ŽETVENI OSTACI SU IZVOR ZA PROIZVODNJU BIOUGLJA Otpad nam je odličan resurs

Upravo na tom tragu razvijen je pod okriljem novosadskog Prirodno-matematičkog fakulteta EnviroChar projekat čiji je jedan od fokusa primena biouglja kao modifikatora ugljeničnih senzora u cilju poboljšanja performansi elektro-hemijskih senzora koji se koriste za detekciju pesticida u akvatičnoj sredini.

– Oslanjajući se na neke od principa koje su sve prisutniji u javnom diskursu, poput cirkularne ekonomije, zelene hemije, održivog razvoja.., projekat  EnviroChar je pred sebe postavio zadatak da napravi iskorak u korišćenju biouglja. Podsetiću, biougalj se sve češće pominje kao proizvod koji bi potencijalno mogao da smanji emisiju ugljen-dioksida, ali i ostalih štetnih gasova koji izazivaju efekat staklene bašte. Pri tome je u našem projektu cilj da se biougalj dobija iz poljoprivrednog otpada – kaže vanredni profesor na PMF-u dr Jelena Beljin.

Ideja je, dakle, da se iz drvnih ostataka, te biomase koja zaostaje na poljima pšenice i kukuruza, zahvaljujući inovativnom pristupu u domenu zelene hemije, napravi biougalj koji bi dalje bio iskorišćen za detekciju organskih jedinjenja, kao i za uklanjanje tih jedinjenja iz vodenih medijuma. Trenutno je u toku karakterizacija „potencijalnog izvora” – budući da karakteristike bioglja zavisi od biomase koja se koristi.

– Dosadašnja praksa u upravljanju poljoprivrednim otpadom je pokazala da on vrlo često biva jednostavno spaljen na njivama, što direktno utiče na emisiju štetnih gasova i kvalitet vazduha, a da i ne govorimo o ekonomskom aspektu. Jer nama je cilj da taj „otpad” postane resurs – navodi prof. dr Jelena Beljin. – Možda bi neko pomislio da će svakako doći do zagađenja vazduha budući da je ideja da se žetveni ostaci pokupe i sagore u pećima – ali neće. Biougalj se dobija pirolizom, odnosno termičkom obradom na visokim temperaturama u odsustvu kiseonika, što je proces koji ne zagađuje životnu sredinu, budući da je reč o specijalnim zatvorenim sistemima u kojima ugljenik, koji se nalazi u toj biomasi, dobija stabilniju, vrlo postojanu formu...

Jedan od fokusa projekta je pomenuti razvoj efikasnih ali istovremeno i ekonomičnih elektrohemijskih senzora za detekciju pesticida u vodi.

– Iako u današnje vreme postoji veliki broj analitičkih metoda za određivanje pesticida u akvatičnoj sredini, većina njih podrazumeva primenu skupih instrumenata, toksičnih reagenasa i priprema uzoraka je dosta složena. Stoga se teži razvoju alternativnih metoda, kao što su elektroanalitičke metode, jer one imaju brojne prednosti, poput visoke osetljivosti, selektivnosti, niske cene instrumenata, prenosive aparature te samim tim postoji mogućnost rada na terenu – pojašnjava dr Jasmina Anojčić, docent na PMF-u.

U tom kontekstu glavni cilj EnviroChar projekta  je primena biouglja kao modifikatora ugljeničnih senzora kako bi se poboljšale njihove performanse rezultujuće radne elektrode, odnosno elektrohemijskog senzora. Biougalj se pokazao kao idealan materijal za ovakve aplikacije, jer omogućava pouzdano i precizno određivanje koncentracije pesticida.

– Pesticidi spadaju među neke od ključnih kontaminanata u životnoj sredini. I baš zbog toga postoji težnja za razvojem metoda kako za detekciju njihove prisutnosti tako i za uklanjanje iz životne sredine – navodi dr Jasmina Anojčić. 

Praktična primena tako razvijene metode testira se kroz analizu realnih uzoraka akvatične sredine, kao što su rečna voda ili otpadne vode. 

– Ovakvi senzori ne samo da su ekonomični i daju brz odziv na ciljani analit, već i omogućavaju kontinuirani monitoring različitih elektroaktivnih organskih zagađujućih materija, što nam daje dragocene analitičke informacije za zaštitu životne sredine – kaže dr Jasmina Anojčić. – Uz to je važno i to što mi lako ove naše sisteme možemo minijaturizovati i stvoriti senzore za jednokratnu upotrebu koji će moći da se svakodnevno koriste za monitoring pesticida u uzorcima iz životne sredine. A pri tome su ovakvi tipovi senzora dosta jefitiniji u odnosu na neke komercijalne elektrode većih dimenzija.

Za čistiju vodu

Uklanjanje pesticida iz akvatične sredine je izazovno, jer neke konvencionalne metode tretmana, poput mikrobiolooške degradacije, nisu dovoljno efikasne da uklone ove kontaminante iz vode. 

– Zbog toga je potrebno razviti efikasne ali istovremeno i ekološki prihvatljive metode za brzo i potpuno uklanjanje ovih jedinjenja. Među takve takve metodologije spadaju i unapređeni oksidacioni procesi – pojašnjava dr Tajana Simetić, istraživač saradnik na PMF-u. –Ugljenični materijali, poput ugljeničnih nanocevi, grafena ili redukovanog grafen-oksida su našli veliku primenu u unapređenim oksidacionim procesima. Međutim, ti materijali su skupi i dolaze iz ređih izvora kao što su fosilna goriva. Stoga je danas upotreba obnovljivih resursa, kao što je biougalj, doprinosi održivosti unapređenih oksidacionih procesa.  

Miroslav Stajić