Mikroteršalai ir vandens kokybė: ateities iššūkiai?

Kodėl mikroteršalai – aktuali problema?

Vandens užterštumas mikroteršalais – globalinė problema. Nuotekų valyklose naudojamos įprastinės technologijos nepajėgios pašalinti mikroteršalų. Nemaža dalis jų susikaupia nuotekų dumble.

Kol kas Lietuvoje šių teršalų mažinimas teisiškai nereglamentuojamas. Tačiau atsižvelgiant į ilgalaikius taršos mažinimo aspektus bei bendrą Europos politiką, tvariausias sprendimas yra užkirsti mikroteršalų, taip pat ir mikroplastiko, patekimą į vandens ciklą. Tai turėtų būti sprendžiama taršos šaltinio vietoje. Būtinų sąlygų, palaikančių tokį taršos šaltinių kontrolės mechanizmą, nustatymas – tai iššūkis visai ES. Kitas būdas spręsti aplinkosaugos problemas – sisteminga vartojimo ir gamybos įpročių transformacija, kuri padėtų greičiau pereiti prie žiedinės ir ekologiškos ekonomikos.

Kokia Europos patirtis mažinant mikroteršalų patekimą į aplinką?

Pastaraisiais metais, skirtingos Europos šalys (Šveicarija, Nyderlandai, Švedija, Vokietija, Danija, Belgija, Suomija, Lenkija ir kt.) ganėtinai aktyviai savanoriškai sprendžia šią problemą, pagrindinį dėmesį sutelkiant į konkrečią mikroteršalų kategoriją, pvz., farmacinių medžiagų šalinimą.

Puikus pavyzdys – Šveicarija. Nuo 2016 m. šioje šalyje įsigaliojo teisinis reglamentavimas dėl mikroteršalų valdymo, kuriuo siekiama iki 2040 m. sumažinti 80% mikroteršalų apkrovą nuotekose taikant pažangias technologijas. Vadovaujantis „Micropoll“ mikroteršalų buitinėse nuotekose valdymo strategija, šalyje buvo atlikti išsamūs vandens šaltinių monitoringo tyrimai ir pilotiniai bandymai nuotekų valyklose, nustatyti valyklų modernizavimo prioritetai. Lygiagrečiai buvo sprendžiamas ir finansavimo klausimas bei ilgalaikė subalansuota apmokestinimo tvarka.

Kitose šalyse, pvz. Vokietijoje, Švedijoje, taip pat sėkmingai atlikti išsamūs moksliniai bei bandomieji tyrimai, įgyvendinti pilno pajėgumo projektai nuotekų valyklose, teikiant pirmenybę objektams, kurie yra greta jautriausių vandens šaltinių, pvz., geriamojo vandens resursų.

Tyrimų rezultatai rodo, kad farmacinių medžiagų likučių šalinimo efektyvumas taikant oksidaciją (ozonavimą) ir/ar adsorbciją (aktyvintąją anglį) yra ganėtinai aukštas – siekia 95% ir daugiau. Tačiau mikroteršalų spektras yra ganėtinai platus, todėl sprendžiant skirtingas problemas gali būti taikomos skirtingos technologijos ir jų kombinacijos.

Ar Lietuvoje yra atliktų tyrimų, o gal ir įgyvendintų projektų?

Lietuvos patirtis mikroteršalų tyrimų srityje prasidėjo nuo „Morpheus“ („Farmacinių medžiagų šalinimas pietinės Baltijos jūros rajonuose“) projekto 2017 m., kurio metu buvo atliktas išsamus apkrovos farmacinėmis medžiagomis vertinimas pasirinktose Baltijos regiono nuotekų valyklose ir paviršiniuose vandens telkiniuose. Kito iš dalies finansuojamo pagal ES Pietų Baltijos bendradarbiavimo per sieną programos projekto „Less is More“ metu UAB „Kretingos vandenys“ nuotekų valykloje įdiegta ketvirtosios pakopos valymo grandis – anglies filtrai (angl. Granulated Activated Carbon, GAC) – farmacinių medžiagų šalinimui.

Šiemet, tikimasi, bus patvirtintas dar vienas jungtinis Latvijos–Lietuvos projektas „MEDWwater“ (Pharmaceuticals in wastewaters – levels, impacts and reduction), kurio pagrindiniai tikslai – didinti farmacinių medžiagų taršos valdymo efektyvumą, nustatyti tinkamas ir efektyvias priemones atsižvelgiant į farmacinių medžiagų taršos apkrovas ir priimančių vandens telkinių būklę, parengti prioritetinių nuotekų valymo įrenginių sąrašą ir rekomendacijas dėl farmacinių medžiagų šalinimo, stiprinti bendradarbiavimą tarp suinteresuotų šalių.

Džiugu, kad užsienio valstybės skatina tarpvalstybinį bendradarbiavimą, skiria paramą jungtiniams projektams ir suteikia galimybę Lietuvai išbandyti pažangias technologijas. Šiemet kartu su partneriais iš Švedijos esame pateikę paraišką dėl dalyvavimo Švedijos instituto inicijuotame projekte „SI grant for the Baltic sea region“, kuriame pakviestos dalyvauti kelios Lietuvos ir Estijos įmonės. Projekto metu planuojama atlikti nuotekų pilotinius bandymus taikant pažangias technologijas BDS (biocheminis deguonies suvartojimas) ir ChDS (cheminis deguonies suvartojimas) mažinimui, įvertinti jų efektyvumą, integralumą.

Geroji praktika ir gairės yra pakankamai aiškios, reikia tikėtis Lietuvos suinteresuotų šalių didesnio įsitraukimo ir atsakingų institucijų bendradarbiavimo sprendžiant aktualią pasaulinio masto taršos problemą.

Kokios pažangios technologijos, inovatyvūs sprendimai pasitelkiami įveikiant mikrotaršos problemą vandens sektoriuje?

Globalūs iššūkiai vandens sektoriuje reikalauja naujų į ateitį orientuotų technologijų ir sprendimų, kurie būtų energetiškai efektyvūs, tvarūs bei ekonomiški. Remiantis pasauline praktika vandens ir nuotekų valymui vis dažniau taikomos pažangios technologijos, kurių veikimo principas gali būti pagrįstas cheminiu (oksidaciniu), fizikiniu (atskyrimo), adsorbciniu, absorbciniu ir biologiniu procesais arba jų kombinacijomis.

Pvz., patvarūs organiniai ir neorganiniai teršalai, mikro- ir nanoplastikai bei mikroteršalai (farmacinės medžiagos, fenoliai, ftalatai, perfluorinti angliavandeniliai (PFAS), bisfenoliai (BPA, BPS ir t. t.), dioksinai, toksinės medžiagos, pesticidai, angliavandeniliai, PPCP (farmacijos ir asmens priežiūros produktai) ir daugelis kitų) efektyviai šalinami taikant ozonavimą (O3), aktyvintą anglį (GAC, PAC), pažangios oksidacijos procesą (angl. Advanced Oxidation Process, AOP), ultrafiltraciją (UF) ir jų kombinacijas (O3-BAF(GAC), SF-O3-GAC, PAC-UF, UF-BAF(GAC), UF-O3-GAC ir t.t.). AOP metu vietoje susidarantys galingi laisvieji radikalai, dėl didelio jų reaktyvumo, geba oksiduoti patvarius kompleksinius cheminius junginius, kurie įprastai biologiškai sunkiai arba nėra skaidomi.

Daugelį metų išsamūs tyrimai buvo skirti pažangios oksidacijos procesų teorijai ir jos praktiniam pritaikomumui, o taip pat naujų ekologiškų, AOP naudojančių technologijų tyrinėjimui. Dėl šių technologijų sinergijos įrodyto veiksmingumo šalinant patvarius teršalus iš vandens, nuotekų, patrauklios ekonomikos, vertinant investicijas, atsiperkamumą ir eksploatacines sąnaudas, kompaktiškumo ir tvarumo, daugelyje skirtingų pramonės ir vandens ūkio objektų visame pasaulyje buvo įdiegtos AOP principu veikiančios sistemos. Ne išimtis yra ir Lietuva.

Kokia yra pažangių technologijų taikymo sritis?

