Jak oczyścić wodę z metali ciężkich? Na Politechnice Krakowskiej badania już trwają!

W tym rozdaniu 71 naukowców przeprowadzi badania wstępne i pilotażowe, kwerendy, staże naukowe i wyjazdy badawcze lub konsultacyjne o łącznej wartości niemal 2,7 mln zł. W grupie nauk ścisłych i technicznych plany badawcze zrealizuje 21 naukowców.

Badania dr inż. Macieja Thomasa z Katedry Technologii Środowiskowych WIŚiE PK mogą w przyszłości przyczynić się do rozwiązania bardzo aktualnego i poważnego problemu – zanieczyszczeń środowiska naturalnego metalami ciężkimi. Są one wykorzystywane w wielu gałęziach przemysłu, w tym w metalurgii, elektrotechnice, elektronice, przy produkcji obwodów drukowanych, a także w galwanotechnice. W przypadku nieefektywnego oczyszczania ścieków przemysłowych, mogą się one przedostawać do urządzeń kanalizacyjnych, oczyszczalni ścieków, a następnie do środowiska naturalnego. Ze względu na ich toksyczne właściwości, muszą być skutecznie usuwane ze ścieków u źródła tj. w zakładowych oczyszczalniach ścieków.

– Planowane w ramach projektu działanie naukowe dotyczyć będzie syntezy politiowęglanu sodu i wieloaspektowej oceny możliwości jego zastosowania do usuwania metali ciężkich z roztworów wodnych – mówi dr inż. Maciej Thomas. Jak wyjaśnia, obecnie wykorzystuje się do tego wiele związków, których właściwości zostały dobrze poznane, a potencjalne ich zastosowania, prawidłowo zdefiniowane. – Ciągle jednak nie ma rozwiązań doskonałych, dlatego poszukuje się nowych związków, które mogłyby wyeliminować wszystkie niedostatki tych aktualnie stosowanych lub stanowić dla nich interesującą alternatywę. Związki te powinny charakteryzować się nie tylko wysoką skutecznością usuwania jonów metali ciężkich z roztworów wodnych, ale również niewielką toksycznością ogólną oraz w stosunku do różnych elementów środowiska, w tym do mikro(organizmów) wodnych. Takim związkiem, niedostatecznie poznanym i zbadanym, w kontekście jego zastosowania do usuwania jonów metali ciężkich, jest politiowęglan sodu. Wydaje się być obiecującym ze względu na jego potencjalnie wysoką efektywność. Czy jednak faktycznie sprawdzi się wobec skali wyzwania, to wymaga przeprowadzenia odpowiednich badań – zaznacza naukowiec PK.

Badania w ramach projektu nagrodzonego w konkursie MINIATURA będą miały charakter podstawowy, zostaną przeprowadzone na roztworach modelowych, w warunkach mikroskali. Obejmą m.in.: przeprowadzenie syntezy politiowęglanu sodu z zastosowaniem ultradźwięków, zbadanie właściwości fizykochemicznych otrzymanego związku, zbadanie skuteczności usuwania metali ciężkich z roztworów wodnych, zbadanie składu produktów strącania oraz zbadanie wymywania jonów metali ciężkich z produktów strącania. – Zdobędziemy w ten sposób nową wiedzę m.in. nt.: uwarunkowań dotyczących syntezy, właściwości fizykochemicznych i reaktywności politioweglanu, składu produktów strącania i możliwości uwalniania się z nich metali ciężkich. Tę wiedzę będziemy mogli zastosować potem w większej skali np.: do opisu zjawisk zachodzących globalnie i do opracowania sposobów przeciwdziałania nim, zwiększenia skali syntezy materiałów, opracowania procesów technologicznych i potencjalnego ich wdrożeniu do praktyki w inżynierii środowiska – wyjaśnia naukowiec z WiŚiE PK.

Ten plan badawczy dobrze wpisuje się w cele konkursu MINIATURA, który służy finansowemu wspieraniu działań naukowych o wstępnych, pilotażowym charakterze, z perspektywą przygotowania na ich podstawie założeń dla większego projektu badawczego (finansowanego już w kolejnych konkursach ogólnokrajowych lub międzynarodowych). – W przypadku naszego wyzwania w dalszym etapach możemy prowadzić badania w skali laboratoryjnej, jednakże z zastosowaniem surowców do syntezy stanowiących uboczne produkty przemysłowe (siarkowodór, siarka) i ścieków rzeczywistych, pochodzących np. z galwanicznej obróbki metali, pracować nad przeskalowaniem procesów do skali półtechnicznej, a w konsekwencji nad opracowaniem założeń techniczno-technologicznych i próbą wdrożenia wyników badań do praktyki – zapowiada dr inż. Maciej Thomas.

W czwartej rundzie konkursu MINIATURA wsparcie w łącznej wysokości 2 684 013 zł otrzyma 71 badaczek i badaczy – 23 w obszarze nauk humanistycznych, 21 w grupie nauk ścisłych i technicznych oraz 27 laureatów z grupy nauk o życiu. Działania zostaną zrealizowane w 44 jednostkach naukowych z 17 polskich miastach.