Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Razgradnja tekstilne mikroplastike iz odpadnih vod v gospodinjstvu

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.04.00  Tehnika  Materiali   

Koda Veda Področje
T153  Tehnološke vede  Keramični materiali in praški 

Koda Veda Področje
2.05  Tehniške in tehnološke vede  Materiali 
Ključne besede
mikroplastika, ZnO, TiO2, fotokatalitska razgradnja, mikrobna razgradnja
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (20)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  53998  Nina Cerar    Tehnični sodelavec  2020 
2.  03937  dr. Miran Čeh  Materiali  Raziskovalec  2019 - 2023  650 
3.  36374  dr. Jerneja Čremožnik Zupančič  Mikrobiologija in imunologija  Raziskovalec  2020 - 2023  67 
4.  05935  dr. Nina Gunde-Cimerman  Biotehnologija  Raziskovalec  2019 - 2023  1.259 
5.  17279  Barbara Kastelic Bokal    Tehnični sodelavec  2019 - 2021 
6.  31970  dr. Špela Koren Bačovnik  Varstvo okolja  Raziskovalec  2019 - 2020  68 
7.  36373  dr. Monika Kos  Biologija  Raziskovalec  2021 - 2023  67 
8.  31074  dr. Manca Kovač Viršek  Varstvo okolja  Raziskovalec  2019 - 2023  133 
9.  55244  Marko Kozjek    Tehnični sodelavec  2021 - 2023  12 
10.  50904  dr. Živa Marinko  Materiali  Tehnični sodelavec  2019 - 2023  40 
11.  10440  dr. Aleš Mihelič  Mehanika  Raziskovalec  2019 - 2023  108 
12.  56602  Matej Milijaš Jotić  Mikrobiologija in imunologija  Raziskovalec  2021 
13.  34266  dr. Monika Novak Babič  Medicina  Raziskovalec  2019 - 2020  153 
14.  35494  Kristina Obu Vazner  Varstvo okolja  Raziskovalec  2020 - 2023  19 
15.  27843  dr. Matejka Podlogar  Materiali  Vodja  2019 - 2023  273 
16.  53417  Tina Radošević    Tehnični sodelavec  2020 - 2023  71 
17.  37792  dr. Luka Suhadolnik  Materiali  Raziskovalec  2019 - 2021  79 
18.  37811  Mitja Štimulak  Mehanika  Raziskovalec  2019 - 2023  28 
19.  36201  Mitja Vranc  Energetika  Raziskovalec  2020 - 2023 
20.  56298  Luen Zidar  Biotehnologija  Raziskovalec  2022 - 2023 
Organizacije (4)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  90.695 
2.  0211  INŠTITUT ZA VODE REPUBLIKE SLOVENIJE  Ljubljana  5055253  995 
3.  0481  Univerza v Ljubljani, Biotehniška fakulteta  Ljubljana  1626914  66.306 
4.  1446  GORENJE gospodinjski aparati, d.o.o.  Velenje  5163676000  1.078 
Povzetek
Plastika je zelo razširjen onesnaževalec po vsem svetu in je trenutno prisotna tudi v stvareh, ki jih prebavljamo. Predlagana raziskava obravnava mikroskopsko majhne odpadke, imenovane mikroplastika, ki se nahajajo v sedimentih, soli, organizmih in se skozi vodo in hrano, prenašajo tudi v človeško telo. Mikroplastiko so odkrili šele po večletnih raziskavah in na podlagi ugotovitev jo lahko razdelimo v dve skupini. Medtem ko sekundarna prihaja z razgradnjo plastičnih vrečk, plastenk, itd., primarna mikroplastika, veliko bolj prisotna v okolju, izhaja predvsem iz sintetičnega tekstila, preko njegovega pranja. Na žalost se filtri, ki se lahko uporabljajo, težko očistijo, vzdržujejo in so tudi manj učinkoviti za odpadke manjše velikosti. Malo verjetno je, da bodo kot takšnji našli široko uporabo. Zato predlagamo, da se tega izziva lotimo z razvojem boljših načinov degradacije/razpada mikroplastike, najbolje in-situ z uporabo fotokatalitskih ali fotoelektrokatalitskih reaktorjev kar pri viru kontaminacije - v samem aparatu. V okviru predlaganega projekta bomo združili skupine s področja znanosti o materialih (Odsek za nanostrukturne materiale, Institut Jožef Stefan), vodnega gospodarstva, vodne politike in onesnaževanja (Inštitut za vode Republike Slovenije), mikrobiološko strokovno znanje (Katedra za molekularno genetiko in biologijo mikroorganizmov, Oddelek za biologijo, Biotehniška fakulteta Univerze v Ljubljani) in industrijo (Razvojno-kompetenčni center za pralne in sušilne aparate, Skupina Gorenje d.d.), ki bo tudi sofinaciral delo. Želimo slediti njihovi politiki, da bi zmanjšali sproščanje mikroplastike iz prihodnjih domačih in industrijskih pralnih strojev. Glavni cilj predlagane raziskave je oceniti, v kolikšni meri se mikroplastična vlakna, ki se sproščajo iz običajnih pralnih strojev, lahko razgradijo v neškodljive in ekološko neproblematične odpadke.
