Wykorzystanie biotechnologii do oczyszczania ścieków u źródła
Zanieczyszczona woda jest głównym zagrożeniem dla środowiska i zdrowia mieszkańców Indii. Problem stanowi szereg różnych zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych, które utrzymują się w środowisku przez długi czas i stanowią zagrożenie dla zdrowia ludzkiego. Wśród nich wymienia się zanieczyszczenie fluorem, które dotyczy 19 stanów w Indiach, a także obecność związków rakotwórczych i arsenu w wodzie zgłaszana przez 10 stanów. Zazwyczaj do oczyszczania zanieczyszczonych wód powierzchniowych i gruntowych stosuje się metody fizykochemiczne, ale są one kosztowne w użyciu, wymagają specjalnej infrastruktury oraz dodatków chemicznych i środków kondycjonujących. Projekt SPRING, współfinansowany ze środków Unii Europejskiej i indyjskiego Departamentu Nauki i Technologii, miał na celu znalezienie rozwiązania dla tego palącego problemu. „Zespół projektu SPRING opracowuje technologię biooksydacji do oczyszczania ścieków z różnych źródeł”, wyjaśnia Sanjukta Patra, profesor w Indyjskim Instytucie Technologii Guwahati (IITG), pełniąca rolę koordynatorki zespołu naukowego z Indii. „Opracowujemy niedrogi, skalowalny, stabilny system enzymatyczny do usuwania zanieczyszczeń oparty na biooksydacji”. Ten zintegrowany system, który łączy technologię bioremediacji z narzędziami do monitorowania w czasie rzeczywistym, można zainstalować u źródła, tak by oczyszczone ścieki pozostawały w bezpiecznych granicach. Może być stosowany jako alternatywa dla zabiegów fizykochemicznych lub w połączeniu z nimi.
Oczyszczanie ścieków u źródła
System SPRING opiera się na technologii biooksydacji, która do rozkładania zanieczyszczeń wykorzystuje zaawansowany proces oparty na enzymach. Patra kieruje zespołem badającym różne przyjazne dla środowiska enzymy, które mogą oczyszczać nie tylko zanieczyszczenia organiczne, takie jak ścieki, ale także zanieczyszczenia nieorganiczne, pochodzące między innymi z farbiarni, garbarni czy zakładów galwanizacyjnych. Na podstawie tych prac badawczych naukowcy z Indyjskiego Instytutu Technologii w Kharagpur (IITKGP) opracują metody masowej produkcji tych enzymów w celu wykorzystania ich na skalę komercyjną. Koordynatorką projektu z ramienia UE jest Rajnish Kaur Calay, profesor systemów energetycznych na Norweskim Uniwersytecie Arktycznym. Wyjaśnia ona, że biooksydacja skażonych miejsc będzie przeprowadzana za pomocą wydajnego inteligentnego bioreaktora zaprojektowanego i wyprodukowanego przez zespoły badawcze pracujące na Uniwersytecie w Peczu na Węgrzech, w portugalskim instytucie badawczym INESC TEC oraz w indyjskiej firmie Elixir. Zespół projektu SPRING stworzy co najmniej dwa prototypy służące do demonstracji technologii, która odbędzie się w kwietniu 2024 roku przy udziale innych zainteresowanych stron, w tym gminy Bhimavaram i partnerów branżowych. W ramach projektu przeprowadzonych zostanie szereg prób terenowych na obszarach miejskich i wiejskich. Ponadto zespół projektu SPRING pracuje nad nowymi systemami bioczujnikowymi opartymi na mikrobiologicznych ogniwach paliwowych (MFC), które umożliwią zdalne wykrywanie zanieczyszczeń przenoszonych przez wodę na obszarze objętym zakresem badań.
Zwiększanie poziomu gotowości technologicznej
Oczekuje się, że niektóre z systemów opracowywanych w ramach projektu osiągną siódmy poziom gotowości technologicznej (TRL 7) i będą mogły być wykorzystywane w zastosowaniach wykraczających poza oczyszczanie ścieków. „Po ukończeniu fazy demonstracji następnym etapem będzie opracowanie systemu jako produktu gotowego do wprowadzenia na rynek, co jest zadaniem realizowanym przez firmę Elixir, partnera branżowego uczestniczącego w projekcie”, mówi Calay. „Firma Elixir prowadzi już rozmowy z lokalnymi przedsiębiorcami z branży spożywczej i farmaceutycznej w sprawie produkcji i instalacji systemów oczyszczania ścieków na ich potrzeby”, dodaje. Ze względu na ograniczenia w podróżowaniu, jakie obowiązywały na świecie przez większość czasu trwania projektu, uczeni z Europy i Indii nie mogli odwiedzać badanych lokalizacji ani innych laboratoriów. Jednak wspólna praca naukowa mogła być zrealizowana za pośrednictwem doktorantów w IITG w Indiach i w firmie Enviroinvest (strona internetowa w języku węgierskim) na Węgrzech.
Słowa kluczowe
SPRING, Indie, woda, biooksydacja, enzymy, ścieki, oczyszczanie, monitorowanie, mikroorganizmy, paliwo, ogniwo
