Eutrofizacja, czyli nadmierne wzbogacanie wód w związki biogenne, przede wszystkim azotu i fosforu, może prowadzić m.in. do zakwitów glonów i sinic, pogorszenia jakości wody oraz zmian w funkcjonowaniu wodnych ekosystemów. Naukowcy szukają sposobów na ograniczenie ilości tych substancji w wodzie.

Jednym z badanych rozwiązań są sorbenty i zeolity wytwarzane z odpadów energetycznych i mineralnych. Materiały te mają wychwytywać związki azotu i fosforu odpowiedzialne za eutrofizację. Jak podaje Politechnika Krakowska, mogą one zawierać nawet 80 proc. surowców odpadowych.

– Opracowaliśmy innowacyjne sorbenty i zeolity, oparte na autorskiej metodzie ich produkcji, które w sposób celowany i selektywny usuwają z wody związki azotu i fosforu – wyjaśnia dr hab. inż. Kinga Korniejenko, prof. PK, jedna z autorek technologii, kierownik projektu CleanLake, cytowana w informacji prasowej uczelni.

Technologia wykorzystuje m.in. odpady przemysłowe, takie jak popioły lotne czy pozostałości po spalaniu biomasy. Naukowcy opracowują materiały o właściwościach pozwalających im wiązać związki obecne w zanieczyszczonej wodzie.

Badacze sprawdzają również możliwość wykorzystania takich materiałów w infrastrukturze związanej z wodą. Sorbenty mogłyby być umieszczane m.in. w elementach służących jednocześnie rekreacji lub ochronie ekosystemów, tak, aby ograniczać ilość azotu i fosforu w wodzie.

Naukowcy badają możliwość dalszego wykorzystania sorbentu po oczyszczeniu wody jako składnika nawozów o kontrolowanym uwalnianiu.

– Sorbent po zużyciu, gdy jest już nasycony biogenami, nie musi trafiać na składowisko. Może być przetwarzany np. na nawozy o spowolnionym uwalnianiu, co pozwala zwrócić składniki odżywcze do cyklu rolniczego – tłumaczy dr inż. Agnieszka Grela z zespołu badawczego, cytowana w informacji prasowej uczelni.

Na kampusie Politechniki Krakowskiej prowadzone są doświadczenia z roślinami zasilanymi nawozem powstałym z materiału sorpcyjnego wykorzystanego wcześniej do oczyszczania wody. Naukowcy monitorują ich wzrost i zamierzają porównać wyniki z efektami stosowania dostępnych na rynku produktów nawozowych. Badania mają pokazać, czy materiał po oczyszczaniu wody może zostać ponownie wykorzystany w rolnictwie.

Takie podejście wpisuje się w ideę gospodarki o obiegu zamkniętym: odpady stają się materiałem służącym do oczyszczania wody, a związane przez niego składniki mogą potencjalnie wrócić do obiegu jako składniki nawozowe.

Technologia powstaje w ramach międzynarodowego projektu CleanLake, realizowanego przez partnerów z Polski, Niemiec i Litwy. Za innowacyjny pomysł zespół z Wydziału Inżynierii Materiałowej i Fizyki oraz Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki PK otrzymał już złoty i srebrny medal na międzynarodowych targach i wystawach wynalazków – Kaohsiung International Invention Design EXPO oraz EUROINVENT.

Konsorcjum przygotowuje również zgłoszenia patentowe dotyczące systemów oczyszczania wód wykorzystujących opracowane materiały.

Systemy są testowane w Polsce i Niemczech. W Polsce rozwiązania są sprawdzane w rzeczywistych warunkach m.in. na Jeziorze Kierskim. Naukowcy zakładają, że w przyszłości podobne technologie mogłyby znaleźć zastosowanie nie tylko w jeziorach, ale również w innych zbiornikach i systemach wodnych.

Badania mają pokazać, czy materiały wytwarzane z odpadów mogą jednocześnie pomóc ograniczać zanieczyszczenie wód i umożliwić odzyskanie części cennych składników. (PAP)

wl/ zan/