Pomen za razvoj znanosti
Razgradnja/degradacija onesnaževalcev na neškodljive, morda celo uporabne snovi, predstavlja zelo privlačno področje, ki ga je raziskovalna skupnost šele pred kratkim začela raziskovati, celovito razumevanje te tematike pa je mogoče uresničiti le s sodobno raziskovalno opremo, računalniško podporo in metodami. Pričakujemo, da se bodo v petih letih raziskave, ki se trenutno izvajajo v skupinah, specializiranih za okoljske in tehnične znanosti, razširile na bolj temeljna področja, vključno s kemijo in fiziko. Naš cilj je prispevati k temu nastajajočemu področju z inovativnimi raziskavami odpadkov iz plastike, ki izhajajo iz odpadnih vod, in njihovo degradacijo na manj problematične materiale. Tehnike, ki se izvajajo v okviru raziskave, so razdeljene na posamezne raziskovalne enote in delovne sklope. Čeprav so že določeni protokoli za identifikacijo in količinsko opredelitev mikroplastike, obstajajo številna neodgovorjena vprašanja glede oblike, kemije površine, natančne sestave in podobnega, kar bo pomembno za spodbujanje razumevanja in reševanja nastajajočih izzivov. Z uvajanjem zahtevnih analitičnih tehnik bomo odgovorili na nekatera odprta vprašanja in na nove pomembne dejavnike, ki vplivajo na stopnjo degradacije. Raziskave na področju materiala za katalizo so že v teku. Pokazali smo že, kako nanodelci TiO2 in ZnO z različnimi morfologijami vplivajo na razgradnjo barvil in tudi kako jih lahko uporabimo za druge katalitične reakcije. Čeprav se zdi nadgradnja v razgradnjo plastike enostavna, je treba izvesti še več poskusov za optimizacijo le-te. Vzpostavili bomo nove poti in razvili nove tehnike, pa tudi druge katalitsko osnovane raziskave. Temeljne ugotovitve bomo objavili v revijah z visokim vplivom in jih predstavili na znanstvenih konferencah.
Pomen za razvoj Slovenije
Lahko si predstavljamo, da bo treba podobne rešitve, ki jih predlagamo v okviru projekta, sčasoma vključiti v čiščenje odpadne vode, ali pa bo treba prepovedati proizvodnjo tekstilnih izdelkov na osnovi polimera. Predlagano aplikativno raziskavo smo načrtovali skupaj z Gorenjem d.d., ki je eden vodilnih evropskih proizvajalcev gospodinjskih aparatov. Namenjena je razvoju prototipa z namenom integracije delovne naprave v proizvodnjo. Čeprav so bili že razviti pasivni filtri, praktično ni aktivnih tehnologij, ki bi zadostno zajezile izpust zelo majhnih mikroplastičnih vlaken, zato je izdelava takšne naprave zelo privlačna. Manjši kot je delček, bolj je verjetno, da se bo razgradil s predlagano rešitvijo na osnovi katalitske reakcije. Raziskava bo tako odprla še eno možnost integracije naše naprave skupaj s filtri za hitrejše rezultate. Raziskava o degradaciji mikroplastike, ki se izvaja skupaj s podjetjem, ki proizvaja pralne stroje, bo sama povečala zanimanje in upajmo omogočila nadaljnje financiranje finalizacije izdelkov in tržnega testiranja. Odpadna voda pralnega stroja je številka ena po količini mikroplastike ki gre v okolje in vsako zmanjšanje sproščanja bo ugodno vplivalo na okolje. Gorenje d.d. predvideva takšno uporabo kot sestavni del njihovega širše zastavljenega upravljanja z odplakami. V tem sistemu čiščenja so ocenili, da se voda lahko uporablja v devetih od desetih zaporedij, dokler se ne uporabi za kmetijstvo. Tukaj predlagana raziskava pa neposredno obravnava to vprašanje, saj si v okviru projekta prizadevamo tudi za optimizacijo karakterizacije onesnaževal. Verjamemo, da lahko skupaj z Gorenjem d.d. ponudimo rešitve, ki ponujajo nova delovna mesta in nove inovacije za Evropo.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Vmesno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Vmesno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno