Nowoczesnej gospodarce trudno się rozwijać bez eksploatacji zasobów mórz i oceanów. Jednocześnie wykorzystywanie naturalnych zasobów zaczyna przybierać rozmiary zagrażające ekonomicznym podstawom egzystencji wielu społeczności. Czy jesteśmy skazani na podcinanie gałęzi, na której siedzimy? Odpowiedzią na te pytania są technologie oczyszczające wody mórz i oceanów oraz zrównoważona gospodarka uwzględniająca wyczerpujące się zasoby. Wkład polskich firm i instytucji naukowych nie ogranicza się do rozpoznawania potencjalnych zagrożeń ekologicznych oraz minimalizacji ich skutków. Dzięki pracy polskiego zespołu badawczego z Instytutu Oceanologii PAN i Centrum Techniki Morskiej powstanie technologia, która zrewolucjonizuje proces niszczenia tysięcy ton broni chemicznej zatopionej w ponad 100 miejscach na świecie.

Badawczy wkład rodzimych instytucji naukowych w oczyszczanie mórz i oceanów z chemicznych pozostałości będących następstwem konfliktów zbrojnych jest zdumiewająco wysoki. Na przeszkodzie w opracowaniu odpowiednich technologii na poziomie komercyjnym stoi brak zgody na oczyszczanie morskiego dna. Na razie w kołach decyzyjnych wielu państw dominuje pogląd, że zostawianie pojemników ze źródłami skażenia w spokoju jest znacznie bezpieczniejsze niż ich aktywne usuwanie. Decydenci obawiają się również kosztów takich operacji.

– Wedle naszych obliczeń wykonanych w ramach projektu DAIMON2 większość bomb lotniczych z bronią chemiczną zatopionych tuż po II wojnie światowej zacznie korodować właśnie teraz, między 2020 r. a 2030 r. Z kolei powłoki pocisków artyleryjskich wytrzymają jeszcze 40 lat. Nie mamy pojęcia, czy korozja będzie powolna, rozproszona i toksyczne substancje uwięzione w pociskach będą uwalniały się stopniowo i powoli, czy też zjawisko będzie stanowiło poważne zagrożenie dla bałtyckiego ekosystemu – informuje dr hab. Jacek Bełdowski z Instytutu Oceanologii PAN.

Z kolei w ramach projektu Chemsea oszacowano liczbę niebezpiecznych, chemicznych odpadów z II wojny światowej na ok. 40 tys. t. Na tę masę składają się toksyczne chemikalia składowane w beczkach, bomby lotnicze wypełnione iperytem, a także pociski artyleryjskie kalibru 105 mm i 155 mm. Niektóre pojemniki wypełniono iperytem oraz związkami trującymi opartymi o arsen, który uwalnia się szybciej od iperytu.

Generalnie na całym świecie istnieje ponad 100 składowisk broni chemicznej. Niebezpieczne miejsca, w których porzucono śmiercionośny ładunek, ciągną się wzdłuż wybrzeży Australii, Japonii, Chin, Kanady, a także na Morzu Śródziemnym i morzu Północnym. Dotychczas na Bałtyku przeprowadzono 5 projektów badawczych skupionych wyłącznie na wykrywaniu i zwalczaniu zagrożeń związanych z składowiskami broni biologicznej. Polska była wiodącym partnerem w 4 z nich, brało w nich udział od 8 do 16 instytucji. Wyzwaniem przyszłości jest stworzenie technologii mającej na celu bezpieczne wydobywanie niebezpiecznych obiektów z głębi morza oraz niszczenie ich. Oczywiście podobne konstrukcje opracowali już Niemcy oraz Japończycy, jednak są to pojedyncze instalacje wykorzystywane na niewielką skalę.

Zespół Instytutu Oceanologii PAN w porozumieniu z Centrum Techniki Morskiej zamierza opracować własne rozwiązania, docelowo służące do wydobywania niebezpiecznych znalezisk zalegających na dnie morza. Pod uwagę brane jest skonstruowanie specjalistycznego, podwodnego robota, a także rozwijanie detektorów groźnych substancji, kryjących się pod skorodowanymi powłokami bomb i pocisków artyleryjskich. Proces udoskonalania technologii usuwania chemicznych zagrożeń będzie postępował w dużej mierze dzięki doświadczeniom i pracy polskich zespołów naukowych. Na razie niebezpieczne obiekty w przybrzeżnej strefie japońskiej są lokalizowane i neutralizowane dzięki żmudnej pracy nurków. Już pod wodą amunicja techniczna jest ładowana do szczelnych pojemników i transportowana do instalacji niszczącej. W Japonii taką instalacją jest komora próżniowa, gdzie pociski są wysadzane ładunkiem wysokotemperaturowym, zaś zawierające toksyny gazy bojowe filtrowane są przez szereg filtrów. W Niemczech niebezpieczny ładunek wydobyty z dna morza ładowano do plazmowego piekarnika. Wysoka temperatura rozbijała zawartość pocisków na atomy, a powstałe w ten sposób substancje były zagospodarowywane już w stanie atomowym.

