Jak na rychlou sanaci podzemních a odpadních vod? Pomocí nanočástic kovů

Dekády těžké průmyslové výroby se na českém životním prostředí podepsaly znečištěním podzemních vod. Jejich sanace ještě nedávno narážela na nepříliš efektivní a nešetrné technologie. To se mění díky výzkumu nanočástic železa na Českém institutu výzkumu a pokročilých technologií (CATRIN), jenž spadá pod Univerzitu Palackého v Olomouci.

Staré znečištění, nové řešení

Jedním z nechtěných aspektů průmyslového dědictví je vysoká koncentrace chlorovaných uhlovodíků, těžkých kovů a pesticidů v podzemních vodách. Tyto látky poškozují játra či nervový systém a existuje i podezření, že podněcují nádorová onemocnění.

Běžné sanační postupy jsou založeny na odčerpání kontaminované vody na povrch, její ošetření a navrácení. O schopnosti železa zneškodnit řadu toxických sloučenin a kovů víme přes 30 let. Problém je v aplikaci – železo na vzduchu rychle oxiduje a ztrácí své schopnosti.

Pokročilou technologii představuje suspenze nanočástic železa, která se do znečištěného podzemí jednoduše „napumpuje“. Čištění vod pak už proběhne samovolně přímo v místě výskytu znečištění.

Na zavedení této metody se podílel Jan Filip, vedoucí oddělení environmentálních nanotechnologií na Univerzitě Palackého v Olomouci. „Anorganický obal nanočástic zajišťuje jejich stabilitu na vzduchu. Můžeme je převážet v práškové formě a reaktivní suspenzi připravit až na místě,“ popisuje Filip. A dodává: „Tato metoda umožňuje sanaci vody přímo pod povrchem.“

Nanočástice v podzemí spouštějí chemickou reakci, která eliminuje chlorované uhlovodíky, chrom či arsen. Efekt lze podpořit aplikací slabého elektrického pole, případně přídavkem laktátu pro podporu biologické degradace. Dlouhodobým působením částic klesá rozsah znečištění během několika měsíců na zlomek původních hodnot.

Kořeny metody sahají zhruba 15 let zpět a vycházejí ze společného úsilí odborníků z Olomouce, Technické univerzity v Liberci a několika sanačních firem. „Nejde o jeden projekt, ale o desítky navzájem propojených aktivit,“ říká vedoucí výzkumný pracovník. V praxi už technologie pomohla např. při sanaci v areálu firmy MARS Svratka, výrobce kovových komponentů.

Šumivé tablety a hledání hranic

Když samotné nanočástice nestačí, „zabalí se“ do formy šumivých tablet. „Tablety používáme hlavně na odpadní a povrchové vody s vysokou mírou kontaminace, kde je potřeba rychlý zásah,“ vysvětluje Filip.

Přenos metody šumivých tablet do praxe zajišťuje nově vzniklý spin-off Global Water Nanotechnologies. Propojení s komerční sférou zrychluje vývoj nových řešení a pomáhá sbírat data z reálného provozu. „Bez tohoto kroku bychom technologii nedostali za hranice laboratoře,“ přibližuje výzkumník.

Obě technologie stále podstupují validace pro zvládání směsných zátěží, různých typů vod, nových typů znečištění (např. perfluorovanými látkami) a využití v kombinaci s biologickými metodami. Stávající metody nejsou konečné – stále se hledají optimalizace pro co nejvíce cílenou reakci se znečišťujícími chemikáliemi.

Bezpečnost hraje klíčovou roli. „Toxicitu nanočástic sledujeme u každé nové varianty a posuzujeme jejich vliv na životní prostředí,“ říká vědec. V Česku už je podle něj povědomí o podobných technologiích dobré a schvalovací procesy jsou relativně rychlé. „V zahraničí to bývá někdy složitější,“ doplňuje.

Výzvou může být i edukace veřejných zadavatelů, konzultačních firem i samotných původců znečištění. „Je pravda, že start je finančně náročnější – samotné nanomateriály jsou pořád poměrně drahé. Ale když se na to podíváme s odstupem, sanace proběhne rychleji, cíleněji a dlouhodobě šetří čas i peníze,“ uzavírá Jan Filip.

Poznejte technologie pro čistší životní prostředí na vlastní oči

Chcete se dozvědět více o pokročilých technologiích určených k modernímu čištění vod? A probrat své nápady s lidmi, kteří se v tomto oboru pohybují?

Zúčastněte se konference NanoCzech 2025, která se koná 20. listopadu v Kulturním centru Vratislavice 101010. Akce se zaměří na praktické využití nano- a dalších špičkových technologií v ochraně životního prostředí.

Dopoledne se můžete se těšit na exkurze v laboratořích Technické univerzity v Liberci a na dalších místech (mimo jiné i v ZOO Liberec). Odpoledne proběhne ve Vratislavicích blok přednášek, panelová diskuze, EXPO a networking.

Vstupenky jsou v prodeji od září. Zajistěte si tu svou včas – ať vám nic neuteče.