Nowa metoda oczyszczania wody opracowana przez polskich naukowców

Zespół naukowców z Gdańska i Wrocławia uzyskał patent na wynalazek dotyczący usuwania z wód zanieczyszczeń działających na układ hormonalny. Nowa metoda pozwala na obniżenie kosztów oczyszczania wód powierzchniowych ze związków biologicznie czynnych w tym np. z pozostałości leków.

Wynalazek przyczyni się do rozwiązania problemu zanieczyszczenia środowiska naturalnego

.Rzeczniczka prasowa UG Magdalena Nieczuja-Goniszewska przekazała w przesłanym komunikacie, że opatentowana metoda polega na wykorzystaniu tzw. nietermicznej plazmy atmosferycznej.

Wyjaśniła, że proces odbywa się przy użyciu specjalnie zaprojektowanego układu, w którym przepływający roztwór wodny poddawany jest działaniu zimnej plazmy generowanej w powietrzu pod ciśnieniem atmosferycznym poprzez zainicjowanie wyładowania jarzeniowego.

Podała, że innowacyjność metody wiąże się m.in. z ciągłym oraz przepływowym charakterem pracy układu reakcyjno-wyładowczego, możliwością jednoczesnego, skutecznego usuwania co najmniej 7 różnych biologicznie czynnych zanieczyszczeń oraz brakiem konieczności użycia szlachetnych gazów wyładowczych, co obniża koszty prowadzenia całego procesu.

Wynalazek przyczyni się do rozwiązania problemu zanieczyszczenia środowiska naturalnego, w tym wód powierzchniowych, substancjami endokrynnie czynnymi (ang. Endocrine-Disrupting Chemicals, EDCs), umożliwiając ich skuteczną degradację w procesie niewymagającym użycia szkodliwych substancji o charakterze reduktorów czy utleniaczy.

Nowa metoda oczyszczania umożliwi lepszą degradacje niektórych substancji

.Dr hab. Magda Caban, prof. UG przekazała, że zimna plazma atmosferyczna jest obiecującą technologią do oczyszczania ścieków, oferującą wiele korzyści w porównaniu z tradycyjnymi metodami, w tym wysoką skuteczność, bezpieczeństwo dla środowiska i łatwość zastosowania.

Nad wynalazkiem pracowali naukowcy z Międzyuczelnianego Wydziału Biotechnologii UG i GUMed oraz Wydziału Chemii Uniwersytetu Gdańskiego we współpracy z badaczami z Politechniki Wrocławskiej.

Rozwiązanie zostało przetestowane w laboratorium. Kolejnym krokiem są testy w warunkach rzeczywistych i przygotowanie do wdrożenia.

Wynalazek może znaleźć zastosowanie m.in. w przemyśle farmaceutycznym czy rolnictwie, prowadząc do zmniejszenia negatywnego oddziaływania tego typu infrastruktury na środowisko naturalne.

Powódź czy wezbranie? O wodzie okiem

.Woda nierozumiana, źle wykorzystywana lub nieujarzmiona sprawia, że jej energia zwraca się przeciwko ludziom i ich wytworom – pisze geolog i hydrogeolog prof. Jurand WOJEWODA.

Od początków swojego istnienia człowiek zdaje sobie sprawę, czym w jego życiu jest woda – poczynając od jej zastosowań oczywistych, jako cieczy spożywanej i koniecznej dla życia czy płynu używanego dla utrzymania higieny osobistej, po jej właściwości fizyko-chemiczne i techniczne, jako medium generującego siły i transformującego energię. Rozwój człowieka sprawił, że nauczyliśmy się wodę odnajdywać, pozyskiwać, magazynować, uzdatniać i wykorzystywać do różnych celów, takich jak transport, hodowla zwierząt czy produkcja żywności. Nie sposób znaleźć choćby jednego aspektu związanego z życiem człowieka, który nie byłby zależny od wody w mniejszym lub większym stopniu. Dostęp do wody, ale również jej obecność były, są i nadal pozostaną głównym czynnikiem rozwoju społecznego i cywilizacyjnego w historii ludzkości.

