Teaduse aastapreemia – Eemaldades tõrvatilku meepotist

Eesti Teaduste Akadeemia

Tallinna tehnikaülikooli materjali- ja keskkonnatehnoloogia instituudi töörühm:

Marina Trapido (kollektiivi juht), snd 1952, laboratooriumi juhataja, keemia ja keskkonnakaitse tehnoloogia professor

Niina Dulova, snd 1981, vee- ja keskkonnatehnoloogia vanemteadur

Marina Kritševskaja, snd 1974, keemia ja keskkonnakaitse tehnoloogia vanemlektor

Sergei Preis, snd 1959, vee- ja keskkonnatehnoloogia professor

Preemia tehnikateaduste alal tööde tsükli „Süvaoksüdatsiooni tehnoloogiate arendamine kaasaegsete keskkonnaprobleemide lahendamiseks: tugevalt saastatud tööstusreovetest mikrosaasteaineteni õhus ja vees“ eest

Tehnoloogia, eriti keemilise sünteesi kiire areng on toonud kaasa uued keskkonnasaaste probleemid. Et paljude heitvetes sisalduvate toksiliste ning väga püsivate ühendite, nt pestitsiidid ja ravimid, kontsentratsioonid on tagasihoidlikud, nimetatakse neid mikrosaasteaineteks. Kui puhastusseadmed ei suuda neid kinni püüda, jõuavad need ringiga tagasi meie lauale.

Mõnesid neist ainetest saab lagundada süvaoksüdatsiooni abil – töödeldes neid teatavate agressiivsete hapnikuühenditega ehk radikaalidega ning kiirendades protsessi katalüsaatori ja ultraviolettkiirguse abil. Sellist töötlust katsetati nii vees, reovees kui ka õhus. Püüti leida iga aine jaoks kiire ja tõhus tehnoloogia, mille produktid ei oleks ohtlikud.

Muudeti jäätmevabaks klassikaline reovee puhastamise meetod, nn Fentoni protsess, kus toksilised ained lõhustatakse vesinikperoksiidi (vesiniküli­hapendi) ja raudsulfaadi (raudvitrioli ehk kübaramusta) koosmõjus. Tekkinud rauašlamm suunatakse protsessi tagasi teatavate taandajate juuresolekul. Aktiveeritud persulfaadi abil õpiti puhastama rauarikast põhjavett ning käitlema ka tugevalt saastunud reovett. Erinevalt Fentoni protsessist puhastatav vesi ei kuumene ja liigset vahtu ei teki.

Valgus kombineerituna katalüsaatoriga (ehk fotokatalüütiline protsess) suudab lagundada paljusid aineid. Töörühm sünteesis standardsest katalüsaatorist märksa efektiivsema nanokristallilise katalüsaatori ja õppis seda kinnitama kergkruusa pinnale, tehes puhastusprotsessi kiiremaks ja kergemini käivitatavaks.

Tugevalt saastatud tööstusreovete tavapärane bioloogiline puhastamine ei ole sageli efektiivne. Vajalik on keemilise ja bioloogilise töötlemise kombineerimine. Selgus, et tähtis on järjekord. Tõhusaim on keemiliste, sh Fentoni, protsesside rakendamine järeltöötlusena. Puhastusmeetodite kombineerimisel väheneb ka reovete bakteriaalne toksilisus, mistõttu bioloogiline puhastus on efektiivsem.

Sergei Preis ja Marina Trapido pälvisid kollektiivi koosseisus 2001 riigi teaduspreemia – aastapreemia tehnikateaduste valdkonnas tööde tsükli „Täiustatud oksüdatsiooni protsessid loodusvee varude kaitseks ja vee säästvaks kasutamiseks“ eest.