Jakie zmiany zachodzą w podejściu do oczyszczania ścieków i wody pitnej? Jak sprawić, by toksyczne cząsteczki były bardziej biodegradowalne? Co możemy zrobić w domu, np. wybierając środki czystości, aby chronić nasze wody? Rozmawiamy z profesorem Ruim Martinsem z Uniwersytetu w Coimbrze (Portugalia), który odwiedził Uniwersytet Gdański w ramach V edycji programu „Profesorowie wizytujący UG”.

Dorota Rybak: - Czy mógłby Pan powiedzieć nam na początek kilka słów o swoich ogólnych zainteresowaniach badawczych?

Prof. Rui Martins: - Jestem inżynierem chemii na Wydziale Inżynierii Chemicznej Uniwersytetu w Coimbrze, w Portugalii. Moje badania koncentrują się głównie na oczyszczaniu ścieków. Początkowo zajmowałem się przede wszystkim ściekami rolno-przemysłowymi, które są bardzo trudne do oczyszczenia tradycyjnymi metodami. Wynika to z faktu, że tradycyjne metody opierają się w dużej mierze na procesach biologicznych, a tego rodzaju ścieki są silnie toksyczne, więc wykazują bardzo niską biodegradowalność. Dlatego moje badania koncentrują się na rozwijaniu tak zwanych Zaawansowanych Procesów Utleniania (Advanced Oxidation Proceses, AOP). Opierają się one na chemicznym utlenianiu ścieków i mogą być stosowane - np. w przypadku ścieków rolno-przemysłowych - do rozbijania toksycznych cząsteczek na mniejsze cząstki, które można oczyszczać metodami biologicznymi w konwencjonalny sposób.

Był to zasadniczo temat mojej pracy doktorskiej; po ukończeniu studiów i rozpoczęciu pracy dydaktycznej moje zainteresowania przeniosły się w kierunku ścieków komunalnych. Są one bardzo dobrze oczyszczane metodami biologicznymi, ale wraz z rozwojem chemii analitycznej wykryto, że istnieją pewne związki w znacznych stężeniach, których nie można usunąć za pomocą procesów biologicznych. Mówię tu o niektórych związkach farmaceutycznych lub substancjach, których używamy w naszych codziennych produktach, takich jak środki czyszczące lub kosmetyki. Obecnie moje zainteresowania naukowe skupiają się na opracowaniu Zaawansowanych Procesów Utleniania, które można stosować po tradycyjnym, biologicznym oczyszczaniu ścieków w celu usunięcia tych związków.

- Jednak Pana badania związane z wizytą na Uniwersytecie Gdańskim dotyczą wody pitnej, a nie ścieków. Jak do tego doszło? I na czym skupia się ten projekt?

- Cóż, możliwość realizacji projektu dotyczącego wody pitnej pojawiła się dzięki Komisji Europejskiej. Wraz z grupą prof. Adriany Zaleskiej-Medynskiej z Uniwersytetu Gdańskiego mogliśmy ubiegać się o dotację. Projekt ten dotyczy następującej kwestii: wiadomo, że kiedy pobieramy wodę pitną, musimy ją dezynfekować. W tym celu używamy chloru, aby usunąć wszelkie bakterie i zanieczyszczenia biologiczne znajdujące się w wodzie. Proces ten nazywa się utlenianiem. Głównym problemem jest to, że podczas procesu utleniania część substancji organicznych, które nadal znajdują się w wodzie, wchodzi w interakcję z chlorem i tworzy tak zwane produkty uboczne dezynfekcji. Są to chlorowane związki organiczne, które są zazwyczaj toksyczne dla wielu gatunków, a także dla zdrowia ludzkiego. Oczywiście przy poziomach, w jakich są one wytwarzane, nie stanowią dla nas bezpośredniego zagrożenia; woda pitna, którą pijemy, jest bezpieczna. Nadal możemy ją pić bez obaw.

- Jaki problem próbujecie zatem rozwiązać?

