagadka do rozwiązania.
Za projektem SusWater, finansowanym przez Unię Europejską, stoi konsorcjum złożone z dziewięciu partnerów z trzech kontynentów. Koordynacją zajmowała się Paola Calza, profesor Uniwersytetu w Turynie. W zespole spotkali się specjaliści od chemii analitycznej i środowiskowej, materiałoznawstwa, biologii i toksykologii, a także ludzie, którzy wiedzą, jak przenieść rozwiązanie z laboratorium do zakładu przemysłowego.
Taki skład nie był przypadkowy. Badacze nie chcieli opracować jednej cudownej technologii, lecz całe strategie: od wykrycia zanieczyszczenia, przez jego usunięcie, po monitorowanie jakości wody. Każdy z tych etapów wymaga innej wiedzy, dlatego chemik musiał dogadać się z biologiem, a toksykolog z inżynierem.
Najciekawsza część projektu dotyczy materiałów. Zamiast sięgać po drogie i trudne w utylizacji substancje, zespół postawił na surowce odnawialne i odpadowe. Oto, z czego korzystali badacze:
Sztuka polegała na tym, by te elementy ze sobą zgrać. „Połączyliśmy je z zaawansowanymi materiałami fotokatalitycznymi i technologiami membranowymi, łącząc fotokatalizę, adsorpcję i procesy biologiczne” — tłumaczy Paola Calza.
Żeby coś usunąć, najpierw trzeba wiedzieć, że to w ogóle jest w wodzie. Tradycyjne badania skupiają się na liście znanych substancji. Zespół SusWater opracował procedurę analityczną, która obejmuje nie tylko znane zanieczyszczenia, ale też szerszą, dotąd nieznaną frakcję mikrozanieczyszczeń. To trochę jak praca detektywa, który szuka nie tylko podejrzanych z listy, ale też osób, o których nikt jeszcze nie słyszał.
Drugim filarem projektu jest monitoring. Badacze opracowali i opatentowali przenośne czujniki elektrochemiczne, które wykrywają śladowe ilości metali i leków bezpośrednio na miejscu, bez wożenia próbek do laboratorium. Według zespołu mogą one stać się tanią alternatywą dla klasycznego monitoringu środowiskowego i oceny jakości wody.
Rozwiązania sprawdzano w praktyce na wodach z pięciu krajów: Danii, Hiszpanii, Japonii, Włoch i Tajlandii. Tak różne miejsca pozwoliły przekonać się, czy technologie radzą sobie w odmiennych warunkach.
Projekt zostawił po sobie sieć współpracy obejmującą Europę, Azję i Amerykę Południową. Powstała też spółka spin-off Penso Green, która zajmuje się ponownym wykorzystaniem wody przemysłowej bez zrzutu cieczy do środowiska. Prace nie kończą się jednak na tym. „Kilka kierunków badań zainicjowanych w ramach projektu jest obecnie dalej rozwijanych, co pozwala przenieść zastosowanie zaawansowanych materiałów, metodologii analitycznych oraz zrównoważonych technologii uzdatniania wody na nowe zanieczyszczenia, scenariusze środowiskowe i konteksty przemysłowe” — mówi koordynatorka.
Zespół zadbał też o to, by o jego pracy usłyszeli nie tylko specjaliści. Naukowcy prowadzili warsztaty, pojawiali się na festiwalach nauki i podczas Nocy Naukowców, organizowali szkoły międzynarodowe. Powstał nawet komiks „A SusWater story”. „Inicjatywy te pokazały, że złożone pojęcia naukowe można przekazywać w angażujący sposób bez uszczerbku dla naukowej dokładności” — podkreśla Paola Calza.
Opracowane metody mogą w przyszłości przydać się także w farmacji, produkcji żywności i przemyśle chemicznym. Wpisują się również w wymagania znowelizowanej unijnej dyrektywy dotyczącej oczyszczania ścieków komunalnych.
SusWater pokazuje, że czysta woda dla hodowli ryb nie musi oznaczać drogich i nieekologicznych rozwiązań. Odpady spożywcze, grzyby ze ścieków, światło i sprytne membrany mogą razem usuwać zanieczyszczenia, a przenośne czujniki pomagają je wykryć na miejscu. To dziedzina, w której chemia, biologia, materiałoznawstwo i toksykologia muszą działać ramię w ramię — i w której wciąż jest mnóstwo pracy dla kolejnych pokoleń badaczy.
5 pytań · minuta
poleca:
