Selen możliwy do usunięcia z wody
Naukowcy prowadzący badanie przy wsparciu finansowym UE ustalili, że skażoną selenem wodę można oczyścić przy pomocy stosowanej już technologii. W ramach badania, które opisano w czasopiśmie "Journal of Environmental Quality", naukowcy ze Szwajcarii i Holandii wykazali, że wykorzystywaną na co dzień do uzdatniania ścieków przemysłowych technologię można przystosować do usuwania ze skażonej wolnego selenu. Technologia ta mogłaby także pomóc w uzdatnianiu zanieczyszczonej wody wodociągowej. Selen jest pierwiastkiem śladowym o bardzo ważnej roli - jego niedobór w diecie może prowadzić do poważnych problemów zdrowotnych. Z drugiej strony w nadmiarze pierwiastek ten jest trujący i powoduje zaburzenia żołądkowo-jelitowe, łuszczenie się paznokci, zmęczenie, uszkodzenia układu nerwowego, a w skrajnych przypadkach marskość wątroby i śmierć. Selen występuje naturalnie w glebie i nawozach fosforowych, najczęściej pod postacią rozpuszczalnego związku, selenianu. Problem z selenem w formie rozpuszczalnej polega na tym, że może on odkładać się w tkankach niewielkich organizmów. Wraz ze ściekami rolniczymi spływa do rzek i przedostaje się do łańcucha pokarmowego. W miarę wzrostu stężenia pierwiastka dochodzi do zatrucia, którego skutkami są niewydolność układu rozrodczego i wady wrodzone u zwierząt. Skażenie selenem może nastąpić w wyniku działalności człowieka, np. spalania węgla i wydobycia siarczków. Wysokie stężenie selenu w wodach gruntowych stwierdzono w Irlandii, Francji i regionach Europy Wschodniej. W ramach opisywanej pracy dokonano oceny skuteczności zastosowania reaktora UASB do usunięcia selenu ze skażonej wody. UASB jest bioreaktorem - urządzeniem, w którym odpady przemysłowe i rolne rozkładane są przez mikroorganizmy. W znajdującej się wewnątrz reaktora komorze zawieszona jest warstwa ziarnistego osadu. Woda ściekowa przepływa do góry przez osad, a zawarte w niej związki rozkładane są przez mikroorganizmy. Produktem ubocznym procesu jest metan, który można wykorzystać do celów energetycznych, zazwyczaj do wytworzenia energii elektrycznej potrzebnej do podgrzania komór fermentacyjnych. Bioreaktory UASB są wydajne i stosunkowo mało kosztowne, natomiast obecnie nie są przystosowane do oczyszczania wody pitnej i uzdatniania ścieków bytowych. W większości bioreaktorów nie stosuje się mikroorganizmów o oddychaniu bazującym na selenie, ponieważ nie poznano do końca cyklu selenowego. Wprawdzie bez takich mikroorganizmów możliwe jest usunięcie wolnego selenu z wody, natomiast może wówczas powstać silnie trująca postać tego pierwiastka. Alkilowany selen jest rozpuszczalny i może łatwo przedostać się do otoczenia. Zadanie polega więc na uzyskaniu stałego wolnego selenu z występującej w glebie i wodzie postaci rozpuszczalnej i usunięciu go. Jeżeli nie nastąpi całkowite przekształcenie selenu rozpuszczalnego, pozostanie on w wodzie i przedostanie się do środowiska. Naukowcy stwierdzili, że bioreaktor znakomicie radzi sobie z przekształcaniem selenu rozpuszczalnego w stały, jednakże pod warunkiem wykorzystania mikroorganizmów o oddychaniu selenowym, utrzymania stałej temperatury i odczynu pH oraz ścisłej kontroli prędkości przepływu wody przez osad. W przypadku wahań temperatury lub odczynu w reaktorze UASB podczas fermentacji, bądź też zbyt silnego przepływu wody przez reaktor, wytworzony przez mikroorganizmy wolny selen ma postać bardzo małych cząstek, które również mogą zostać wypłukane na zewnątrz. Oprócz tego, że selen trafia wówczas z powrotem do otoczenia, utracone zostają pewne korzyści. Selen w postaci niezwiązanej jest bardzo cennym surowcem. Powszechnie stosuje się go w szklarstwie, produkcji chemicznej i w pigmentach, stanowi też ważny składnik bębnów drukarek laserowych i kserokopiarek. Wytwarza się z niego ponadto czarny, szklisty materiał, z którego produkowane są koraliki. Odzysk selenu z zanieczyszczonej wody może więc być korzystny ekonomicznie, natomiast rozmiar cząstek powstających w procesie fermentacji musi być na tyle duży, by możliwe było ich wydostanie z reaktora. Reaktory UASB mogą skutecznie oczyszczać wodę skażoną selenem jedynie wówczas, gdy zastosowane zostaną odpowiednie bakterie. Jeżeli uzyskany w ten sposób selen ma nadawać się do dalszego wykorzystania, środowisko bioreaktora musi podlegać ścisłej kontroli. Wprawdzie naukowcy ustalili, że nanocząstki selenu powstałe w słabiej kontrolowanych warunkach można wychwycić stosując odrębny proces, byłoby to rozwiązanie bardziej kosztowne niż lepsza kontrola pracy UASB. Badanie ma szersze znaczenie dla uzdatniania wody do nawodnień, wody kopalnianej, a nawet pitnej. Praca otrzymała wsparcie ze środków unijnego grantu Marie Curie Excellence TEAM, Novel biogeological engineering processes for heavy metal removal and recovery ("Innowacyjne biogeologiczne procesy inżynieryjne przeznaczone do usuwania i odzysku metali ciężkich").
Kraje
Szwajcaria, Niderlandy