O centru, mikroonesnaževalih, novih tehnologijah čiščenja in vlogi mednarodnega sodelovanja smo se pogovarjali s prof. dr. Barbaro Hribar Lee, koordinatorico Centra za raziskave vode, in prof. dr. Andrejo Žgajnar Gotvajn s Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Ljubljani.
Zaradi novih okoljskih izzivov in vse zahtevnejšega upravljanja vodnih virov nastajajo tudi novi raziskovalni centri in povezave med univerzami. Leta 2024 je bil ustanovljen Center za raziskave vode. S čim se ukvarjate?
Hribar Lee: Center za raziskave vode razvija nove pristope za čiščenje in upravljanje vodnih virov. Velik poudarek namenjamo razvoju novih nanofiltracijskih materialov ter uporabi umetne inteligence pri nadzoru kakovosti vode in podpori odločanju. Eden od primerov je področje uporabe pesticidov. S pomočjo podatkov o vremenskih in geografskih razmerah lahko predvidimo pojav določenih škodljivcev in tako priporočimo bolj ciljno ter manjšo uporabo pesticidov. Posledično v okolje pride manj onesnaževal, ki bi jih bilo treba kasneje odstranjevati. Pomemben del našega dela je tudi ozaveščanje javnosti, saj samo čiščenje vode dolgoročno ne bo dovolj. Treba se je zavedati različnih posledic onesnaževanja in velike porabe vode.
S kolegi iz Afrike dajemo velik poudarek tudi izmenjavi raziskovalcev, raziskovalnih metod in različnih praks. Kar se tiče vode, je Afrika najbolj ranljivo območje, ampak glede na globalizacijo in podnebne spremembe se znajo podobni pogoji pojaviti tudi v Evropi in drugje po svetu. Njihovi pristopi, sploh lokalne prakse, so nekaj, kar je za razvoj naših metod in upravljanja virov zelo koristno. Pretok znanja gre tako v obe smeri.
Bi lahko predstavili eno njihovih lokalnih praks?
Žgajnar Gotvajn: Imajo več rastlinskih čistilnih naprav, kjer voda teče skozi sistem nasutij in rastlin, ki pomagajo pri čiščenju. Takšni sistemi so energetsko manj zahtevni in cenejši, pri odstranjevanju mikroonesnaževal pa običajno niso tako učinkoviti. Je pa to zanimiva praksa, dobro znana tudi v Evropi. V Evropi pogosto samoumevno predpostavljamo dostop do elektrike in infrastrukture, čeprav marsikje v svetu to ni zagotovljeno.
Hribar Lee: Dolga leta se je pri njih izvajala praksa čiščenja vode s koreninami. Ker imajo nekateri rastlinski in leseni materiali mikroporozno strukturo, ki lahko določene toksične snovi absorbira, so vodo mešali s koreninami, da bi jo prečistili. V Ameriki so začeli iz ostankov takih dreves tako razvijati kvalitetne filtre.
V Centru za raziskave vode sodeluje več različnih strok. Zakaj je pri raziskovanju vode to pomembno?
Hribar Lee: Upravljanje voda poleg kemije, biologije in okoljskih ved vključuje tudi družboslovje, ekonomijo, politiko in tehnologijo. Podnebne spremembe, težnja k industrializaciji in vedno bolj produktivno kmetijstvo povečujejo pritisk na vodne vire. Onesnaženje ali pomanjkanje vode lahko vpliva na migracije prebivalstva – sploh v Afriki, ob izsuševanju ali namakanju – prehransko varnost in ekosisteme. Zato je pomembno razumeti tudi družbene posledice okoljskih sprememb. Pomembno vlogo imajo tudi strokovnjaki za umetno inteligenco, predvsem pri modeliranju vremenskih sprememb, spremljanju kakovosti vode in podobno. Vsak strokovnjak zelo dobro pozna svoje ožje področje in če želimo razvijati nove metode, je potrebno povezovanje vseh znanj.
Zato tudi pripravljamo nov modul doktorskega študija, ki bo bolj tematsko povezan z vodami. Želimo razviti interdisciplinaren program, ki bi, poleg naravoslovja in inženirstva, vključeval tudi tehnike strojnega učenja, osnove menedžmenta in druga širša znanja. Cilj je, da bi študenti dobili širšo predstavo o okoljskih izzivih in o tem, v kateri smeri je treba iskati rešitve, da jih lahko najdejo. Upamo, da bo program v letu ali dveh pripravljen.
Žgajnar Gotvajn: V modul bi radi privabili tudi kakšne afriške študente, da bi šlo za neko dvosmerno izmenjavo. Ideja je, da bi delno študirali na kateri od evropskih partnerskih univerz in seveda večino dela opravili tudi na matični univerzi v Afriki.
Interdisciplinarnost se odraža tudi v konkretnih raziskovalnih projektih. Katere projekte trenutno razvijate v okviru centra?
Hribar Lee: Z evropskimi in afriškimi partnerji sodelujemo v več mednarodnih projektih, med drugim v okviru programa Obzorje Evropa. Gre za širok projekt, rdeča nit pa je razvijanje cenovno dostopne tehnologije čiščenja vode, ki bi se lahko aplicirala v afriškem okolju, da si bodo lahko privoščili čisto pitno vodo. Projekt seveda zajema tudi vprašanja o vplivih na lokalno prebivalstvo, kako bi to aplicirali na politiko in podobno.