Pažangių technologijų taikymo sritis yra labai plati dėl jų variacijos ir sinergijos su kitomis technologijomis. Pažangių technologijų taikymas ypatingai reikšmingas nuotekų tvarkymo ir biodujų gamybos objektuose, farmacijos, biotechnologijų, medicinos, tekstilės, skalbyklų, maisto, gėrimų pramonėse, žuvivaisoje, baseinuose ir vandens parkuose, laivuose ir kt. Taikant pažangias technologijas gali būti sprendžiamos įvairios problemos, pvz., mikroteršalų ir toksinių medžiagų šalinimas, BDS/ChDS mažinimas, biodujų gamybos išeigos didinimas, dumblo kiekio mažinimas, dezinfekcija/sterilizacija, biologinio užterštumo prevencija, biologinio proceso efektyvumo ir stabilumo didinimas, oro valymas, kvapų šalinimas ir kt. Kitas esminis pažangių technologijų taikymo aspektas – esamų gamybos ir technologinių procesų optimizavimas, efektyvumo didinimas, eksploatacinių sąnaudų mažinimas.

Pažangių technologijų integracija į esamą gamybos technologiją yra ganėtinai nesudėtinga dėl technologijų kompaktiškumo ir integralumo.

Pramonėje holistinio požiūrio taikymas atveria paslėptų resursų ir potencialių galimybių, pvz., energijos gamyba naudojant biodujas, bioplastiko gamyba iš nuotekų, šilumos atgavimas iš nuotekų, išvalytų nuotekų, gamybos vandens pakartotinis naudojimas taupant vandens resursus ir t. t. Atsižvelgiant į ES siekius didinti atsinaujinančios energijos dalį, anaerobinis nuotekų dumblo skaidymas biodujų reaktoriuose taip pat tampa vis populiaresnė praktika ir Lietuvoje, kuri suteikia galimybę efektyviai panaudoti nuotekų dumblo potencialą. Kadangi biodujų išeiga priklauso nuo dumblo kokybės, svarbu pirminiame etape užtikrinti dumblo kaip žaliavos kokybę. Vienas tokių sprendimų gali būti sieros junginių šalinimas taikant pažangias technologijas prieš anaerobinį skaidymą, siekiant užtikrinti didesnį metaną generuojančių bakterijų aktyvumą ir biodujų kiekį.

Ar galite pateikti konkretesnių pavyzdžių?

Trumpai apžvelgsiu vieną maisto pramonės pavyzdį – pieninę.

Pieno pramonėje vanduo plačiai naudojamas skirtinguose technologiniuose procesuose, nesvarbu, ar pieninė perdirba šviežią pieną, gamina sūrį ar sausus pieno miltelius. Čia taip pat susidaro nemaži nuotekų kiekiai. Trumpai tariant, pieninė – tai skirtingų vandens srautų ir ciklų pramonė, kurioje yra daug paslėptų potencialų ir resursų.

Pvz., viena iš pagrindinių šio sektoriaus augimo rinkų – pieno miltelių gamyba. Vanduo iš pieno išgarinamas, o iš vieno litro žalio pieno pašalinama apie 0,9 litro vandens – garų kondensato. Šis vanduo yra tinkamas pakartotiniam naudojimui nepaisant to, kad jame yra pieno likučių. Tinkamai apdorotas garų kondensatas gali būti pakartotinai naudojamas kaip plovimo vanduo, tokiu atveju yra taupomi vandens ištekliai, mažinami nuotekų kiekiai. Aišku, kai garų kondensatas pašalinamas iš ciklo, nuotekos tampa dar labiau koncentruotos ir tam reikalinga tolesnė veiksmų strategija – platesnis požiūris į visą technologinių procesų grandinę kaip visumą.

Naudojant atitinkamas technologijas, pvz., išrūgos, nuotekų dumblas gali būti paverstos biodujomis, kurios savo ruožtu gali būti naudojamos kitiems gamybos procesams – garams gaminti, pienui pašildyti, pasterizuoti ir t.t. Tokio sistemingo gamybos procesų pertvarkymo taikant pažangias technologijas dėka palaipsniui pereinama prie žiedinės ekonomikos.

Jūs esate UAB „Inertus“ technologijų direktorė. Kokie praktiniai sprendimai pritaikomi inertinių medžiagų versle?

