Co s krajinou, která je silně znečištěná? Dají se z jejích vod odstranit škodlivé chemikálie, například pesticidy? Tyto otázky si roky kladl profesor Miroslav Černík, ředitel Ústavu pro nanomateriály, pokročilé technologie a inovace Technické univerzity v Liberci.
Vyvinul unikátní technologii čištění vod, která vytéká ze starých skládek pesticidních látek. Ty přetrvaly v Česku i dalších evropských zemích, v nichž socialistický režim kladl velký důraz na používání pesticidů v zemědělství. Představují přitom vážnou ekologickou zátěž.
„Po celé Evropě je opravdu velkých skládek okolo 40 a nespočet menších. Odhaduje se, že je v nich uloženo až 250 tisíc tun lindanu (lindan je vysoce toxický, v půdě přetrvávající organický chlorovaný insekticid, dříve hojně používaný v zemědělství i medicíně, především proti vším a svrabu – pozn. red.) a dalších pesticidních látek,“ říká Černík.
Základem nové technologie nazvané Wetland+ je systém několika filtračních a sorpčních polí, ve kterých je železo a přírodní látky jako rašelina nebo biouhlí. Podstatnou složkou je i uměle vytvořený mokřad. Kontaminovaná voda protéká jednotlivými poli a tím se postupně čistí od pesticidů a dalších nežádoucích látek.
Svou novou technologii v roce 2020 zavedl projektový tým Miroslava Černíka pilotně na výsypce starého lomu v Hájku na Karlovarsku a o dva roky později také v polském Jaworznu. „Systém reaktivních a sorpčních polí v Hájku, kde je uloženo asi pět tisíc tun lindanu, se rozkládá na rozloze 0,75 hektaru a nyní čistí vodu s účinností až 97 procent. V polském Jaworznu je lindanu okolo 37 tisíc tun a naše technologie i v této lokalitě čistí vytékající vodu téměř stoprocentně,“ ujišťuje Černík.
Cena Česká hlava pro Černíka i tým
Nasazení projektu do praxe se podařilo díky evropskému projektu LIFEPOPWAT. Ten je zaměřený na takzvané natural‑based solutions, tedy řešení spočívající ve využití přírodních procesů.
Projekt LIFEPOPWAT měl rozpočet 80 milionů korun, více než polovina byla hrazena z evropských fondů, 17 procent nákladů českých účastníků pokrylo ministerstvo životního prostředí, částkou 240 tisíc korun přispěl na přípravu projektu Liberecký kraj a zbytek, tedy 27 procent, hradili účastníci konsorcia.
Loni v listopadu získal Miroslav Černík za své působení v oboru dekontaminace vod Českou hlavu – Cenu ministra životního prostředí České republiky.
„Beru to jako důkaz toho, že čistá voda i životní prostředí se dostávají do popředí a jsou v posledních letech ve společnosti i ve vědecké komunitě tématem číslo jedna. Když jsme před mnoha lety začínali s dekontaminačními programy na průmyslem těžce zasažených lokalitách, nebylo tomu zdaleka tak,“ připouští Černík.
„Postupnými inovacemi jsme došli k vysoce účinným metodám čištění různých typů vod. Ta naše využívá k čištění také ekosystém uměle vytvořených mokřadů, které mimo jiné zvyšují biodiverzitu v krajině,“ říká.
Výhodou této technologie je také fakt, že se obejde bez výstavby budov čističek a bez další zátěže prostředí, na rozdíl od řady jiných sanačních metod, které využívají vysoké dávky chemikálií. Je to také technologie téměř bezúdržbová, která dokáže roky fungovat bez dalšího zásahu člověka. Jen jednou za několik let je potřeba doplnit železo do nádrží.
Pokud se v Hájku a v Jaworznu potvrdí funkčnost technologie Wetland+, počítá Technická univerzita v Liberci, že ji bude moci nabídnout i dalším zemím.
„Zájemců o naši technologii je potenciálně více než dost, podobně velké skládky mají ve všech evropských zemích. Proto jsme v rámci projektu zřídili také mnoho informačních kanálů pro předávání zkušeností těmto zájemcům,“ doplňuje Černík.
Česko chce zásadní změnu emisních povolenek, odklad mu nestačí. Babiš chce podporu najít i u Macrona
Unikátní membrána odstraní bakterie i kov
Technologie Wetland+ zdaleka není jedinou českou inovací na čištění vod. Loni v listopadu čeští vědci představili filtrační membránu, která dokáže odstranit z vody nebezpečné bakterie i toxické těžké kovy. Funguje bez nutnosti zdroje energie a chemikálií a kombinované znečištění likviduje v jediném kroku.
Podle odborníků mohou tyto snadno obnovitelné membrány znamenat zlom v dostupnosti pitné vody v rozvojových zemích i oblastech zasažených katastrofami. Za výzkumem membrány založené na grafenu stojí vědci z ústavu CATRIN Univerzity Palackého a z ostravského výzkumného centra CEET.
Vědci se zaměřili na využití běžně dostupných a levných filtračních membrán, na které nanesli uhlíkový materiál grafen s chemickými pastmi pro těžké kovy a bakterie.
„Použili jsme grafen modifikovaný karboxylovými skupinami, které účinně zachycují těžké kovy, jako je olovo a kadmium. V další vrstvě membrány jsme použili podobný grafenový materiál s ionty manganu. Ty mají silnou chemickou vazbu na bakterie, což jsme již prokázali v rámci výzkumu atomárních antibiotik,“ vysvětluje autor konceptu Radek Zbořil.
Technologie dosahuje účinnosti filtrace přes 99,999 procenta proti širokému spektru mikroorganismů v destilované, kohoutkové i říční vodě.
Stáhněte si přílohu v PDF
„Membrány navíc vykazují vysokou kapacitu pro zachycování těžkých kovů a splňují tak přísné legislativní limity. Celý proces je velmi jednoduchý, což umožňuje jeho využití i v oblastech bez přístupu k elektrické energii,“ uvádí první autor studie David Panáček. Dodává, že technologie je levná na údržbu, protože membrány lze snadno regenerovat pro opakované použití.
Těžké kovy se dostávají do povrchových vod z průmyslové výroby nebo těžby, zatímco bakterie často pocházejí z nedostatečně čištěných odpadních vod, zemědělské činnosti a dešťových splachů. Dosavadní postupy pro jejich odstranění jsou technologicky náročné a drahé. K odstranění bakterií se používají chemické procesy jako ozonizace nebo chlorace, zatímco těžké kovy se odstraňují vícestupňovými metodami.
„Cílem výzkumu bylo zjednodušit složitý proces úpravy vody a vyvinout levnou technologii, která dokáže odstranit oba typy znečištění v jediném kroku,“ doplňuje Zbořil.
Článek byl publikován ve speciální příloze HN Budoucnost vody a vodárenství.
Přidejte si Hospodářské noviny
mezi své oblíbené tituly
na Google zprávách.
Tento článek máteje zdarma. Když si předplatíte HN, budete moci číst všechny naše články nejen na vašem aktuálním připojení. Vaše předplatné brzy skončí. Předplaťte si HN a můžete i nadále číst všechny naše články. Nyní první 2 měsíce jen za 40 Kč.
- Veškerý obsah HN.cz
- Možnost kdykoliv zrušit
- Odemykejte obsah pro přátele
- Ukládejte si články na později
- Všechny články v audioverzi + playlist
