Itt a tudósok válasza az ország egyik legnagyobb gondjára: a Balatonnál már bevetették

HelloVidék: Mikor kezdődtek meg a Szegedi Tudományegyetem berkein belül a szennyvíztisztításra irányuló kutatások?

Dr. Rákhely Gábor: A Környezettudományi Műszaki Intézetet 2000-ban alapították, melynek 2011-2020 között vezetője voltam. Évek óta nagyon mély kapcsolatokat ápolunk a Szegedi Vízművel, nem feltétlenül csak a szennyvíztisztítás, hanem a vízminőség, korábban pedig a szennyvíziszap, mint biogáz alapanyagnak a felhasználása kapcsán is. Több vízművel is dolgoztunk már együtt, például az Izsáki szennyvíztisztítóval is, ahol egy automata monitoring rendszert fejlesztettünk, ami a feltételes szennyeződések határérték-túllépése esetén automatikus beavatkozást tesz lehetővé. Mivel azonban a kutatásokban a Szegedi Tudományegyetem részéről sok intézet vett és vesz is részt, nem merném határozottan kijelenteni, mikorra datálódik a kezdet.

Hogy kapott központi szerepet kutatásaikban a szennyvíztisztítás?

Még a vezetőségem alatt beléptünk a Környezetvédelmi Szolgáltatók és Gyártók Szövetségébe, ami gyakorlatilag az országos projekteket tömöríti a hulladékkezeléstől elkezdve a szennyvízgazdálkodáson át a szennyvíziszap hasznosításáig, amely révén gyorsan be tudtunk illeszkedni a programba. Innen is kaptunk egy rálátást az aktuális országos, illetve nemzetközi környezetvédelmi problémákra. A résztvevő egyetemek (Miskolci Egyetem, Pécsi Tudományegyetem, Soproni Egyetem illetve a Szegedi Tudományegyetem) határozták meg azt az öt prioritási kutatási irányt, amelyet szétosztottak egymás között. Ebből miénk lett a szennyvíz, illetve tágabb értelemben a víz problémaköre és az alacsony kibocsátású CO2 technológiák. Régóta foglalkozunk bioremediációval, ezért számtalan kapcsolódási pontunk van a víz és a szén körforgásához, amibe ugyanúgy beletartozik a CO2 körforgása és a CO2-szegény technológiák is. Ez lett a kutatósejtünk profilja, de részt veszünk a lignocellulózok, a települési szilárd hulladékok, sőt egy kollégám révén a szilikátipari másodlagos nyersanyagok hasznosításában is. Ezen kívül van egy olyan pályázatunk, ahol a szennyvíziszap energetikai felhasználását vizsgáljuk.

Az egyetem mely intézetei és milyen kutatással vettek részt a RING-2017-es projektben?

Bár a kutatás címében szennyvíz szerepel, én a víz körforgását tekintem elsődleges feladatnak, ami a szennyvízen túl magába foglalja a természetes vizek állagának és minőségének megóvását is, amiben négy intézet vett részt. Jómagam a Biotechnológiai Tanszékről, a Mérnök Kar Folyamatmérnöki Intézet részéről Hodúr Cecília professzor asszony, a Földrajz és Földtudományi Intézetből Farsang Andrea professzor asszony, illetőleg Pap Zsolt tudományos főmunkatárs volt benne szenyor vezetőként a projektben. A projekt menedzselésében Zsigmond Anikó és Harmati-Major Ágnes nyújtott nagy segítséget.

A Mérnöki Karon elsősorban a membrántechnológiával foglalkoztak, amely a szűrési lehetőségeket takarja, amiket mindenki ismer. Úgy működnek, mint a tésztaszűrés, egy lukacsos felületre ráengedünk egy anyagot, amivel annak részegységeit el lehet szeparálni. Ez a folyamat általában azzal jár, hogy időnként ki kell tisztítani a szűrőt, hogy újra fel lehessen azt használni. A Mérnöki Karon azzal foglalkoztak, hogy ezeket az ultra és nano méretű szűrőket hogyan lehetne különböző fizikai és kémiai módszerekkel regenerálni, például a denevérek által is használt ultrahanggal, mikrohullámokkal vagy épp nagyhatékonyságú illetve fotokatalitikus oxidációval. Ha példaként vesszük a tejipart, ez a fejlesztés ott jelenik meg a fogyasztóknál, hogy tartósan olcsó maradhat egy termék, mert nem kell újra és újra új membránokat beszereznie az üzemnek.

