Üliväikesed tseeriumoksiidi osakesed ei põle ega muutu kuumuse tõttu jäätmete tuhastamise jaamas. Uus Šveitsi teadlaste poolt läbi viidud uurimustöö tõestas, et need osakesed jäävad puutumatutena põlemisjääkidesse või tuhastussüsteemi.
Maailmas tuhastatakse igal aastal üle 100 miljoni tonni jäätmeid. Kuna nanoosakesi kasutatakse muuhulgas ehitusmaterjalides, värvides, tekstiilides ja kosmeetikas, satuvad ka nanoosakesed tuhastusjaamadesse. Seni polnud aga uuritud, mis nendega tuhastusjaamades juhtub. Seega asus kolm ETH-Zürichi teadustöö meeskonda keemia ja keskkonnatehnika valdkonnast uurima, mis juhtub sünteetilise nano-tseeriumoksiidiga jäätmete tuhastamise käigus jäätmetuhastusjaamas. Tseeriumoksiid on iseenesest mittemürgine keraamiline aine, mida pole võimalik bioloogiliselt lagundada. See on ka levinud koostisosa autode katalüüsneutralisaatorites ja diisli tahmafiltrites, kirjutab Phys.org.
Mittelagunevad nanoosakesed seonduvad tuhastamisel tekkivate tahkete jäätmetega ning satuvad seega keskkonda. Pildil on kujutatud Emmenspitzi jäätmete tuhastuse jaam. Pilt: Tobias Walser
Tundmatu oht?
Eksperdid kardavad, et mittelagundatavad nanoained võivad olla inimestele ja keskkonnale sama kahjulikud kui asbest. Praeguseni pole meil veel nanoainete omadustest piisavalt palju teadmisi. Kuid üks on kindel – nanoained on väga erinevad sama aine suurematest osakestest. Nanoained on liikuvamad ning neil on erisugune pinnastruktuur. Suurem arusaam nendest omadustest on nanoainete kasutamise tõusu valguses oluline, kuna need kanduvad tuhastusjaamade või reovee kaudu keskkonda ning satuvad toidu ja võib-olla isegi naha ning hingamisteede kaudu inimorganismidesse.
Seega piserdasid teadlased kümme kilogrammi kaheksakümne nanomeetrise läbimõõduga tseeriumoksiidi osakesi jäätmetele, mis tuhastati Solothurni jäätmetuhastusjaamas. Nii modelleeriti nanoosakesterikkad jäätmed. Solothurnis tuhastatakse kuni kaheksa tonni jäätmeid tunnis. Selles jaamas kasutatakse tänapäevaseid filtreid ning elektrostaatilistel filtritel ja märgpesuseadmel põhinevaid korstnasuitsu eristussüsteeme.
Teise eksperimendi käigus piserdati osakesed otse põlemiskambrisse, simuleerides kõige halvemat võimalikku stsenaariumi, mille kohaselt väljastataks tuhastamise käigus keskkonda suurtes kogustes nanoosakesi.
Nanoosakesed kinnituvad pindadele
Läbi viidud katsete käigus selgus, et tseeriumoksiid ei muutu tuhastamise käigus märkimisväärselt. Korstnasuitsu eristusseadmed osutusid ülitõhusateks: teadlased ei suutnud jäätmetuhastusjaama puhta gaasi seast avastada ühtegi lekkinud tseeriumoksiidi nanoosakest. Siiski seondusid nanoosakesed nõrgalt jaama põlemisjääkidega ja kinnitusid osaliselt tuhastussüsteemile. Ahjulõõrist väljuvast gaasist eraldatud korstnasuits sisaldas samuti tseeriumoksiidi nanoosakesi.
Tänapäeval satuvad põlemisjäägid – ja seega nendega seondunud nanoosakesed – prügilatesse või töödeldakse uuesti selleks, et eraldada vask või alumiinium. Teadlased arvavad, et siinjuures on vaja tegutsema hakata. „Me peame kindlustama, et uued nanoosakesed ei satuks prügilate kaudu vette ega toiduringlusesse ning et neid ei vabastataks edasiste töötlusabinõude tõttu atmosfääri,“ sõnas uurimustöö juht Wendelin Stark. Veelgi enam – tõsiasi, et nanoosakesi võib ebapiisava kaitse tõttu sisse hingata, osutub oluliseks tervisekaalutluseks tuhastussüsteemide hooldustööde läbiviimisel.
Eesmärgiks lagundatavad nanotooted
Kuidas oleks seesuguseid probleeme võimalik pikas perspektiivis vältida? „Lõpuks peavad nanotooted olema lagundatavad, muidu hakkab nende osakeste levimise probleem kasvama,“ väitis Stark. „Püsivus on põhiprobleemiks nii asbesti puhul kui ka putukamürkide levimisel meie toiduahelas ja keskkonnas; osoonkihti hõrendavate tegurite levikul vanemate aerosoolide kaudu ja plastiku kuhjumisel ookeanis ja keskkonnas,“ sõnas ta. Selle probleemi vältimiseks nanoosakeste puhul peavad teadlased vajalikuks välja arendada lagundatavaid nanoosakesi – see paistab olevat ainus mõistlik plaan pikemas perspektiivis. See pole aga tehnikalisest vaatenurgast lihtne ning eesmärgi saavutamiseks peavad ülikoolide ja tööstusarenduse laborid ületama mitmeid suuri väljakutseid.
Teadusartikkel: „Persistence of engineered nanoparticles in a municipal solid-waste incineration plant“
Leave a Reply