Wyświetlenie artykułów z etykietą: ZGOAS

Jednym z ekologicznych sposobów pozyskiwania energii jest fotowoltaika. Jej udział w sektorze energetycznym z roku na rok rośnie. Panele fotowoltaiczne wiszą na domach, dachach, tworzone są ogromne farmy fotowoltaiczne, po to by pozyskiwać tanią i bezpieczną energię. Tylko czy naprawdę jest ona bezpieczna? Czy zasilane energią fotowoltaiczną tzw. "smart cities" nie są narażone na pojawianie się nowych zanieczyszczeń środowiska naturalnego? Panele fotowoltaiczne poddawane są ciągłemu działaniu słońca, wiatru, opadów, które mogą powodować ich uszkodzenia. Czy uszkodzone panele fotowoltaiczne (PV) przez tzw. mikrouszkodzenia nie powodują uwalniania się do otoczenia pierwiastków, z których są zbudowane? W skład paneli fotowoltaicznych wchodzą, oprócz innych, pierwiastki krytyczne tzw. TCE (Technology Critical Elements). TCE są wykorzystywane w wielu gałęziach przemysłu, elektronice, elektryce i innych. W związku z tym, władze Unii Europejskiej zwracają uwagę środowiska naukowego na zbadanie tych pierwiastków, ponieważ informacje w literaturze światowej na temat TCE i ich specjacji (form występowania) są niezwykle rzadkie, zwłaszcza dla pierwiastków takich jak ind, gal, tellur i german. Pierwiastki te odgrywają ważną rolę w kluczowych nowych technologiach. German w organizmie ludzkim ulega kumulacji w narządach i może wywoływać stany zapalne oraz zmiany nowotworowe. Ind może wywoływać śmiertelne choroby płuc na skutek wdychania jego cząstek. Tellur, zawarty w niektórych PV, uważany jest za toksyczny i teratogenny. Rola galu w żywych organizmach nie została jeszcze w pełni poznana, jednak obecność jonów galu w wodzie może prowadzić do rozwinięcia się chorób układu odpornościowego.

Projekt zakłada realizację kilku celów badawczych. Pierwszym jest poznanie przemian i mobilności wybranych TCE oraz ich form specjacyjnych w glebach, roztworze glebowym i wodach spływnych na terenach najbliższego sąsiedztwa paneli fotowoltaicznych. Kolejnym celem będą badania nad wpływem uszkodzonych przez mikropęknięcia paneli fotowoltaicznych na uwalnianie się do środowiska pierwiastków potencjalnie toksycznych wraz z pierwiastkami krytycznymi. Gleba - jako element środowiska naturalnego jest głównym odbiorcą potencjalnie zanieczyszczonych opadów (deszcz, śnieg, lód) spływających po panelach fotowoltaicznych. Modelowanie geochemiczne zapewni głębszy wgląd w procesy transportu pierwiastków krytycznych (i form) wypłukiwanych z PV, jak również migracji w wyniku sorpcji lub kompleksowania w środowisku gruntowo-wodnym. Badania pozwolą odpowiedzieć na kilka pytań: Czy stężenie galu, germanu i indu rośnie w przyrodzie wraz ze wzrostem ich wykorzystania w fotowoltaice? Czy sąsiedztwo paneli fotowoltaicznych powoduje wzrost stężenia wybranych TCE w glebie i wodach gruntowych? Jak zmienia się stężenie wybranych TCE w glebie wraz ze wzrostem odległości od ogniw fotowoltaicznych? W jakiej formie specjacyjnej występują Ge, Ga, Te, In w glebach, roztworach glebowych i wodach spływnych poddanych takiej antropopresji? Jak głęboko wybrane TCE migrują w profilu glebowym? Jaki jest poziom ekologicznego zagrożenia zdrowia na badanych terenach? Jak wysoka jest pojemność adsorpcyjna badanych gleb dla jonów In, Ge, Ga, Te, jak silnie te jony są związane w różnych frakcjach gleb i jak zaadsorbowane jony zachowują się w zależności od różnych warunków środowiskowych? Zaproponowany zakres badań oraz sposób opracowania i interpretacji uzyskanych wyników pozwolą stworzyć niezwykle kompleksowy i analitycznie zaawansowany projekt dotyczący jakościowej i ilościowej analizy form specjacyjnych wybranych TCE związanych z fotowoltaiką, ich mobilności oraz wpływu na środowisko. Realizacja celów badawczych projektu wymagać będzie interdyscyplinarnej współpracy specjalistów w dziedzinie geochemii, gleboznawstwa, inżynierii środowiska, chemii instrumentalnej, metalurgii, modelowania geochemicznego oraz ekotoksykologii. Opracowane zostaną także nowe procedury badawcze, analityczne i obliczeniowe, które mogą uzyskać rangę standardów. W projekcie wykorzystany zostanie nowoczesny warsztat badawczy obejmujący nowoczesne techniki analityczne, takie jak ICP-MS, ICP-OES (do oznaczania całkowitej zawartości pierwiastków), technika łączona HPLC-ICP-MS (do oznaczania form specjacyjnych pierwiastków), SEM-EDX, TEM, elektroluminescencja, kamera termowizyjna i analiza dyfrakcyjna. Realizacja szerokiej gamy analiz chemicznych pozwoli także na udoskonalenie i optymalizację metodyki badawczej w zakresie sekwencyjnego frakcjonowania chemicznego TCE.