„Inertus“ viena iš pagrindinių veiklų – inertinių medžiagų (smėlio, žvyro, grunto, granito, dolomito) tiekimas ir karjerinės įrangos, atliekų perdirbimo sprendimų pardavimas bei konsultacijos. Turėdami ilgalaikę patirtį šioje srityje klientams siūlome profesionalius ir inovatyvius sprendimus, kurie orientuoti į tvarią gamybą. „Inertus“ sinergija – ilgametė patirtis kelių statybos, inertinių medžiagų karjerų eksploatavimo ir pažangių technologijų vandens, nuotekų, oro valymo srityse, suteikiant klientams profesionalius ir inovatyvius sprendimus.

Inertinių medžiagų gavyba Lietuvoje – viena iš sričių, kuriai dar nėra taikomi griežtesni aplinkosauginiai reikalavimai vandens, naudojamo inertinių medžiagų plovimui, valymui. Tačiau šis klausimas yra prioritetinis kalnakasybos pramonėje užsienio valstybėse, ypatingai ten, kur vandens ištekliai yra riboti bei kur išgaunamos specifinės naudingosios iškasenos.

Inertinių medžiagų produktų gamybos metu naudojami nemaži vandens kiekiai, o susidarančiose nuotekose būna nemaža koncentracija suspenduotų dalelių, ištirpusių ir neištirpusių mineralinių medžiagų, kitų teršalų. Uždaro vandens ciklo strategija įgauna pagreitį visame pasaulyje, kadangi tai vienas iš pagrindinių žiedinės ekonomikos aspektas. Užsienio šalių atsakingos institucijos pradėjo sparčiai įgyvendinti vandens valdymo karjeruose gaires. Jose pateikiamos rekomendacijos ir pasiūlymai dėl vandens telkinių apsaugos, kurie yra grindžiami atliekų kiekių mažinimo principais ir aktyviai skatinama mažinti, perdirbti ir pakartotinai naudoti gamybinį vandenį. Tam gali būti naudojami fizikiniai (hidrociklonai, nuvandeninimo sietai, nusodintuvai, filtrpresai) ir cheminiai (oksidaciniai) vandens valymo sprendimai, kas suteikia galimybę ne tik racionaliai naudoti, bet ir apsaugoti vandens išteklius.

Kaip jūs „atradote“ aistrą gilintis ir taikyti inovatyvias technologijas bei sprendimus kovojant su taršos problemomis?

Studijas Vilniaus Gedimino technikos universitete pasirinkau tikslingai, visad buvau linkusi į techninius niuansus, gamybą, realų procesų suvokimą. Po studijų grįžau į gimtąjį kraštą – Klaipėdą, kur dar studijuodama magistrą įsidarbinau AB „Klaipėdos vanduo“. Čia prasmingai ir kūrybingai eita profesiniu keliu, džiaugiuosi, kad tuo metu, ką tik „iškeptai“ jaunai vandentvarkietei buvo suteikta galimybė visapusiškai savirealizacijai, laisvė idėjoms ir pasitikėjimas.

Vėliau susipažinau su pažangiomis vandens, nuotekų, oro valymo technologijomis, jų taikymu sprendžiant nestandartines taršos problemas pramoniniuose, vandentvarkos objektuose, kartu su inovatyviais valdymo ir optimizavimo sprendimais. Pavyzdžiui, vandens pramonės skaitmenizavimo „Water 4.0“ koncepcijos įgyvendinimas kartu su pažangiomis valymo technologijomis padeda pasiekti labai aukštą valymo efektyvumą ir stabilumą esant skirtingiems darbo režimams, realiuoju laiku reaguoti į taršos pokyčius, optimizuoti procesus, sumažinti išlaidas bei gerinti vandens valdymo procesus.

Šioje srityje matau didžiulį potencialą ir daug prasmingų darbų, o man asmeniškai tai neišsemiama profesinio tobulėjimo galimybė. Dabar, dirbdama technologinių sprendimų pardavimų, konsultacijų srityje, kartais save apibūdinu kaip „problemų medžiotoja“, kurios misija – visapusiškai padėti pramonei, vandentvarkos ūkiui siekiant bendro tikslo – tvarios ir švarios aplinkos.