Emellett számos más dologgal foglalkoztak ők is, például olajszűréssel, amit kapcsolhatunk a Biotechnológiai Tanszékhez, ahol olajbontással foglalkozunk, beleértve az összes olaj- vagy zsírtartalmú szerves hulladékot. Erre egy igen hatékony mikrobiológiai módszert dolgoztunk ki, amit kombináltunk a Mérnöki Kar szűréstechnológiájával. Vannak olyan baktériumok, amelyekkel a nagyon kis eloszlású olajszemcséket ki tudjuk szedni a vízből, mert ezek hidrofób tulajdonságuknál fogva felúsznak a víz tetejére, ezt nevezzük szakszóval flotálásnak, ahonnan szűrési technológiával, már könnyen kinyerhetők. Az olaj nálunk kruciális kérdés, bár sokan azt mondják, hogy lerágott csont. 2010-ben egy 5000 oldalas kötet jelent meg a témában, de azt tudni kell, hogy ez az egyik legeslegmegújulóbb szennyeződés az egész világon. Nemcsak a nagy katasztrófákra kell gondolni, mert nap mint nap a vasútállomáson, buszpályaudvaron, parkolókban ott vannak az olajcseppek, a benzinkutaknál pedig a kiömlések.

A benzinen és a dízelen kívül pedig rettenetesen sok kőolajipari termék van a világon, amiknek a lebontása mind-mind külön problémát jelent. Ezeket az újratermelődő szennyeződéseket meg kell tudni szüntetni, ártalmatlanítani, kármentesíteni, mert ha leszivárognak a talaj mélyebb rétegeibe, a talajvízbe, annál nehezebb lesz őket eltüntetni. Szegeden kifejezetten magas a talajvízszint, ami azt jelenti, hogy nagyon könnyen elterjedhet az egész rendszerben. Ezek a kutatásaink konkrét, valós helyszíneken zajlanak, mint például a szegedi rendező pályaudvaron és egy katonai reptéren, ahol igen magas a szennyeződés szintje. Így ezeknek a kutatásoknak a környezet és a természetes vizek tekintetében óriási jelentősége van, amiket föl lehet használni a város tisztántartására is. Ezzel kapcsolatban volt már egy sikeres projektünk, amikor a Balatonba ömlött gyógyszer- és festékipari – környezetre ártalmas - alapanyagot tudtuk teljesen lebontani egy baktérium segítségével, amivel évekig egyedüliek voltunk a világon, és most se sok konkurenciánk akad.

Pap Zsolt kollégám szilikátipari melléktermékekkel foglalkozott, azon belül is vizsgálta azok fotokatalitikus aktivitását, illetve a gyógyszeripari hatóanyagok és melléktermékek bontását modellezte, ami kapcsán kiderült, hogy hatékonynak bizonyulnak az oxidációs eljárások. Az úgynevezett félvezető oxidokhoz adott adalékokkal módosítják az elektromos félvezető sajátságát, ami fény hatására más szintű fotokatalitikus folyamatokat tud végrehajtani. Ilyen évtizedes felfedezés a titán-dioxid, amellyel öntisztuló felületeket lehet előállítani, amely öntisztulás egyelőre UV-fény hatására megy végbe, amely tartományt most igyekeznek a látható fény tartományába eltolni. Ilyen nanokompozittal membránokat is be lehet vonni, ami fény hatására egyszerűen regenerálja őket. Ennek a kutatásnak a Mérnöki Kar volt a vezetője, onnan is László Zsuzsanna professzor asszony.

A projektnek van egy harmadik főbb ága, ahol a Fölrajzi és Földtudományi Intézettel a szennyvíziszap hasznosíthatóságát vizsgáltuk. Ez az anyag Magyarországon vagy biogázüzemben energetikailag hasznosul, ahol egyszerűen elégetik, vagy mezőgazdasági kihelyezéssel, némi komposztálást követően talajjavítóként lehetne használni és ennek a lehetőségeit vizsgáltuk. Utóbbi kapcsán szereztünk be olyan hordozható műszereket, amellyel a helyszínen lehet monitorozni a talajlevegő CO2 koncentrációját, valamint CO2-kibocsátást, illetve vizsgálhatjuk a talaj nitrát-, nehézfém- és széntartalmát, mikrobiális aktivitását, valamint a termés mennyiségének alakulását a kezelt és kezeletlen mezőgazdasági területeken.

Mennyire számítanak áttörésnek, innovációnak a most elért eredmények?

