Ścieki i ich rola oczami eksperta

Ścieki, nawet jeśli to „śmierdzący” pod wieloma względami temat, powinny znaleźć się w kręgu naszych zainteresowań. Szacuje się, że 80% ścieków z krajów rozwiniętych i rozwijających się trafia do środowiska na całym świecie w stanie nieoczyszczonym. W Polsce ten odsetek jest niższy, choć ilość 300 mln m³ na rok to także niemały problem. Jednak nie tylko ta kwestia jest warta uwagi. Również to, co odprowadzamy ze ściekami po ich oczyszczeniu, jest nie do końca zbadane, a normy nadal wymagają określenia. Musimy mieć świadomość, że poprzez rozwój technologiczny wciąż „wzbogacamy” nasze ścieki o nowe substancje, które mogą być, pomimo wielomilionowych inwestycji w oczyszczalnie ścieków, bardzo szkodliwe dla nas i środowiska, w którym żyjemy.

O wyzwaniach, jakie niesie codzienna praca, a także o śledztwach na podstawie składu ścieków rozmawiałam z dr inż. Edytą Łaskawiec – technolożką wody i ścieków, adiunktem w Katedrze Biotechnologii Środowiskowej Wydziału Inżynierii Środowiska i Energetyki na Politechnice Śląskiej.

Agnieszka Hobot: Tematyka związana z wodą i ściekami powinna cieszyć się dużym zainteresowaniem – przecież ta woda trafia do naszego organizmu i środowiska, w którym żyjemy. Czy rzeczywiście tak jest? Czy raczej ta tematyka ma wąskie grono odbiorców branżowych?

Edyta Łaskawiec: Myślę, że zainteresowanie tą tematyką cały czas rośnie, choć rzeczywiście, kanały popularno-naukowe z ciekawostkami mają dużo większe zasięgi i grono odbiorców niż profile w social mediach, które skupiają się na konkretnej tematyce, dużo węższych zagadnieniach. Natomiast mnie cieszy to, że mamy odzew od osób, które interesują się tą tematyką.

Piszą, że nigdy nie pomyślałyby, że ścieki mogą być takie ciekawe. To pokazuje, że warto poświęcić czas, aby tę wiedzę na temat środowiska wodno-ściekowego popularyzować. Obserwuję, że świadomość ludzi znacząco wzrasta w ostatnich latach. Zaczynamy zauważać, że mamy ogromny problem z wodami, z jakością i z ilością, i szukamy informacji. To jest bardzo ważne i pokazuje, że warto tę tematykę przybliżać w bardziej przystępny sposób, dla szerszego grona odbiorców, nie tylko z branży wodno-ściekowej.

AH: Jest Pani technolożką wody i ścieków. Zacznijmy zatem krótko od tematu wody. Część osób obawia się picia kranówki, do czego namawiają przedsiębiorstwa wodociągowe w swoich kampaniach. Jak to wygląda z Pani punktu widzenia? Czy i kiedy powinniśmy tego unikać? Na przykład, kiedy brzydko pachnie?

EŁ: Rzeczywiście, nasze zmysły są takim głównym wskaźnikiem określającym jakość wody. Analiza organoleptyczna, określająca zapach i smak, ma duże znaczenie dla tego, jak odbieramy wodę. Wokół tematu krąży wiele mitów, dotyczący choćby twardości wody. My musimy je obalać. Pamiętajmy, że woda pokonuje czasami dość duże odległości i mimo że rusza w drogę do odbiorcy uzdatniona, to płynie kilometrami sieci wodociągowych i przez różnej jakości instalacje w budynkach. Narażona jest w tym czasie na różne czynniki i zakłócenia, choćby problemy związane ze starzejącą się infrastrukturą. Zalegające osady, nawet jeśli nie są patogenne, mogą wpływać niekorzystnie na smak i zapach wody.

Czasami materiały, z których wykonano instalacje są wymieszane, jedne starsze, inne nowsze, i w ten sposób kolejne problemy się piętrzą, bo zmienia się ciśnienie przesyłanej wody. Kłopotem może być także stagnacja. W zbyt długo nieużywanych instalacjach mikroorganizmy prowadzą swoją działalność i namnażają się. Poza tym wszelkie procesy związane z korozją materiałów mogą być przyczyną niepokojącego stanu wody. Mikroorganizmy potrafią wykorzystywać zarówno węgiel z tworzyw sztucznych, jak i metale do wzrostu, efektem może być korozja, pojawianie się osadów czy metalowych opiłków. Woda nabiera wtedy barwy brunatnej czy żółtej.

