Miljardit ihmiset ympäri maailmaa kamppailevat saadakseen juomavettä. Vedenpuutetta aiheuttavat monet tekijät, kuten politiikka. Ilmastonmuutos pahentaa tilannetta entisestään: runsaan sadannan alueella vesivarat voivat saastua tulvien seurauksena, kun taas toisaalla vesivarat haihtuvat kuivuudesta johtuen. Ilmaston lämpenemisen myötä myös haitalliset taudit leviävät herkemmin veden kautta. Lisäksi merenpinnan nousu uhkaa makean veden lähteitä.
Ratkaisu 1: Veden käsittely haitta-aineita hyödyntävien levien ja bakteerien avulla
Puhdas vesi on yksi LUT-yliopiston strategian kulmakivistä. Tavoitteena on muun muassa varmistaa puhtaan veden saatavuus ja tehokas materiaalikierto. LUT-yliopiston väitöstutkija ja ympäristöbioteknologian asiantuntija Rebecca J. Wicker tutkii, miten haitta-aineita syöviä leviä ja bakteereita voitaisiin hyödyntää jätevedenpuhdistuksessa.
Wicker visioi, että ihmiset voisivat tehdä muovipusseista tai -pulloista bioreaktorijärjestelmiä, joilla orgaanisia haitta-aineita voitaisiin sitoa tehokkaasti keinotekoisen kosteikon tavoin. Koska ratkaisu on yksinkertainen, edullinen ja skaalattava, käytännössä kuka tahansa voisi ottaa sen käyttöön missä tahansa.
”Samalla kun levät ja bakteerit puhdistavat vettä, ne myös poistavat ilmastonmuutosta aiheuttavaa hiilidioksidia ilmakehästä. Lisäksi ne poistavat vedestä liiallisia ravinteita, jotka rehevöittävät Itämerta”, Wicker sanoo.
”Kun mikro-organismeja käytetään vedenpuhdistuksessa, prosessissa syntyvää leväbiomassaa voidaan myös kerätä talteen ja hyödyntää bioenergian, kuten biokaasun, etanolin ja biodieselin, tuotannossa. Seuraava tutkimukseni keskittyykin siihen, miten jätevesien käsittelyssä syntyvä materiaali voidaan muuttaa kiertotaloutta tukeviksi, arvokkaiksi resursseiksi”, hän jatkaa.
Myös pienempien, mikroleviä hyödyntävien bioreaktoreiden käyttäjät voivat myydä biomassaa biojalostamoille.
“Bioreaktorissa on potentiaalia edulliseksi, helpoksi ja siirrettävissä olevaksi biopohjaiseksi ratkaisuksi. Sen avulla voimme viedä pohjoismaisia biotalouden periaatteita muuallekin maailmaan”, Wicker tiivistää.
Ratkaisu 2: Auringonvalon valjastaminen uusien haitta-aineiden poistamiseen
Suurinta osaa talousvesilaitoksista ja jätevedenpuhdistamoista ei ole suunniteltu uusien haitta-aineiden, kuten lääkejäämien, poistamiseen. Vesistöjen lääkeainejäämien tutkimus on osoittanut, että kehittyneiden maiden vesivarannot voivat olla saastuneempia kuin haluttaisiin uskoa.
LUT-yliopiston tutkijatohtori Kinga Skalska on erikoistunut prosessi- ja ympäristötekniikkaan. Hän toteuttaa työssään LUTin tavoitetta ehkäistä kemikaalien pääsyä ympäristöön. Skalska optimoi tehostettuja hapetusmenetelmiä, kuten otsonointia, fotokatalyysia ja ei-termistä plasmaa, poistamaan lääkeaineita ja muita uusia haitta-aineita jätevesistä. Tehostetut hapetusmenetelmät ovat erilaisia kemiallisia prosesseja, jotka vapauttavat veden haitta-aineita hajottavia hydroksyyliradikaaleja.
Yhdessä projekteistaan Skalska etsii vaihtoehtoja titaanidioksidia käyttäville fotokatalyyttisille hapetusprosesseille, koska niissä käytetään paljon energiaa kuluttavaa UV-valoa.
”Tutkimme parhaillaan, miten grafeeninanohiukkasia eli grafeenikvanttipisteitä voitaisiin valmistaa niin, että fotokatalyysi aktivoituisi näkyvässä valossa”, Skalska kertoo.
Näkyvään valoon perustuvien hapetusprosessien katalyytiksi riittäisi auringonvalo, minkä vuoksi energiankulutus olisi vähäisempää. Tämä puolestaan hillitsisi ilmastonmuutosta.
Wickerin, Skalskan ja heidän kollegoidensa tutkimus osoittaa, että LUT-yliopiston monitieteisellä tutkimuksella voidaan löytää uusia ja kestäviä vedenpuhdistustapoja sekä vastata ilmastonmuutoksen kaltaisiin ympäristöhaasteisiin.
Faktoja vesipulasta
- 29 %:lla maailman ihmisistä ei ole kunnollista mahdollisuutta käsienpesuun
- 26 % ei saa juodakseen puhdasta vettä
- 46 %:lla ei ole pääsyä turvallisiin käymälöihin
Lähde: OurWorldInData.org
Lisätietoja:
