Norrast Oslo ülikoolist alguse saanud projekti EQUiTANT raames sõna otseses mõttes leiutati nanotehnoloogial põhinev filterliiv. Ja siis avastasid Tallinna Tehnikaülikooli (TTÜ) Tartu kolledžis praktiseerinud prantslastest teadlased, professor Erwan Rauwel ja doktor Protima Rauwel (NB! Alates 2018 septembrist on Protima Rauwel Eesti Maaülikooli tehnikainstituudi vanemteadur, Erwan Yann Rauwel sama instituudi professor - toim.), et TTÜ nanotehnoloogia ja materjaliteaduse töögrupis välja töötatud nn nanoliiv suudab saastunud veest väga edukalt välja püüda raskemetalle ja radioaktiivseid materjale, mida senised filtrid ühel või teisel põhjusel siiani nii edukalt teha ei suutnud.
Maailma mastaabis on sellisel uudsel veepuhastussüsteemil kahtlemata määratu tähtsus, aga selle rakendamine laiatarbekasutuses oleks mõeldav ka Eestis, kus näiteks Lõuna-Eestis sisaldub põhjavees rohkesti rauda, Virumaal aga mangaani ning Põhja-Eesti põhjavees on paiguti täheldatud ka kõrgendatut radioaktiivsust, sest geoloogilised lademed maapõues sisaldavad seal uraani, tooriumi ja raadiumi.
Tehnoloogia võimaldab tõhusalt puhastada näiteks kaevandustest ja tehastest pärit tugevalt saastunud vett, kuid seda saab kasutada ka põhjavee puhastamiseks, kuna selliste mineraalainete nagu magneesiumi, kaaliumi või kaltsiumi sisaldust filtreerimine ei muuda.
Metallid jäävad kindlalt lõksu
"On kindlaks tehtud, et nende inimeste, kelle käsutuses on puhas vesi, elujärje tase on parem kui neil, kel seda puhast vett piisavalt pole," nendib Protima Rauwel. "Eesti osas pole see ehk väga aktuaalne, küll aga globaalses mõistes. Suur osa maailmas kasutatavast joogiveest vajaks paremat puhastamist."
Tegemist on nanotehnoloogilise filtriga, kus filtreerivaks elemendiks on liivaterad, millele sadestatud nanomaterjal moodustab koos liivaga omapärase, metalle ja radioaktiivseid aineid püüdva komposiitmaterjali. Kui metalliioonid liiguvad läbi sellise materjali, siis viimane hakkab enda peale justkui kasvatama metallijääke. Filtril on võime püüda ka teatud koguse kahjulikke mikroobe ja baktereid, aga selle loojad märgivad siiski, et tavapärast biopuhastit selline filtreerimissüsteem ei asenda, sest kõiki baktereid see veest ei eralda. Küll aga on nanofiltril see hea omadus, et see ei luba oma pinnal bakteritel kasvama hakata. Filtrisse ei teki lima, mis tavafiltrid tihtilugu umbe ajab.
Jutu kinnituseks näitab Erwan Rauwel maketil, kuidas saasteosakesed nanoliivaterale kinnituma hakkavad ja selgitab, et seni kasutatud pöördosmoosi filtreerimistehnika, mis seisneb lahtiseletatult rõhu all oleva vee surumises läbi filtri, kust mahuvad läbi ainulkt veemolekulid, on üsna energiakulukas ja vett raiskav tehnoloogia, kusjuures veest eraldatakse ka hulk kasulikke mineraalaineid. Värskelt leitud nanotehnoloogia jätab mineraalained alles, eraldab vaid metallid ja radioaktiivsed ained ja nanofiltri saagikus on osmoosi ja pöördosmoosi tehnoloogiatega võrreldes kordades suurem.
Uus filter võimaldab välja vahetada kallimad ja väheefektiivsed veepuhastussüsteemid, kuid sellega saab täiendada ka olemasolevaid veepuhastusseadmeid," kinnitab Erwan Rauwel.
Samasse töögruppi kuuluv TTÜ doktorant Siim Küünal märgib, et nanofiltrit iseloomustab selle n-ö erakordselt tõhus korjevõime – kui tavalise puhasti filterelemendi üks gramm suudab veest kätte saada 0,04 grammi metalli, siis uudne komposiitmaterjal püüab ühe grammi filtrimaterjali kohta kinni vähemalt kaks grammi vees sisalduvaid metalle. Kusjuures filtrisse pidama jäänud materjal, kui see pole radioaktiivne, on ka taaskasutatav.
"Praegu oleme valmis saanud prototüübi, mis on mõeldud umbes 1000 liitri vee puhastamiseks. Oleme seda edukalt testinud ja leidnud, et see suudab ühekordse vee läbimisega eraldada sellest 99,9% pliid ja vähemalt 80% uraani," kirjeldab Siim Küünal. "Magnetilised nanoosakesed, mis vette lastakse, käituvad kui kalavõrk, mis metallisaaste kinni püüab, kusjuures hiljem on filtrist võimalik kinnipüütud metalle eraldada ja taaskasutusse suunata."
Üle ilma juba suur huvi
Teadlastest abielupaar Rauwelid on oma nimel asutanud ka start-up ettevõte OÜ PRO-1 NanoSolutions, mille eesmärk on eelkõige see, et leida nanofiltri tootmisest huvitatud ettevõte ja rahastajaid ning esitasid 2017. aasta oktoobris ka patenditaotluse koobalti nanoosakeste kasutamiseks veepuhastuses raskemetallidest. Tööstusomand on jagatud TTÜ Tartu kolledžiga, kus toimus tehnoloogia väljatöötamine. Teadlaste endi sõnul on eesmärk viia leiutis õige pea n-ö massidesse – laiatarbekaubaks, mida saab näiteks ehitustarvete poest osta ning oma kodusesse veevõrku ühendada. Nende sõnul pole iseenesest tegu mingi teab mis kalli tehnoloogiaga, kõik on iseenesest lihtsalt ja suhteliselt odavalt teostatav.
Praegu on PRO-1 NanoSolutionsil käimas koostööprojekt India ettevõttega Janajal, mille käigus puhastatakse sealse Allahali järve radioaktiivset vett (sisaldab 140 µg/L uraaniumi). Koostöö on ka Hiina ettevõttega Huiracocha, mis on nõuks võtnud kaasaskantavate nanofiltritega varustatud veepuhastusseadmete tootmise. teoreetiliselt on sarnase filtriga võimalik puhastada ka tuumaobjektidelt lähtuvaid jäätmeid, näiteks aatomielektrijaamade jahutusvett. Läbirääkimised on käimas ka Eestis joogivee ning keskkonnatehnoloogiliste lahendustega tegelevate ettevõtetega.
