Planeedi elanikkonna juurdekasvu ja kliimamuutuse tõotab veepuuduse all kannatavate inimeste arv lähikümnendil oluliselt kasvada. ÜRO toidu- ja põllumajandusorganisatsioon ennustuse kohaselt peab juba 2025. aastaks aasta jooksul tõsist veepuudust vähemalt korra taluma kaks kolmandikku planeedi elanikkonnast.

"Maailmas on kasvav probleem puhta vee vajaduse järele. Kuigi on olemas potentsiaalsed veetöötlusmeetodid, siis need on üldiselt väga kallid nii kapitali kui ka operatsioonikulude pärast. Seetõttu tuleb neile leida potentsiaalseimaid alternatiive," selgitas vastne doktor Priit Tikker.

Praegu kõrvaldatakse reovee puhastamisel reoained veest mehaaniliste, bioloogiliste või füüsikalis-keemiliste võtetega. Reoveest leiab sageli aga kõiksuguste tugevatoimeliste ravimite jääke. Samuti tekib potentsiaalselt ohtlikke ühendeid ka hügieenitoodete ja plastitoodete tootmisel ning kasutamisel, millest on samamoodi klassikaliste reoveepuhastusviisidega raske vabaneda.

"Tihti on taolised ühendid madala biolagundatavusega, mistõttu traditsioonilistes veepuhastusmeetoditega toimub kas ainult osaline või ei toimu üldse lagundamist," nentis Tikker. Need niisama loodusesse juhtides reostavad need aga lõpuks looduslikke veekogusid ja põhjavett, mida kasutavad teiste seas ka inimesed.

Uued lahendused

Priit Tikker uuris oma väitekirja raames, kuidas ohtlikest ainetest paremini vabaneda. Ühe lahendusena keskendus ta impulss koroona elektrilahendusele (KIEL). Erinevalt enamikust teistest täiustatud oksüdatsiooniprotsessidest ei ole vaja lisada teisi kemikaale, vaid lagundajate tootmiseks piisab ainult elektrienergiast," märkis vastne doktor.

Meetod on püüdnud varem ka teiste teaduslaborite tähelepanu. Samas on uurinud need märksa vähem sellist lahendust, kus töödeldavat lahust pritsitakse väikeste tilkadega otse nn plasma tsooni. "See on aga näidanud kõrgemat energiaefektiivsust võrreldes teiste puhastusmeetoditega," lisab Tikker. Andmeid oli tema sõnul sedavõrd vähe, et polnud isegi head aimdust, kuidas puhastada sellega reovett suuremas koguses ja seda argielus üldse rakendada.

Tikker tegi kolleegidega katseid perioodilise PCD-seadmega, mis koosnes plasmareaktorist, 40-liitrisest veemahutist, vee tsirkulatsioonisüsteemist ning impulssgeneraatorist.

• Muu hulgas uuris ta katsete käigus, kuidas mõjutab oksüdatsiooni tõhusust gaasi ja vedeliku kokkupuutepinna ulatus happelises ja aluselises keskkonnas. Mudelsaasteainetena kasutas Tikker kolleegidega oksalaati (OXA) ehk oblikhappe soola ja mürgist fenooli.
• indaktiivsete radikaalipüüdurite mõju PCD protsessile uuris ta
• bisfenool A (BPA) ja bisfenool S (BPS) oksüdatsiooni katsetes. Neid katseid tegi ta ilma pindaktiivse aineta, lisades BPA ja BPS algselt aluselistesse vesilahustesse naatriumdodetsüülsulfaati (SDS) kui pindaaktiivset HO• -püüdurit.
• Töörühm uuris ka väliste oksüdeerijate mõju oksalaadi lagundamisele happelises keskkonnas. Selleks tegi see katseid, muutes oksalaadi ja oksüdeerija suhtelist sisaldust

Peamine väärtus

Kogutud andmed annavad aimu, kuidas on mõtet PCD oksüdatsiooni erinevatest saasteainetest vabanemiseks timmida. Samuti aitavad need Priit Tikri sõnul ehitada suuremaid seadmeid, millega oleks mõtet hakata puhastama reovett ka laborist väljaspool.

Võtmerolli mängiks seejuures täiustatud oksüdatsiooniprotsessid. Nendes kasutatakse tugevatoimelisi lagundajaid ehk hüdroksüülradikaale, mida toodetakse kohapeal kemikaalidest või mõne füüsikalise protsessi, näiteks elektri abil. Tikker viitas, et viimasest pole pääsu. Hüdroksüülradikaalide eluiga jääb alla ühe millisekundi.

"Erinevalt traditsioonilisest meetoditest on need lagundajad võimelised lagundama ka raskesti biolagundatavaid ühendeid. Sellegipoolest on täiustatud oksüdatsiooniprotsessid perspektiivikamad töötlemismeetodid, mida õigesti tehes on võimalik lagundada potentsiaalselt ohtlikud saasteained ohututeks süsihappegaasiks ning veeks."

Loe Priit Tikkeri doktoritööd Tallinna Tehnikaülikooli digikogus. Tööd juhendas Tallinna Tehnikaülikooli täisprofessor tenuuris Sergei Preis, oponentideks olid Anton Yu. Nikiforov Ghenti Ülikoolist ja Petr Lukeš Tšehhi teaduste akadeemia plasmafüüsika instituudist.