– Woda deszczowa sama w sobie nie jest szkodliwa dla roślin, ale jeśli spływa po dachach i innych powierzchniach, to zbiera wszystkie zanieczyszczenia, które się na nich osadzają – mówią Mateusz Baluk i Damian Makowski, doktoranci z Katedry Technologii Środowiska Wydziału Chemii UG. Młodzi naukowcy zajęli drugie miejsce w konkursie EkoMaster za projekt „MOF-ujemy deszczówkę: z deszczu pod rynnę, a potem… do ogrodu!”. Jakie mają plany na dalszy rozwój swojego projektu?
Szymon Gronowski: Zajęliście drugie miejsce w konkursie EkoMaster, w którym otrzymaliście nagrodę za projekt pod tytułem „MOF-ujemy deszczówkę: z deszczu pod rynnę, a potem… do ogrodu!”. Co to za konkurs i na czym polegał wasz projekt?
Mateusz Baluk: Konkurs polegał na zaprojektowaniu rozwiązania ekologicznego, które można potencjalnie zastosować na uczelni i porównać jego wykorzystanie z innymi dotychczasowymi rozwiązaniami środowiskowymi oraz wykazać pozytywny wpływ tego działania na środowisko. W konkursie można było zaproponować projekt lub samą ideę. My skupiliśmy się na projekcie. Opracowaliśmy prawie gotowe rozwiązania, a także przygotowaliśmy kosztorys.
Damian Makowski: Nasz pomysł polegał na zaprojektowaniu zbiorników retencyjnych, których celem jest wykorzystywanie wody deszczowej, oczyszczanie jej i późniejsze przechowywanie. Tę wodę można później wykorzystać na przykład do podlewania terenów zielonych na kampusie.
Jakie były Wasze zadania podczas przygotowania projektu?
Mateusz Baluk: Sama idea takiego zbiornika to wspólna praca naszej dwójki. Ja bardziej skupiłem się na kosztorysie oraz na samym działaniu urządzenia.
Damian Makowski: Z kolei techniczne aspekty bardziej należały do moich obowiązków. Stworzyłem sam projekt urządzenia – najpierw na papierze. Przeprowadziłem wstępne badania, sprawdziłem, jakie materiały filtrujące można zastosować do takiego oczyszczania oraz jaki ma to wpływ na środowisko.
Mateusz Baluk: W filtrze, który zaprojektowaliśmy, wykorzystujemy pochodne tak zwanych szkieletów metaloorganicznych MOFs. Są to materiały sorpcyjne, które, dzięki swoim właściwościom nadają się do pochłaniania zanieczyszczeń zarówno z wody, jak i z powietrza. W porównaniu do klasycznych sorbentów, takich jak na przykład węgiel aktywny, powierzchnia MOFs lub ich pochodnych może osiągać nawet kilkanaście tysięcy metrów kwadratowych na gram. Poprzez łatwą modyfikację takich materiałów możemy selektywnie zbierać takie zanieczyszczenia. Węgiel aktywny sorbuje wszystkie zanieczyszczenia, a my, wykorzystując takie zmodyfikowane materiały możemy sorbować selektywnie. Można porównać takie urządzenie do dzbanka filtrującego wodę. Tam również mamy złoże sorpcyjne, które może zawierać m.in. węgiel aktywny. Woda przepuszczana przez złoże jest oczyszczana, a zanieczyszczenia są przez nie sorbowane.
MOFs byłyby bardziej wydatne od węgla aktywnego?
Mateusz Baluk: Tak, byłyby bardziej wydatne do oczyszczania wody. Musimy jednak na razie mieć na uwadze, że te materiały nie są jeszcze zbadane pod kątem ich wykorzystania do oczyszczania wody zdatnej do picia.
Zadaniem konkursowym było zaprojektowanie ekologicznych rozwiązań, które można potencjalnie wykorzystać na uczelni tworząc ekoKampus. Jak sądzicie, jaki jest potencjał Waszego rozwiązania? Czy woda filtrowana w zaproponowany przez Was sposób nadawałaby się tylko do nawadniania terenów zielonych, czy miałaby też inne zastosowania?
Damian Makowski: Jeżeli chodzi o samą ideę naszych zbiorników, to skupiliśmy się głównie na tym, żeby oczyszczona woda nadawała się do podlewania, ale same zbiorniki mają również potencjał retencyjny. Woda po oczyszczeniu mogłaby być przechowywana i wykorzystywana do podlewania w okresie suszy, aby ograniczyć zużycie wody wodociągowej.
Czy niefiltrowana woda deszczowa nie nadaje się do ogrodu?
Damian Makowski: Nieoczyszczona deszczówka zbiera zanieczyszczenia z powietrza, na przykład WWA, czyli Wielopierścieniowe Węglowodory Aromatyczne. Podlewanie roślin taką wodą może powodować akumulację tych zanieczyszczeń w roślinach. Przefiltrowanie wody zapobiega przenikaniu szkodliwych zanieczyszczeń do roślin.
Mateusz Baluk: Woda deszczowa sama w sobie nie jest szkodliwa dla roślin, ale jeśli spływa po dachach i innych powierzchniach, to zbiera wszystkie zanieczyszczenia, które się na nich osadzają. Nikt nie chciałby podlewać roślin albo myć podłogi zmagazynowaną wodą deszczową, która zawiera o wiele więcej zanieczyszczeń niż zwykły deszcz.
Jakie widzicie szanse i możliwości na wprowadzenie Waszego projektu w życie, na przykład na naszym kampusie?
Mateusz Baluk: Jeżeli takie zbiorniki byłyby przy każdym budynku Uniwersytetu Gdańskiego, to można by było całkowicie uniezależnić te obiekty od wody wodociągowej przy podlewaniu naszych pięknych, zielonych powierzchni. Wystarczyłaby jedynie woda zmagazynowana w zbiornikach retencyjnych. Wierzymy, że przyniosłoby to to pozytywny efekt nie tylko środowiskowy, lecz także społeczny. Tego typu zbiorniki zawierałyby odpowiednie detektory parametrów jakości wody. Każdy mógłby podejść i sprawdzić jakość magazynowanej wody, dowiedzieć się, ile tych zanieczyszczeń tak naprawdę jest w deszczówce. Można powiedzieć, że to byłby taki profil deszczówki, swoisty odcisk palca środowiska, w którym się znajdujemy.
Czy macie już dalsze plany na realizację Waszego projektu?
Mateusz Baluk: Aktualnie pracuję nad szkieletami metaloorganicznymi, ich syntezą oraz charakterystyką. Damian z kolei wykorzystuje MOFs do tworzenia pochodnych, tlenkowych związków porowatych. Badamy ich właściwości. Jeśli wyniki będą obiecujące, to kolejnym etapem jest synteza tych materiałów w dużej skali, ponieważ złoże sorpcyjne powinno być o wadze kilogramowej, a nie w skali laboratoryjnej. Kolejnym krokiem byłoby zbudowanie urządzenia możliwego do opatentowania.
Wobec tego życzę Wam powodzenia! Dziękuję za rozmowę.
Rozmawiał Szymon Gronowski