Projektov je res veliko, med drugim raziskujemo čistilne sisteme na osnovi dezinfekcije vode s sončno svetlobo, razvijamo teoretične metode za napoved učinkovitosti različnih nanofiltracijskih materialov za čiščenje vode in v sodelovanju s kolegi s Fakultete za računalništvo pripravljamo različne podatkovne baze. Hkrati je naše sodelovanje močno na področju izmenjave raziskovalcev ter pri doktorskem in podoktorskem izobraževanju.
Raziskave in pogovori o okolju so danes pogosto povezani tudi z vprašanjem onesnaževal, ki jih v okolju dolgo sploh nismo zaznavali, in sicer mikroonesnaževal. Kaj so pravzaprav te snovi?
Žgajnar Gotvajn: Mikroonesnaževala so kemikalije, ki jih najdemo v vodi, zemlji in zraku v zelo nizkih koncentracijah. Zanje obstaja sum, da imajo lahko dolgoročne škodljive učinke na okolje in zdravje ljudi. Običajno ne gre za akutno strupene snovi, ampak za takšne, ki imajo kronične učinke. Vežejo se na neživi del narave, kot so tla ali sedimenti v vodi, lahko se bioakumulirajo v rastlinah, živalih ter ljudeh in potem povzročajo škodljive učinke. Za nekatere snovi je škodljivost že dokazana, pri številnih drugih pa dolgoročnih posledic še ne poznamo dovolj dobro. Raziskave se večinoma izvajajo na testnih organizmih, na podlagi katerih ocenjujemo možne vplive tudi na človeka.
Zakaj teh snovi čistilne napravene odstranijo učinkovito?
Žgajnar Gotvajn: Številna mikroonesnaževala so za mikroorganizme v čistilnih napravah zelo težko razgradljiva. V čistilnih napravah so namreč prisotni mikroorganizmi, ki razgrajujejo snovi, s katerimi se prehranjujejo. Če neka spojina ni biološko razgradljiva, preprosto preide konvencionalni sistem čiščenja v nespremenjeni obliki ali pa se pretvori v drugo obliko. Prav tako gre za izredno nizke koncentracije teh snovi – pogosto govorimo o nanogramih na liter vode – zato jih s predpisanimi nadzori in analizami niti ne opazimo. Se pa zakonodaja spreminja. Evropska unija je že pripravila nove zahteve, in sicer obstaja lista novih dveh skupin dvanajstih kemikalij, ki jih bo treba do leta 2045 nadzirati in odstranjevati iz komunalnih odpadnih voda.
Obseg problema je velik tudi zato, ker obstaja ogromno različnih kemikalij. V bazi Chemical Abstracts Service je registriranih že več kot 275 milijonov spojin, pri čemer so številne neškodljive. Vseh seveda ni mogoče rutinsko analizirati in spremljati. Analitske metode so drage, poleg tega moramo pri meritvah natančno vedeti, katero snov sploh iščemo.
Ali nova zakonodaja bolj poudarja preprečevanje nastanka mikroonesnaževal ali bolj poudarja izboljšanje čiščenja?
Žgajnar Gotvajn: Oboje. Ker velik del mikroonesnaževal izvira iz industrije in farmacevtskih izdelkov ter kozmetike, se bo del stroškov čiščenja oziroma nadgradnje čistilnih naprav prenesel tudi na povzročitelje. Seveda se bo vse odvijalo postopoma, do leta 2045. V Evropi sicer že velja previdnostno načelo, da če za neko snov obstaja sum, da bi lahko bila škodljiva, skušamo njeno uporabo ali izpuste omejiti. Da ne bi neke neznane snovi preveč uhajale v okolje.
Kolikšen delež mikroonesnaževal ustvarimo posamezniki?
Žgajnar Gotvajn: Natančnih številk ni mogoče določiti. Veliko snovi v odpadno vodo pride prek izdelkov za osebno nego, recimo dezodorantov, krem in podobno. Pogosto se v odpadnih vodah pojavljajo tudi zdravila, na primer antibiotiki in antidepresivi. Zelo značilno mikroonesnaževalo je tudi kofein, ki ga najdemo praktično povsod.
Vprašanje mikroonesnaževal pogosto odpira tudi širšo razpravo o kakovosti pitne vode. Bi rekli, da je v Sloveniji nadzor nad njeno kakovostjo dovolj dober?
Žgajnar Gotvajn: Absolutno. Slovenija ima zelo kakovostne vodne vire in dobro urejen sistem nadzora pitne vode. Upravljalci vodovodnih sistemov redno javno objavljajo rezultate analiz, tako kot jih k temu zavezuje zakonodaja. Tako lahko uporabniki kakovost spremljamo tudi sami. Sreča je tudi, da so naši viri pitne vode zelo čisti.
Kaj bo po vašem mnenju največji izziv upravljanja voda v prihodnosti?
Hribar Lee: Eden največjih izzivov bo povezovanje znanstvenih ugotovitev s političnimi odločitvami. Znanstveniki in civilna družba lahko prispevamo svoje mnenje, lahko predstavimo številke in strokovne razlage za nekaj, ampak končna odločitev je na strani politikov.