Daniel Bouša: K odstraňování nebezpečných látek z vody chceme využívat moderní nanomateriály
Česká republika je ve světě známá i díky svým úspěchům na poli nanotechnologií. Můžeme být pyšni na řadu firem, které na nich založily doslova celosvětový úspěch. Dobrou zprávou je i fakt, že čeští vývojáři neusínají na vavřínech a nanotechnologie tak u nás jdou stále kupředu. Jedním z nich je i podnikatel a vědecký pracovník na Vysoké škole chemicko-technologické v Praze Ing. Daniel Bouša, Ph.D., který pracuje na vývoji nové generace filtračního materiálu pro čištění vod.
Jaký problém se snažíte v rámci svého podnikání řešit?
Člověk produkuje téměř ve všech oblastech své činnosti látky, které se pak dostávají do životního prostředí a kumulují se. Vedle ostatního znečištění je znečištění vodních zdrojů vážným problémem posledního desetiletí. S přibývajícím suchem a ztenčováním vodních zdrojů je ještě důležitější udržovat vodní zdroje čisté pro nás i budoucí generace. V této fázi pracujeme na vývoji nového typu filtračního materiálu pro čištění vod od nebezpečných mikropolutantů.
Mikropolutanty? O jaký typ znečištění se jedná?
Mikropolutanty jsou látky vyskytující se ve vodě jako důsledek průmyslového stylu života v relativně nízkých koncentracích. Bavíme se o koncentracích v jednotkách µg/l. Jejich výskyt je úzce spjatý s lidskou činností. Jedná se hlavně o chemikálie používané v zemědělství, různé druhy léčiv, hormonálních látek a v neposlední řadě také o chemikálie používané v prostředcích osobní péče.
Můžete být konkrétnější a říci více o těchto látkách? Pokud se mikropolutanty vyskytují v nízkých koncentracích, jsou skutečně pro lidi zdravotním rizikem?
Ano, určitě. Co se týká chemikálií používaných v zemědělství, tzv. agrochemikálií, tak se jedná o širokou skupinu organických látek, používaných pro ochranu rostlin před škůdci a zvýšení rostlinné produkce. Patří sem pesticidy, herbicidy, fungicidy, insekticidy a mnoho dalších. Řada těchto látek se každoročně ve velkém aplikuje na polích, odkud je déšť splachuje do podzemních i povrchových vod. U léčiv se jedná o velké množství různých látek používaných v moderní medicíně pro léčbu nemocí. V západním světě dochází k významnému stárnutí populace, která užívá a bude užívat velké množství léčivých přípravků. Dalším příkladem mikropolutantů jsou například parabeny. Jedná se o nejčastěji používanou skupinu látek s antimikrobiálními účinky pro konzervaci kosmetických přípravků. Dále například ftaláty hojně využívané pro změkčování PVC a v levné kosmetice.
Proč jsou mikropolutanty problémové?
Protože jsou obsaženy v relativně nízkých koncentracích. O těchto látkách již víme, že jsou pro člověka nebezpečné. Co ale nevíme, je, jak budou tyto látky působit na lidské zdraví při dlouhodobém vystavení nízkým koncentracím. K tomu navíc ještě přichází v úvahu takzvaný koktejlový efekt. Při něm dochází k vzájemnému, současnému a zcela nepochopenému působení několika látek na lidské tělo. Koktejlový efekt dnes není při klinických testech nezávadnosti brán vůbec v potaz, vždy se určuje působení jedné konkrétní látky.
Jaké řešení tedy navrhujete? Jak chcete mikropolutanty z vody odstraňovat? Na jakém principu je založena tato filtrační technologie?
K odstraňování nebezpečných látek z vody chceme využívat moderní nanomateriály. Nanomateriály jsou velmi zajímavé díky svým malým rozměrům, které jim propůjčují výjimečné vlastnosti. Využíváme uhlíkových nanotrubic, které svým tvarem připomínají lidské vlasy. Jedná se o relativně dlouhé a zároveň velmi tenké struktury tvořené uhlíkovými atomy. Průměr těchto nanotrubic se pohybuje kolem 10 nm, což je přibližně 1000x méně, než má lidský vlas. Díky těmto rozměrům je vnější povrch uhlíkových nanotrubic velmi velký a dobře přístupný, což je činí vhodnými kandidáty pro odstraňování mikropolutantů z vod. Princip této technologie je založen na adsorpci znečišťujících látek na povrchu adsorbentu, podobně jako je tomu v případě stávající technologie využívající aktivní uhlí. Technologie aktivního uhlí je řadu let zaběhlá a v určitých oblastech spolehlivá, ale má své nevýhody. Aktivní uhlí není širokospektrální adsorbent odstraňující z vody velké spektrum mikropolutantů, rychlost odstraňování mikropultantů z vod je nízká díky jeho mikroporézní struktuře špatně přístupné pro vodu a jeho cena je vysoká.
Myslíte si, že by bylo eventuálně možné tímto způsobem čistit i vzduch, který je další nezbytnou podmínkou života člověka na Zemi?
Ano, to je možné. Čištění vzduchu je další potenciální trh, na který bychom chtěli s naším filtračním materiálem proniknout. Tomuto odvětví máme v plánu se věnovat po zavedení filtračního materiálu pro domácí dočištění pitných vod, čištění v úpravnách pitných vod a čističkách odpadních vod.
Je výroba filtračního materiálu finančně nákladná?
Ekonomická stránka našeho projektu se mění postupně s probíhajícím vývojem, takže jeho finální podoba je známa v hrubých obrysech. Vezmeme-li v potaz samotný princip fungování filtračního materiálu, tak nejzásadnější a také finančně nejnáročnější jsou uhlíkové nanotrubice. Jejich průmyslová výroba ale v poslední dekádě urazila velký kus vpřed a je možné je dnes koupit ve velkém množství za relativně rozumnou cenu. Co se týče porovnání ceny s technologií založené na aktivním uhlí, počítáme s tím, že náš filtrační materiál bude minimálně stejně drahý, ne-li ještě levnější.
Za jak dlouho si myslíte, že by bylo možné tuto technologii plně uplatňovat v praxi?
Vývoj filtračního materiálu zakončený prvním poloprovozním zařízením plánujeme do konce tohoto roku. V první polovině příštího roku chceme provést nezbytné poloprovozní testy spojené s nezávislými testy účinnosti a zdravotní nezávadnosti technologie. V druhé polovině roku 2020 plánujeme začít spolupráci s firmou Chemoprojekt, která projevila o náš filtrační materiál zájem a chce ho vyzkoušet při realizaci svého projektu v Basře, Iráku. S Chemoprojektem také plánujeme užší spolupráci při zavádění technologie do praxe. S naší filtrační technologií byste se tedy v praxi mohli setkat od konce roku 2020.
-Thao Phoung-