Projekt dotyczy oryginalnej, eksperymentalnej pracy badawczej, podejmowanej przede wszystkim w celu zdobycia nowej wiedzy o podstawach zjawisk i obserwowalnych faktach bez nastawienia na bezpośrednie praktyczne zastosowanie. Ze względu na niski stan wiedzy na temat TCE, ich form i przemian w środowisku, a także systematyczny wzrost wykorzystania paneli fotowoltaicznych (bogatych w TCE), badania planowane w projekcie są bardzo istotne. Badania wniosą istotny wkład do oceny mobilności wybranych pierwiastków należących do TCE. Dostarczą nowych informacji i uzupełnią obecny stan wiedzy na temat specjacji ww. pierwiastków w środowisku. Efektem projektu będą przygotowane i sprawdzone metodyki oznaczania całkowitej zawartości PTE/TCE oraz form specjacyjnych Ge, Ga, In, Tl w glebach. Wyniki planowanych badań mogą wnieść znaczący wkład do inżynierii środowiska, chemii analitycznej, metalurgii, gleboznawstwa, kinetyki i adsorpcji pierwiastków krytycznych, modelowania geochemicznego. Efektami realizacji niniejszego projektu będą liczne publikacje naukowe oraz doniesienia konferencyjne prezentowane na arenie krajowej i międzynarodowej, jak również rozprawa doktorska. Ponadto projekt przyczyni się do powstania modelu geochemicznego i wytycznych, które mogą być wykorzystane przez jednostki samorządu terytorialnego.

Dane projektu:

Data rozpoczęcia realizacji projektu: 13.02.2025

Data zakończenia realizacji projektu: 12.02.2029

Okres realizacji projektu: 48

Nazwa konkursu, programu lub przedsięwzięcia: OPUS 27

Finansowanie: Narodowe Centrum Nauki

Wysokość przyznanego finansowania: 1 966 640 zł

Konsorcjum realizujące projekt:

1. Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk;
2. Politechnika Śląska.

Kierownikiem projektu będzie Pan/i dr hab. Magdalena Jabłońska-Czapla

W dniach 30-31.01.2025 r. odbyło się inauguracyjne spotkanie projektu „Ścieki bez granic – problem mikrozanieczyszczeń”. 

Projekt pt. „Ścieki bez granic - problem mikrozanieczyszczeń” (CZ.11.01.02/00/23_011/0000164) realizowany jest w ramach programu Interreg Czechy-Polska 2021-2027 - Priorytet 1.2 Bardziej skoordynowane podejście do ochrony środowiska na pograniczu czesko-polskim.

Partnerzy w projekcie:

• Uniwersytet Techniczny w Libercu – Lider konsorcjum
• Instytut Podstaw Inżynierii Środowiska Polskiej Akademii Nauk
• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Ciężkiej Syntezy Organicznej ”Blachownia”

Wartość projektu: 952 550,47 EUR

Okres realizacji: 01.01.2025 – 31.12.2027

Projekt koncentruje się na określeniu problemu mikrozanieczyszczeń w ściekach komunalnych, które to stanowią poważne zagrożenie dla środowiska i zdrowia ludzi, a obecnie stosowane systemy oczyszczania nie są dostosowane do ich skutecznej eliminacji. Projekt zakłada monitorowanie mikrozanieczyszczeń, w tym farmaceutyków i substancji poli- i perfluoroalkilowych (PFAS), a następnie opracowanie skutecznej metody ich usuwania, co pozwoli na rozwój potencjału oczyszczalni ścieków po obu stronach granicy.

Działania realizowane przy ścisłej międzynarodowej współpracy pozwolą na określenie poziomu zanieczyszczeń oraz ograniczenie ich odprowadzania do zbiorników wodnych, przyczyniając się do wsparcia ochrony środowiska i poprawy jakości wód powierzchniowych regionów przygranicznych.