środa, 19 styczeń 2022 23:15

Innowacyjny zbiór biomasy glonów – międzynarodowa myśl technologiczna nabiera rozpędu

Z prof. UAM dr hab. Beatą Messyasz, dziekanem Wydziału Biologii UAM rozmawia Mariola Zdancewicz

Pod względem projektowym mają Państwo ostatnio „wiatr w żagle”. Wpisaliście się w międzynarodowy litewsko-polski projekt poprawy jakości wód i redukcji dwutlenku węgla w atmosferze...

 

Realizujemy projekt pt. „Algae Service for LIFE” (LIFE17 ENV/LT/000407), finansowany ze środków Unii Europejskiej i wspierany przez polską rządową instytucję – Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej. Jeżeli chodzi o stronę litewską, jest on prowadzony przez kilku konsorcjantów, takich jak: Fundusz Dziedzictwa Przyrodniczego (NHF) – pozarządową organizacją non-profit zajmującą się ochroną środowiska, Baltic Environment (BE) – firmę badawczo-rozwojową, która wraz z Wileńskim Uniwersytetem Technicznym im. Giedymina zajmuje się wykonaniem projektu i budową „kombajnu wodnego”, przeznaczonego do zbioru glonów z akwenów wodnych oraz SPILA – instytucją, która specjalizuje się w produktach opartych na glonach wykorzystywanych jako żywność dla ludzi, żywność funkcjonalna i pasza dla zwierząt. Liderem projektu jest Centrum Badań Przyrody (NRC), działające w ramach Litewskiej Akademii Nauk, a głównym koordynatorem – dr Judita Koreiviene

Natomiast na terenie Polski merytorycznie współpracujemy w obrębie dwóch jednostek: Instytutu Ochrony Środowiska Polskiej Akademii Nauk w Krakowie oraz Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. Ze strony PAN w Krakowie tę część projektu dotyczącą zakwitów sinicowych reprezentuje prof. Elżbieta Wilk-Woźniak z Zakładu Biologii Wód wraz z zespołem, natomiast ja mam przyjemność koordynować projekt w ramach naszego Uniwersytetu, wśród którego Wydział Biologii  wraz z Zakładem Hydrobiologii oraz Wydział Chemii z Zakładem Fizykochemii Środowiska: prof. dr hab. Bogusławą Łęską, prof. UAM dr hab. Radosławem Pankiewiczem i dr Łukaszem Tabiszem zajmujemy się zakwitami makroglonowymi i wykorzystaniem ich biomasy w produktach wysokowartościowych, takich jak np. bogate w związki bioaktywne ekstrakty glonowe, produkty kosmetyczne, czy środki wzrostu roślin.

Co obejmuje projekt, jakie działania zostały już podjęte, a jakie będą podejmowane w przyszłości?

Projekt nosi tytuł „Algae Service for LIFE”, a jego nadrzędnym celem jest zademonstrowanie zintegrowanego i skutecznego zarządzania zakwitami wód tworzonymi przez glony w skali zlewni, poprzez zbieranie kożuchów sinicowych i mat makroglonów w różnego rodzaju zbiornikach wodnych – rzekach i jeziorach na terenie Litwy i Polski oraz większym akwenie wodnym, jakim jest litewska Zatoka Kurońska. Jednym z głównych założeń jest zbudowanie dwóch prototypów kombajnów, czyli urządzeń do zbiorów biomasy. Mówimy tutaj o biomasie, zarówno z poziomu mikroglonów, przede wszystkim sinic, które tworzą intensywne zakwity w zbiornikach wodnych, ale także z poziomu masowego rozwoju glonów makroskopowych w okresie wegetacyjnym, czyli w sezonie wiosenno-letnim.

Inne cele projektu to przetestowanie i zademonstrowanie, w jaki sposób dla zrównoważonego zarządzania i recyklingu zasobów środowiska można przerobić biomasę odpadową sinic i makroglonów na wartościowe produkty oraz podniesienie świadomości społeczeństwa, w tym szczególnie władz krajowych i lokalnych, przedsiębiorców oraz miejscowej ludności w zakresie środowiska wodnego, jakości wody i zagrożeń dla zdrowia i życia ludzi. 

Opracowanie i testowanie prototypów kombajnów zbierających biomasę, zmierza właśnie do tego, aby po zbiorze obniżyć zawartość pierwiastków biogennych w zbiorniku wodnym, które przyczyniają się do intensywnego rozwoju glonów i w ten sposób redukują ilość ditlentku węgla w atmosferze, ponieważ glony są organizmami prowadzącymi intensywnie fotosyntezę. W trakcie fotosyntezy wykorzystują ditlenek węgla, czyli jego ilość będzie zmniejszała się w atmosferze równocześnie wbudowując się w powstającą biomasę. Będziemy w stanie, po jej zebraniu i odpowiednim przetworzeniu, wpłynąć na mniejszą zawartość ditlentku węgla w atmosferze, ale również pozbyć się w znacznej mierze pierwiastków biogennych z wody. To bardzo istotne, ponieważ pierwiastki biogenne, takie jak azot czy fosfor przyczyniają się właśnie do szybkiej eutrofizacji naszych wód. W tej chwili jesteśmy już po etapie testowania prototypów kombajnów w pracy na akwenach wodnych. Próby wyszły bardzo obiecująco. W dalszej perspektywie planowana jest budowa małych kombajnów z przeznaczeniem na zbiorniki śródlądowe i dużych, w postaci statków do zbioru zakwitów sinicowych z powierzchni zatok przybrzeżnych naszego Morza Bałtyckiego. Oba prototypy tych urządzeń zostały już przetestowane.