Innowacja wymyślona przez polski zespół sprowadza się do zautomatyzowania całego procesu. Ładowanie pocisków i innych niebezpiecznych pojemników do tzw. overpacków ma odbywać się przy pomocy robotów. W dalszej kolejności pojemnik z ładunkiem do utylizacji byłby wyciągany przez statek na powierzchnię. Aparatura do neutralizacji byłaby zminiaturyzowana do tego stopnia, by mieściła się na pokładzie statku. W odpowiednim momencie pojemnik byłby podłączany do aparatury poprzez specjalną śluzę. Cały dalszy proces rozbrajania amunicji, cięcia pocisków, wydobywania z nich toksycznych substancji, a następnie ich neutralizowania byłby wykonywany automatycznie, niczym na taśmie produkcyjnej, bez udziału człowieka.

Równolegle do projektów badawczych rozpoznających skalę zagrożeń i ich wpływ na morskie ekosystemy polscy akademicy uczestniczą także w pracach nad technologiami oczyszczającymi morza i oceany. Ciekawym polem badawczym dla polskich instytucji naukowych, takich jak Instytut Oceanologii PAN, jest kwestia badania pochodzącego z morza materiału roślinnego wyrzucanego przez morskie fale na plaże. W osadach dennych zalegają wszystkie substancje wprowadzone tam przez rozwój przemysłu postępujący od lat 70., a także współczesne zanieczyszczenia. Zarówno glony, jak i rośliny morskie akumulują zanieczyszczenia z toni morskiej. Wyrzucone na plaże rośliny gniją, uwalniając wszystkie substancje do strefy brzegowej.

W ramach badań nad tym procesem instytut uczestniczy w europejskim projekcie Contra. Jego celem jest sprawdzenie, czy usuwanie materiału roślinnego z plaż nie wpłynie korzystnie na stan Bałtyku. Usuwanie, utylizacja lub zagospodarowanie roślinnych odpadów może być krokiem w kierunku naturalnego oczyszczania morza. W regionie Bałtyku znajduje się wiele instytucji badających przydatność tak pozyskanej biomasy. Rozważa się produkcję biogazu, wytwarzanie biowęgla, a także nawozu pod uprawę trzciny i innych roślin pełniących funkcję szybko rosnących materiałów energetycznych.

Technologie związane z oczyszczaniem mórz to stosunkowo jeszcze słabo zagospodarowany kierunek rozwoju. Wdrożenie mniej destrukcyjnych dla środowiska technologii przemysłowych jest dużym krokiem naprzód. Tego rodzaju rozwiązania są już przedmiotem zainteresowania wielu instytucji naukowych na całym świecie. Jednak technologie związane z przemysłowym wykorzystaniem morskiego materiału roślinnego mogłyby wiązać się z wdrażaniem bardzo pionierskich rozwiązań.

Jak podaje dr Bełdowski, już na etapie szukania partnera gospodarczego do projektu Contra okazało się, że morską biomasę wykorzystuje naprawdę wąska grupa sektorów przemysłu. W całej Europie zarejestrowano tylko jedną pochodzącą z Hiszpanii firmę specjalizującą się w wytwarzaniu tkanin, które używa się do izolacji domów w zastępstwie wełny mineralnej. W żadnym z państw położonych nad brzegami Bałtyku nie działa ani jedno podobne przedsiębiorstwo.

– Sądzę, że badania prowadzone nad oczyszczaniem mórz zaowocują w przyszłości konkretnymi rozwiązaniami i patentami, które za kilka lat polskie firmy będą mogły z powodzeniem wdrażać komercyjnie – ocenia J. Bełdowski.

Jego zdaniem, wbrew katastroficznym scenariuszom, europejskie gospodarki zmierzają w stronę zrównoważonego rozwoju, łączącego rozwój gospodarczy z dalekosiężnymi celami utrzymywania w równowadze środowiska naturalnego. Dlatego też obecnie Morze Bałtyckie powoli się oczyszcza. Największe zanieczyszczenie Bałtyku przypadało na lata 70. i 80. Jednak od tego czasu sytuacja znacznie się poprawiła, m.in. dzięki regulacjom środowiskowym wprowadzonym w życie w wyniku porozumień podpisanych w ramach HELCOM (Komisji Helsińskiej dbającej o stan ekologiczny Morza Bałtyckiego) oraz zarządzeń Unii Europejskiej. Zaś inicjatywa REACH dąży do zastępowania najbardziej toksycznych surowców stosowanych w produkcji mniej inwazyjnymi odpowiednikami.

– Jednak prócz stałego dopływu toksycznych substancji do akwenów morskich mamy do czynienia z historycznymi zanieczyszczeniami. Obecnie strumień zanieczyszczeń z lądu zmalał, ale zyskuje na znaczeniu reemisja zanieczyszczeń od szeregu lat zalegających na dnie Bałtyku – dodaje J. Bełdowski.