- Problem polega na tym, że pobieramy wodę między innymi z rzek, a zmiany klimatyczne i zanieczyszczenia, które do nich wprowadzamy, doprowadzają do coraz większego zanieczyszczenia wody. Oznacza to, że pobierając wodę do celów pitnych, będziemy musieli stosować więcej chloru, czyli zwiększyć poziom uzdatniania. Wzrośnie więc również poziom produktów ubocznych. Jednym z głównych celów tego projektu - projekt ma kilka celów, ale mówię o aspekcie, którym ja się zajmuję i w którym uczestniczy również Uniwersytet Gdański - jest opracowanie technologii, które będą w stanie usunąć te pierwotne substancje organiczne znajdujące się w wodzie źródłowej, przed dezynfekcją, tak abyśmy mogli uniknąć powstawania produktów ubocznych.

- I ten projekt był powodem Pana wizyty na Uniwersytecie Gdańskim?

- Głównie tak. Współpracujemy z Uniwersytetem Gdańskim w kilku obszarach. Profesor Adriana i ja mamy wspólnego doktoranta, który zajmuje się głównie zanieczyszczeniami budzącymi coraz większe obawy w zakresie oczyszczania ścieków. Obecny projekt jest finansowany z grantu i kończy się pod koniec tego roku, ale już myślimy o nowych konkursach i możliwościach finansowania, aby kontynuować współpracę między Uniwersytetem w Coimbrze a Uniwersytetem Gdańskim - to był również jeden z powodów mojej wizyty tutaj, aby omówić osobiście, jaką drogą możemy podążać dalej.

- Podczas pobytu prowadził Pan również zajęcia ze studentami, prawda?

- Tak. Wygłosiłem wykład na temat całego projektu H2O4ALL. Jego celem jest nie tylko oczyszczanie wody, ale także monitorowanie jej jakości, co jest bardzo ważne. Staramy się opracować techniki oceny toksyczności związków, które mogą znajdować się w wodzie, aby zająć się tymi, które są naprawdę szkodliwe dla ludzkiego zdrowia.

Kolejną podstawą projektu jest zaangażowanie społeczne. Bardzo ważne jest, aby ludzie angażowali się w część naukową i wiedzieli, że jakość wody w dużej mierze zależy od tego, co robimy w naszych domach. Chodzi o podnoszenie świadomości na temat tego, jak możemy oszczędzać wodę lub jak możemy dokonywać lepszych wyborów, kupując na przykład środki czystości, które nie zanieczyszczają wody w tak dużym stopniu - w obiegu wody wszystko jest ze sobą powiązane.

Dlatego w naszym projekcie, którym chcemy dotrzeć do ogółu społeczeństwa, mamy również grupę z Uniwersytetu w Leeds w Wielkiej Brytanii, która zajmuje się naukami społecznymi. Potrafią oni przełożyć nasz język chemików na prostszy, tak aby był zrozumiały dla ogółu społeczeństwa.

- Czy może nam Pan opowiedzieć coś o europejskim prawodawstwie dotyczącym uzdatniania wody?

- Był to temat mojego wykładu skierowanego do doktorantów. Pod koniec ubiegłego roku Komisja Europejska wydała nowe rozporządzenie dotyczące ścieków komunalnych, zgodnie z którym oczyszczalnie ścieków będą zobowiązane do monitorowania niektórych zanieczyszczeń budzących coraz większe obawy, takich jak farmaceutyki i produkty higieny osobistej. Będą one musiały wdrożyć tzw. oczyszczanie czwartorzędowe (po oczyszczaniu już stosowanym), które powinno być skuteczne w usuwaniu tych coraz bardziej niepokojących zanieczyszczeń. W takim przypadku zaawansowane procesy detoksykacji mogą być opcją do zaimplementowania. Myślę, że bardzo ważne jest, aby studenci o tym wiedzieli. Technologie te istnieją, możemy je optymalizować, możemy poprawiać ich skuteczność i jest to ogromny i ważny obszar badań. Istnieje tu wiele możliwości, zarówno pod względem naukowym, jak i pozaakademickiej kariery zawodowej.

- Dziękuję za rozmowę!

Prof. Rui Martins gościł na Wydziale Chemii Uniwersytetu Gdańskiego w ramach piątej edycji programu „Profesorowie wizytujący UG” na zaproszenie prof. dr hab. Adriany Zaleskiej-Medynskiej.

Nabór do szóstej edycji trwa do 5 grudnia 2025 r.