Proszę powiedzieć, czy Państwo jesteście pekursorami w dziedzinie takich kombajnów i na ile jest to działanie nowatorskie?

Zasadnicza rzecz polega na tym, że podejmuje się próby budowania różnych prototypów urządzeń do zbioru biomasy, dotyczy to przede wszystkim czyszczenia zbiorników wodnych z roślinności podwodnej i wyciągnięcia jej z wody, a tu myślimy jednak o zachowaniu roślinności makrofitowej w jak najmniej zmienionym stanie. W tym przypadku nowość polega na tym, że prototyp będzie miał wymienne elementy zbierające, co pozwoli zbierać zarówno sinice, które tworzą zawiesinę, a równocześnie w bardzo krótkim czasie, właściwie 2-3 godzin, można wymienić tę część na taśmy zbierające glony makroskopowe. Co nas najbardziej interesuje to to, że prototyp przynajmniej dla wód śródlądowych będzie mógł pracować na bardzo płytkich akwenach, wcześniej takich rozwiązań nie brano pod uwagę. Jest on wielofunkcyjny, a z drugiej strony umożliwia nam zbieranie konkretnej, jednorodnej biomasy, co jest ważne w późniejszej kwestii jej użycia. Projekt ma na celu także umiejętne jej zagospodarowanie. W tej materii idziemy w dwóch kierunkach albo: będzie ona „czysta”, czyli jednogatunkowa i ekstrakty pozwolą na wykorzystanie jej do produktów wysokiej jakości, albo będzie heterogeniczna i wówczas możemy pójść w kierunku wykorzystania jej w biogazowni lub jako ekologiczne bionawozy.

A co to będą za produkty wysokiej jakości?

To przede wszystkim barwniki, w przypadku sinic jest to fikocyjanina (barwnik niebieski) poszukiwana na rynku ze względu na naturalne źródło pochodzenia, oraz ekstrakty, które mogą być użyte jako dodatki przy tworzeniu nowych linii kosmetyków, czy w zależności od możliwości także sumplementów diety dla zwierząt. Tutaj możliwości ich wykorzystania są szerokie, jednocześnie musimy pamiętać, że w przypadku glonów morskich dodatkowo w plechach znajdują się podwyższone koncentracje jodu, który jest dodatkowym atrybutem w suplementach diety.

Czy może Pani opowiedzieć o tym, jak kombajn spisywał się na Jeziorze Łekneńskim i Łęgowskim?

Odbyliśmy już testy prototypu małego kombajnu w celu sprawdzenia jego efektywności oraz dopracowania pewnych działań i muszę powiedzieć, że sprawdził się bardzo dobrze. W przypadku zakwitów sinicowych pomimo tego, że warunki pogodowe nie były dla nas sprzyjające, a ilość biomasy, która występowała wcześniej była znacznie większa niż w dniach chłodnych, to i tak zbiór wskazuje wysoką efektywność maszyny. Zakładamy, że w ciągu godziny jesteśmy w stanie zebrać około 70 kg biomasy sinic, a w przypadku makroskopowych glonów, to właściwie do tony biomasy na godzinę. Więc efekt jest w pełni zadowalający. Oczywiście możliwości sprzętu, które mieliśmy przyjemność zweryfikować w pracy będą jeszcze rozwijane w okresie zimowym.

Pozostaje tylko pogratulować osiągnięć naukowych i co za tym idzie, osiągnięć technologicznych! Nasuwa mi się jednak pytanie o możliwy efekt społeczny tych badań.

Na tym etapie naszych działań ocena siły i zakresu oddziaływania społecznego jest niezmiernie trudna do oceny i w dużej mierze spekulacyjna. Niemniej patrząc na sprawę z przyziemnego punktu widzenia, to proponowane przez nas rozwiązania technologiczne będą widoczne dla każdego obywatela, ponieważ przyczynią się między innymi do większej dostępności kąpielisk, np. w obrębie aglomeracji miejskich. Z punktu widzenia globalnego, proponowane przez nas „wodne żniwa” będą oczywiście do pewnego stopnia niwelowały skutki ocieplania klimatu i zanieczyszczenia środowiska, poprzez usuwanie głównych „beneficjentów” tych niekorzystnych zmian, czyli sinic i makroglonów. Dalej, Wielkopolska zaczyna borykać się z niedoborem słodkiej wody, stąd też zastosowanie kombajnu w tzw. małych zbiornikach wodnych krajobrazu rolniczego, co realnie przełoży się na efektywność produkcji rolnej przy jednoczesnym zachowaniu bioróżnorodności, która niewątpliwie od lat się zauważalnie zmniejsza. To są oczywiście podstawowe zastosowania, które, jak mogę przewidywać, wywołają całą kaskadę zauważalnych dla nas wszystkich korzystanych zdarzeń. Czas pokaże, być może nasz kombajn ma potencjał taki o jakim nikt z nas jeszcze nie słyszał. 

Warte uwagi

Organizujemy eventy firmowe

event1

Dom Wydawniczy Netter – wydawca magazynu Merkuriusz Polska prowadzi również działalność w obszarze organizowania konferencji, zjazdów, jubileuszy oraz „lecia” firm. Możemy pochwalić się ciekawymi rozwiązaniami, pełnym oddaniem w realizację danego projektu i fantazją. Najważniejszy dla nas jest zleceniodawca i to jemu służymy całą naszą wiedzą, dlatego uważamy, że warto być właśnie z nami.

Więcej…

 © Merkuriusz Polska | Redakcja: tel. +48 501 180 575, +48 515 079 888, Ten adres pocztowy jest chroniony przed spamowaniem. Aby go zobaczyć, konieczne jest włączenie w przeglądarce obsługi JavaScript.