Jednak woda to również potencjalne niebezpieczeństwo dla człowieka. Nierozumiana, źle wykorzystywana lub nieujarzmiona sprawia, że jej energia zwraca się przeciwko ludziom i ich wytworom. Procesy przyrodnicze i techniczne, które z naszego punktu widzenia uznajemy za „normalne”, to takie, które spełniają nasze oczekiwania: uznajemy je za rozpoznane, przewidywalne czy wręcz zaplanowane. Z kolei wszystkie te, które nie spełniają naszych oczekiwań, traktujemy jako wydarzenia niekorzystne i w zdecydowanej większości klasyfikujemy je jako zagrożenia lub ryzyka. Te związane z wodą, nazywa się zwykle geozagrożeniami – naturalnymi lub technicznymi/antropogenicznymi.

Trzeba podkreślić, że to samo zdarzenie może mieć różną rangę w zależności od przyjętego układu, jak również koincydencja zdarzeń niższego rzędu w czasie lub przestrzeni może skutkować zmianą rangi zdarzenia na wyższą.

Nasza wiedza dotycząca właściwości i zachowania się wody w konkretnym układzie (środowisku, zbiorniku, obszarze) wynika z wielodyscyplinarnych badań monitoringowych i eksperymentalnych (również modelowych), m.in. klimatologów, synoptyków, hydrologów, hydrochemików, hydrotechników i hydrobiologów. Pozyskane dane i stworzone modele przez wyżej wymienionych dają podstawę dla oceny możliwego zachowania się wody w konkretnych okolicznościach i układach takich jak koryto, dolina, zlewnia, obszar administracyjny. Jednak pełny i wiarygodny model predyktywny musi również uwzględniać wiedzę o przebiegu i skutkach konkretnych zdarzeń w przeszłości, jakie miały miejsce w danym układzie. Takiej wiedzy, dla czasów niezbyt odległych od współczesności, mogą dostarczyć historycy w oparciu o dokumenty zawierające opisy konkretnych zdarzeń. Ale również, a może przede wszystkim archeolodzy i geolodzy, których narzędzia i metodologia pozwalają na rekonstrukcję zdarzeń z zapisu kopalnego, sięgającego milionów lat. Dopiero połączone w ten sposób informacje pozwalają zweryfikować często pochopnie przypisywane zdarzeniom określenia „stuletnich” czy nawet „tysiącletnich”. Dalej omówię kilka faktów dotyczących wody, znanych geologom i raczej słabo rozpowszechnionych publicznie.

Na tak postawione pytanie niemal każdy człowiek ma własną odpowiedź, zależną od jego miejsca w szeroko pojmowanej rzeczywistości przyrodniczej i społecznej oraz od procesów, w których mniej lub bardziej świadomie uczestniczy. Przeciętny konsument czy użytkownik wiąże najczęściej wodę z miejscem jej poboru, czyli np. ze źródłem, studnią lub z jakimś jej zbiornikiem, czyli np. ze stawem, rzeką, ale również z beczką czy chociażby z butelką. Profesjonalista technik zapewne wskaże na jej pochodzenie, przysposobienie oraz sposób transportu, czyli np. ujęcie wód powierzchniowych, podziemnych, stację przysposabiania, sieć wodociągową. Natomiast hydrolog oraz hydrogeolog wskażą przede wszystkim na konkretne elementy systemu migracji/krążenia wody wraz z rozpoznaniem ich relacji i będą próbować oszacować ilościowo te relacje (np. przepływy i retencję wód powierzchniowych i podziemnych).

Geologa interesuje jednak przede wszystkim pochodzenie, rola i udział wody w kształtowaniu Ziemi jako planety w całej historii jej rozwoju. I tutaj pojawiają się ważne, choć mało rozpowszechnione informacje, które w sposób zasadniczy wpływają na całościową ocenę roli wody. Woda istnieje od początku tworzenia się naszej planety, czyli od ok. 4,567 mld lat, lecz jej rola znacząco się zmieniała na różnych etapach. W początkowym, tzw. planetozymalnym etapie rozwoju Ziemi, woda odegrała główną rolę w gęstościowym różnicowaniu się materii ziemskiej i w procesie tworzenia się minerałów oraz skał.