Anno, az 1980-as évek környékén Lovász professzor úr mondta azt, tudomásul kell venni, hogy a világ valaha élt kutatóinak 99,99%-a kortársunk. Tehát azt állítani, hogy mi itt teljesen független és vadonatúj kutatást végzünk, nagyon meredek kijelentés lenne. Tény, hogy sikerült olyan eredményeket elérni, amit más eddig még nem tudott. Például egy egészen nívós publikációt közöltünk ebben az évben, ahol a motorolajok lebontására egy teljesen újfajta megközelítést javasoltunk. A probléma mindig adott, aminek meg kell ismerni a sajátságait, ami egyedi megközelítést igényel. Erre esetenként egy nagyon vad megoldást kell javasolni, vagy máshonnan vett módszereket kell adaptálni, aminek azért komoly innovatív értéke lehet.

Mekkora a hazai és nemzetközi érdeklődés a projekt körül, és szeretnék-e bővíteni már meglévő kapcsolati hálójukat?

Magyarország önmagában nem nagy piac, ezért szeretnénk további kapcsolatokat kialakítani. A hálózatépítés ez esetben arról szól, hogy létezik a cirkuláris gazdasági problémakör, melynek öt-hat szegmensét kiválogattuk és szétosztottuk a magyar egyetemek között. Nemzetközi színtérben tagja vagyok az Európai Biotechnológiai Szövetség környezetvédelmi biotechnológia közösségének, amely révén kapcsolatban állunk kurrens projektekkel. Több ilyen nemzetek közötti kutatásban szeretnénk részt venni, mert úgy érzem, máshol komolyabban veszik a környezetvédelmet, mint Magyarországon, még hogyha itt is vannak kisebb-nagyobb dobpergések.

A cégek szintjén pedig mindig van egy komoly gazdasági nyomás, és amíg nincsenek meg a törvényi szintű motivációk, és nem történik meg a tudatosítás, hogy ezzel értéket lehet előállítani, hanem csak a kármentesítésig jutunk el, akkor arra alapvetően maguktól nem áldoznak. De sok nagyon környezettudatos céggel dolgoztunk már együtt, szakdolgozatok is születtek a témában, viszont bizonyos pozíciók, például egy környezetmérnök és egy pl. gépészmérnök közt jelentős bérfeszültség van. Ennek a feloldását abban látom, hogy végre eljutunk odáig, hogy ezek az emberek már nemcsak azzal fognak foglalkozni, hogy óvják a környezetüket, hanem azt is meg tudják majd oldani, hogyan tudják visszaforgatni azokat az anyagokat, amik kidobásra kerülnének, ily módon pedig értéket teremtenének. Ezzel pedig a gazdaság szereplőjeként sokkal kedvezőbb pozícióba kerülnek, mert itt nemcsak pénzmentésről, hanem pénzteremtésről is szó van.

Jelenleg hol tart a kutatás, és mikor hallhatunk a gyakorlati hasznosításokról?

Ennek a pályázatnak nem volt célja a gyakorlati hasznosítás, sőt a kritériumrendszer inkább a publikációk számát írta elő. Innentől kezdve pedig, amikor az ember publikálja az eredményeit, annak hasznosítása követhetetlen. Szabad a gazda történet. Egy másik, GINOP pályázatunknál ellenben nem volt publikációs követelmény, ami a szennyvíziszap energetikai hasznosítására irányult. Ilyen esetben le tudjuk védeni a kutatást, mert nem kötelező a publikáció, sőt azt várják el, hogy ebből valamilyen eladható technológia szülessen. Ebben az esetben azonban az ipari partner a vezető, és az már egy következő kérdés, hogy ki és milyen részesedéssel vesz benne részt. Ilyenkor menet közben teljesen váratlan hasznai lehetnek a projektnek, amiről az induláskor álmodni sem mertünk, teszem azt, hogy egy szennyvíztisztítóból kijövő szennyvíziszap hasznosítási rendszert akár egy óceánjárón is hasznosítani lehet. De innentől ez már nem a mi történetünk, mert egy kivitelező cég fogja megvalósítani, akinek már nincs tájékoztatási kötelezettsége a konkrét megvalósításról.

Ettől azonban nem gondolom, hogy kimerültünk és ne tudnánk hová továbblépni. Sok olyan történet létezik, ahol az alapkutatás rész közismert, amiből később még lehet innovációt csinálni, csak az már túlnyúlik a projekten, aminek nem tudjuk követni a részleteit. Illetve itt egy nagyon fontos kérdés, hogy mekkora a világpiaci kereslet a termékre, mert legtöbbször, nemcsak Magyarországon, máshol is, olyan, mintha a fogukat húznák, mikor invesztálni kell a megvalósításba.

Címlapkép: Getty Images