W poszukiwaniu „Mistrza Czystości” do zwalczania chemicznie skażonych powierzchni

Ob jako nieprzywierająca powłoka w patelniach i garnkach, czy jako wodoodporny osłona w odzieży albo jako środek pieniotwórczy w gaśnicach – tak zwane chemikalia per- i polifluorowane, zwane w skrócie PFC, są szeroko stosowane ze względu na swoje właściwości odpychania wody, brudu i tłuszczu. Ze względu na swoją strukturę chemiczną są jednak trudne lub niemożliwe do rozkładu biologicznego. W naturze nie występują naturalnie.

Projekt partnerski „Biogeniczne kondensaty polimerowe do zastosowania w rekultywacji wód gruntowych i ochronie wód pitnych” (Biokon) ma na celu opracowanie skutecznych substancji, które w połączeniu z solidną technologią oczyszczania pozwolą wyeliminować te chemikalia z obiegów wodnych i gleb. Ponadto procesy te mają być monitorowane za pomocą odpowiednich, jeszcze opracowywanych modeli i narzędzi monitorujących. Ze strony Technische Universität Berlin w projekcie bierze udział Zakład Instalacji i Bezpieczeństwa Technicznego pod kierownictwem prof. dr. Michaela Schwarze. Partnerami są firmy Sensatec z Kilon i Geologik z Münsteru.

Na całym świecie wykryto stężenia PFC w środowisku naturalnym. Dostają się one między innymi do gleby, powierzchniowych wód i wód gruntowych poprzez ścieki i osady oczyszczalni ścieków zanieczyszczone PFC. Dotychczas nie udało się opracować skutecznych metod rekultywacji środowiska do eliminacji tych substancji. Badania Uniwersytetu Ruhr w Bochum wykazały, że niektóre PFC są pobierane przez ludzi z wodą pitną i gromadzą się we krwi. Na podstawie eksperymentów na szczurach i myszach szczególnie podejrzewa się, że krótkie łańcuchy PFC mogą być rakotwórcze. Jednak przeniesienie tych wyników na ludzi jest kwestionowane.

Oprócz PFC, drugim grupą zanieczyszczeń, na które zwraca się uwagę w projekcie, są lotne związki chlorowcopochodne (LCKW). Te rozpuszczalniki były używane do lat 80. w niemal wszystkich gałęziach przemysłu na dużą skalę. Znaczna część terenów zanieczyszczonych w Niemczech jest skażona LCKW. Dlatego eliminacja tych częściowo lotnych i rakotwórczych substancji odgrywa kluczową rolę w rekultywacji terenów zanieczyszczonych. Zanieczyszczenie często znajduje się pod budynkami lub pod utwardzonymi powierzchniami, co uniemożliwia ich wykopanie. Koszty tradycyjnych metod rekultywacji są zwykle bardzo wysokie i czasochłonne.

Projekt badawczy Biokon składa się z dwóch faz. W pierwszej fazie dąży się do rozpuszczenia zanieczyszczeń – głównie LCKW – z gleby i uczynienia ich dostępnymi w fazie wodnej. W drugiej fazie projektu mają być przeprowadzone działania naprawcze w zakresie PFC. Obecne metody rekultywacji jedynie zapobiegają niekontrolowanemu rozprzestrzenianiu się tych substancji. Przy pomocy specjalnie opracowanych biogennych kondensatów polimerowych, opracowanych przez firmę Biosid Deutschland GmbH, mają być przeniesione PFC z niesatysfakcjonującej strefy gleby w warstwie nieprzepuszczalnej do warstwy wodonośnej. Woda gruntowa jest pobierana i poddawana oczyszczeniu z PFC w specjalnej instalacji. Na początku w laboratorium identyfikuje się i opracowuje kondensaty o odpowiednich właściwościach. W pilotażowym teście na miejscu zanieczyszczonym PFC – na przykład na obszarze, gdzie osadzone na polach uprawnych ścieki papierowe służyły jako nawóz – testowane będą opracowane metody.

Celem naukowców pracujących w projekcie jest opracowanie ekonomicznie opłacalnych metod rekultywacji, które będą dostosowane do specyficznych wymagań lokalizacji i zanieczyszczeń, a także uwzględnią różne techniki kondensacji, monitorowania i oczyszczania instalacji. Ma to przyczynić się do zrównoważonego zaopatrzenia w czystą wodę gruntową. Użytkownikami są operatorzy urządzeń do uzdatniania wody pitnej i ich klienci, a także rolnicy podlewający swoje pola wodą gruntową.

Projekt Biokon jest finansowany przez Federalne Ministerstwo Edukacji i Badań Naukowych (BMBF). Jest częścią programu wsparcia BMBF „KMU-Innovativ: Ressourcen- und Energieeffizienz” w obszarze technologii i zastosowań „Zrównoważone zarządzanie wodami”.