Woda powierzchniowa na Ziemi pojawiła się bardzo późno, tzn. ok. 800 milionów lat temu, jako warstwa wodna lub pokrywa lodowa w naprzemiennych cyklach termicznych. Tylko niewielka jej część to relikt skondensowanej niegdyś protoatmosfery – zasadnicza jej masa powstała we wnętrzu naszej planety i przez wieleset milionów lat wydobywała się na jej powierzchnię przy okazji powstawania oceanów i kontynentów. Z całą pewnością jednak obecny jej skład izotopowy zawiera ślady niemal wszystkich etapów ewolucji Ziemi.

Pierwsza „dostawa” wody z płaszcza nastąpiła w neoproterozoiku, w tzw. kriogenie, w 3–4 epizodach (zdarzeniach), ok. 775–727 Ma (łac. megaannum, 10⁶ lat) (Kaigas), 718–656 Ma (Sturtian), 649–630 Ma (Marinoan) i 576–575 Ma temu. Najprawdopodobniej wiąże się to z późnym okresem formowania się płaszcza Ziemi. Nie rozwijając tematu, dość powiedzieć, że bilans termiczny absorbcji ciepła przez powierzchnię Ziemi był ujemny: więcej ciepła uciekało, niż docierało do powierzchni Ziemi. Tym samym skończyło się to kolejnymi „globalnymi zlodowaceniami” lub jak niektórzy to nazywają – „śnieżnymi kulami” (ang. snowballs).

Kolejne epizody zlodowaceń również wiążą się ze stopniowym rozpadem skorupy ziemskiej i formowaniem się z jednej strony kontynentów, z drugiej oceanów (w znaczeniu geotektonicznym). W paleozoiku mieliśmy dwa kolejne takie zdarzenia: pierwsze w późnym ordowiku (tzw. zlodowacenie andyjsko-saharyjskie, ca 450–420 Ma), związane z intensywnym ryftowaniem i powstaniem m.in. tzw. oceanu Japetus, oraz drugie, bardziej znane, na przełomie karbonu i permu (tzw. zlodowacenie Karoo, ca 360–260 Ma), związane z rozpadem dawnego pralądu Pangei i powstaniem systemu oceanicznego Tetydy, a później uformowaniem się pralądu Gondwany. Również ostatnie zlodowacenie – plejstoceńskie, które rozpoczęło się przed ca 2,58 Ma i które w zasadzie trwa do dzisiaj – poprzedziło ważne zdarzenie zapoczątkowane w triasie: rozpad Gondwany, czemu towarzyszyło m.in. powstanie Atlantyku i wielkiej oceanicznej strefy ryftowej, która współcześnie formuje m.in. największe podmorskie pasmo górskie – Grzbiet Śródatlantycki. Trzeba też pamiętać, że woda w formie pary również stale przedostaje się do atmosfery wszędzie tam, gdzie obecnie ma miejsce aktywny wulkanizm.

Innymi słowy, możemy stwierdzić, że wody w systemie cyrkulacji powierzchniowej Ziemi stale przybywa. Trzeba jednak podkreślić, że geolodzy nie mają w tej kwestii jednolitego stanowiska, a na pytanie, ile wody przybywa, też nie ma jednoznacznej odpowiedzi. Można jednak z całą pewnością stwierdzić, że od kiedy woda pojawiła się na powierzchni Ziemi, przybywa jej średnio nie mniej niż 1 km³ na rok, czyli 1 mln km³ na 1 Ma. A jeśli przyjmiemy ewolucyjny schemat rozwoju hydrosfery ziemskiej, może to być obecnie znacznie więcej. Tym samym, ponieważ udział wody w wymianie termicznej naszej planety jest tak ważny, mogło to stanowić ważny czynnik powodujący cykliczne zmiany klimatu, jakie geolodzy dokumentują w przeszłości Ziemi. Również i teraz taki proces może mieć miejsce, co być może wzmaga inne czynniki kształtujące klimat planety.

Tekst dostępny na łamach Wszystko co Najważniejsze: https://wszystkoconajwazniejsze.pl/prof-jurand-wojewoda-powodz-czy-wezbranie-o-wodzie-okiem-geologa

PAP/MB