Podsumowując, kranówka jest bezpieczna i zdatna do picia i przedsiębiorstwa wodociągowe robią wszystko, co w ich mocy, aby ta jakość była jak najlepsza. Natomiast często zdarza się, że lokalne problemy obniżają jej parametry, ale jeżeli nie są one ciągłe, nie wiążą się z intensywnym zabarwieniem wody lub bardzo silnym zapachem chemicznym, to chwilowe zmiany nie powinny nas niepokoić.

AH: Rozwój technologiczny w XXI w. następuje w ogromnym tempie, wiąże się to również z odprowadzaniem do ekosystemów coraz to nowych substancji, które są mniej lub bardziej zbadane, a mogą mieć ogromny wpływ na nasze zdrowie. Nie wszystkie mają ustalone normy i nie wszystkie są badane. W którym miejscu jesteśmy obecnie z tą wiedzą?

EŁ: Myślę, że jest jeszcze bardzo wiele substancji, które są odprowadzane do środowiska, a których nie znamy. Cały czas prowadzimy swoją działalność i wytwarzamy nowe związki. Choćby zaczynając od leków, które są dostępne bez recepty, poprzez antybiotyki i substancje nielegalne, a skończywszy na przemysłowych. Każda z nich musi znaleźć ujście gdzieś w środowisku naturalnym.

Grupa substancji, które są analizowane przez naukowców i włączane kolejno do dyrektywy wodnej jako kontrolowane w środowisku wodnym czy ściekowym, przez cały czas będzie się powiększać, bo nasza wiedza i umiejętności analityczne będą się rozwijać. Natomiast bardzo ciężko może być wyznaczyć taki punkt, w którym stwierdzimy, że mamy sytuację opanowaną i kontrolujemy większość substancji, stanowiących zagrożenie dla naszego zdrowia czy dla środowiska.

AH: Które więc ze znanych substancji powinniśmy zacząć pilnie badać w ściekach? Dla jakich powinny być wprowadzone normy od teraz?

EŁ: W tej chwili już prawie do standardu weszły mikroplastiki, jeszcze chwilę i zostanie także rozszerzona grupa związków zwanych wiecznymi chemikaliami, czyli związków poli- i perfluoroalkilowe (PFAS). To są grupy, z którymi wiąże się wiele problemów, choćby wynikających z ich trwałości i sposobu gromadzenia się. Nadal, do końca nie wiemy, w jaki sposób mogą wpływać na organizmy żywe.

Kolejne związki, które mogą nas niepokoić, to nowe grupy antybiotyków, na które mikroorganizmy będą się uodparniać i to jest coś, co musimy szczególnie obserwować i poddawać analizom, bo efekty antybiotykooporności mogą się zbiec w czasie z kolejnymi problemami zdrowotnymi na dużą skalę, choćby związanymi z pandemią. Jest to kolejne następstwo zmian klimatu. Problemy będą się nawarstwiać.

AH: W takim razie, czy jesteśmy przygotowani pod kątem technologii na oczyszczanie ścieków z nowych substancji? Z czym obecnie stosowane technologie oczyszczania mogą sobie nie poradzić?

EŁ: To jest główny problem związany z przedostawaniem się tych związków do środowiska, bo dostępne technologie, które skupiają się na usuwaniu związków azotu, nie są wystarczające w przypadku całej gamy mikrozanieczyszczeń, mikroplastików czy genów antybiotykooporności. Rozwój i modyfikacja technologii oczyszczania ścieków z pewnością są nieuniknione, choć mamy świadomość, że to niełatwa droga. Trudną do przeskoczenia przeszkodą są ogromne koszty nowych inwestycji.

Myślę, że wciąż znaczącym problemem jest brak infrastruktury wodno-kanalizacyjnej. Ponad 80% ścieków na świecie nie jest w ogóle oczyszczane i w takiej formie trafia do środowiska. Konieczna jest rozbudowa systemów kanalizacyjnych i podejmowanie prób odbioru i oczyszczania ścieków z jak największej powierzchni zlewni na świecie, w tym docieranie do miejsc, gdzie ludzie mają problemy z utrzymaniem warunków sanitarnych. Mogłoby to zmniejszyć skalę przedostawania się patogenów do wody, rozprzestrzeniania się chorób. W krajach rozwiniętych świetnie sobie dajemy radę z tymi problemami i cały czas inwestujemy w kolejne technologie, tymczasem duża część świata wciąż pozostaje nawet bez podstaw w zakresie oczyszczania ścieków.

Szacuje się, że zmiana i modernizacja systemów poprawiających jakość ścieków i usuwających większą liczbę mikrozanieczyszczeń może potrwać 10 – 15 lat i dopiero wtedy będziemy mogli powiedzieć, że udało nam się problem częściowo rozwiązać. Natomiast już bardziej zaawansowane procesy odzyskiwania surowców, produkcja wodoru i fabryki, o których często mówimy w kontekście oczyszczalni ścieków, to już perspektywa 30 lat. Chcielibyśmy te procesy przyspieszyć, choćby ze względu na zmiany klimatu, ale niestety wszystko wymaga czasu i wdrożenia. Cieszymy się, że metody analityczne i technika biologii molekularnej, która pozwala nam wychwytywać problemy, znacząco przyspieszyła w ostatnich latach. Pozwala nam to wywierać pewną presję i na tych którzy ustanawiają prawo, i na tych, którzy później, już w praktyce, te technologie wdrażają.

AH: W jednej z Pani wypowiedzi słyszałam o możliwości śledzenia w ściekach nielegalnych substancji i o europejskim raporcie, który powstał na ten temat. Proszę nam o tym opowiedzieć. Do czego takie badania można wykorzystać w praktyce?

Rzeczywiście, gałąź epidemiologii opartej na ściekach jest w tej chwili bardzo szeroka, ale zaczęła się od obserwowania zachowań społeczeństwa w 2001 r. Najpierw od śledzenia spożywanych leków, a już cztery lata później przeprowadzono pierwsze badania, które dotyczyły spożycia kokainy przez mieszkańców Włoch. Ta gałąź epidemiologii w bardzo ciekawy sposób się rozwinęła, bo dziś prowadzone są takie badania dotyczące wielu krajów europejskich. Pozwoliło to śledzić zachowania ludzi pod kątem spożycia wybranych i legalnych substancji narkotykowych i pokazania pewnych trendów.

Dzięki temu można realizować wybrane założenia dotyczące zdrowia publicznego. Epidemiologia oparta na ściekach nie tylko pozwala identyfikować skalę występowania wybranych substancji w oczyszczalni ścieków, ale również zawężać obszar poszukiwań źródła zanieczyszczeń do konkretnych dzielnic, a nawet ulic. Monitoring ścieków nie jest czymś, co prowadzimy standardowo pod kątem opieki zdrowotnej, a tutaj widzimy, że te informacje mogą być bardzo cenne.

AH: A teraz, patrząc trochę w przyszłość, jakie dostrzega Pani trzy podstawowe wyzwania dla branży wodno-ściekowej?

EŁ: Myślę, że najważniejszym wyzwaniem na najbliższe kilka lat jest oszczędzanie zasobów wodnych. Robimy wiele w kwestii gospodarki obiegu zamkniętego, ale te działania musimy zintensyfikować, żeby jak najskuteczniej zmniejszać marnotrawstwo wody. W przyszłości musimy wcielać w życie pomysł łączenia oczyszczalni ścieków z fabrykami surowców, czy to nawozów, czy biogazu. A w zakresie wspomnianej epidemiologii opartej na ściekach – mamy ogromny potencjał w kwestii śledzenia genów antybiotykooporności i wykrywania kolejnych potencjalnie groźnych mikroorganizmów.

Podsumowując, trzy główne wyzwania to oszczędność wody, zwiększenie polskiej produkcji surowców, a także przygotowanie się na kolejne wyzwania zdrowotne, których zapowiedź będziemy mogli wyczytać ze ścieków w niedalekiej przyszłości.