Ze ścieków można wyczytać mnóstwo informacji o dobrostanie społeczeństwa: co jemy, na jakie choroby cierpimy, czy często boli nas głowa, a nawet… czy i czym próbujemy sobie poprawiać nastrój. Rzadko zastanawiamy się, co dalej dzieje się z tym wszystkim, co beztrosko spuszczamy w toalecie. Niesłusznie! O oczyszczaniu ścieków opowiadają nam prof. Aneta Łuczkiewicz i dr inż. Anna Remiszewska-Skwarek z Politechniki Gdańskiej.

Woda zużyta – czyli ścieki – dostaje się do oczyszczalni za pomocą skomplikowanego systemu rur kanalizacyjnych i przepompowni. 

Pierwszy etap pracy to oczyszczanie mechaniczne, czyli odsianie wszystkich „grubszych” zanieczyszczeń, które nazywamy skratkami. Znajdziemy w nich np. resztki kuchenne, papier, woreczki foliowe, ale zdarzają się też elementy zaskakujące, jak telefony komórkowe czy… cegłówki. Kolejny jest proces sedymentacji. W specjalnych zbiornikach nazywanych piaskownikami ze ścieków usuwane są substancje mineralne, a w osadnikach wstępnych – zawiesina organiczna.

Dalej mamy najważniejszy etap: oczyszczanie biologiczne w wielkich reaktorach z osadem czynnym. To w zasadzie pojemniki z bakteriami i innymi mikroorganizmami, którym sztucznie stworzono odpowiednie warunki, by jak najłatwiej było im żyć i się namnażać. Tę metodę wymyślono 120 lat temu w Manchesterze. Wciąż jest optymalizowana, bo zdolność mikroorganizmów do pomagania ludziom, szczególnie w procesach inżynieryjnych, inspiruje wielu badaczy. – Mnie to nadal fascynuje. Osad czynny to jedno z największych osiągnięć inżynierii środowiska, które z powodzeniem działa do dziś – ocenia prof. Łuczkiewicz. 

Następnie mieszanina ścieku  z osadem czynnym trafia do osadników wtórnych, gdzie się rozdziela: na dno opada osad, a pozostała ciecz to tzw. ściek oczyszczony. W Trójmieście odprowadza się go w głąb zatoki, gdzie miesza się z wodą morską i w ten sposób powraca do cyklu.

Z jakimi problemami borykają się specjaliści od ścieków? Podstawowym jest ciągle niska świadomość społeczna. Przykładowo tylko ok. 20% ścieków bytowo-gospodarczych z polskich zbiorników bezodpływowych (tzw. szamb), głównie zlokalizowanych na terenach wiejskich, trafia do profesjonalnych oczyszczalni komunalnych. Do kanalizacji dostaje się mnóstwo odpadków, które bardzo często prowadzą do licznych awarii na sieci kanalizacyjnej (zatory), ale i uszkadzają urządzenia technologiczne w przepompowniach ścieków, jak i prowadzą do licznych awarii w samych już oczyszczalniach. Są to odpadki higieniczne (patyczki, podpaski) czy kuchenne, np. resztki tłustych pokarmów typu zupa.

– Wylewanie tłustego jedzenia do toalety to jest bardzo zły pomysł. Toaleta to nie śmietnik – zauważa dr inż. Remiszewska-Skwarek. 

Do ścieków trafia też sporo produktów, które nie ulegają biodegradacji, przykładowo środki chemii domowej czy farmaceutyki. Warto zmienić środki czyszczące na takie, z którymi łatwiej poradzi sobie osad czynny w oczyszczalni. Popularne jest ostatnio sprzątanie z wykorzystaniem sody oczyszczonej i kwasku cytrynowego. – To bardzo sensowna moda – potwierdza prof. Łuczkiewicz. – Takie działania to nasz udział w ochronie zasobów wodnych – dodaje.

Z podcastu dowiecie się też, ile ibuprofenu dostaje się rocznie do oczyszczalni (kilka ton!), jak analiza ścieków pomaga zachować zdrowie publiczne, do czego można wykorzystać odpady pozostałe po oczyszczaniu ścieków i dlaczego profesjonalne i skuteczne oczyszczanie musi trochę kosztować.

Odcinek powstał w ramach współpracy z Politechniką Gdańską. Przede nami jeszcze rozmowy o smart cities, ekonomii konsumpcji i superkomputerze „Kraken”.

TRANSKRYPCJA

Karolina Głowacka: Nawet nie wiecie, ile można wyczytać o waszym stylu życia z waszych ścieków. I nawet nie wiecie, ile trzeba roboty, żeby je oczyścić. W tym odcinku posłuchacie o tym, o czym na co dzień myśleć nie lubimy, a bez czego utonęlibyśmy w… nieczystościach, delikatnie mówiąc. Nazywam się Karolina Głowacka, to jest Radio Naukowe – podcast o tym, co wiemy i skąd to wiemy. Przed nam odcinek numer sto dziewięćdziesiąt dwa. Odcinek, który powstał we współpracy z Politechniką Gdańską. Zaczynamy. 

K.G.: Radio Naukowe w podróży. Jestem w Gdańsku, a dokładnie w budynku Politechniki Gdańskiej. A ze mną doktor habilitowana inżynier, profesor Politechniki Gdańskiej, Aneta Łuczkiewicz. Dzień dobry.

A.Ł.: Dzień dobry.

K.G.: Z Katedry Technologii w Inżynierii Środowiska, Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska. Pani profesor jest również prodziekanem ds. współprac i promocji Politechniki Gdańskiej. Pani doktor inżynier Anna Remiszewska-Skwarek. Dzień dobry.

Anna Remiszewska-Skwarek: Dzień dobry.

K.G.: Z Katedry Inżynierii Sanitarnej, ten sam wydział, również Politechnika Gdańska. Pani doktor inżynier jest także szefową Wydziału Oczyszczalni Ścieków w Przedsiębiorstwie Wodociągów i Kanalizacji, więc mamy tutaj takie doświadczenie i czysto naukowe, i wdrożeniowe. A będziemy mówiły o tym, o czym na co dzień się nie myśli – o ściekach. Ktoś to musi oczyszczać i gdyby nie było tego oczyszczania, to dopiero byśmy zobaczyli, jak bardzo państwa potrzebujemy. Myślę, że nasza rozmowa będzie dwuczęściowa, bo po pierwsze będziemy opowiadały o tym, co w ściekach się znajduje, co można z nich wyczytać np. pod kątem zdrowia publicznego. A drugi element to właśnie kwestia oczyszczania, uzdatniania – te wszystkie rzeczy, które są ważne z perspektywy sanitarnej i środowiska. Zacznę od pani profesor inżynier Anety Łuczkiewicz. Co jest w ściekach?

A.Ł.: Wszystko. W ściekach znajduje się bardzo dużo różnych substancji, których na co dzień używamy i które jemy. Tak że ścieki są właściwie takim obrazem naszego codziennego życia. Można z nich wyczytać np., jaką mamy dietę, jakie zażywamy farmaceutyki, jakich używamy środków czystości i jeszcze różne inne rzeczy. Ze względu na zdrowie publiczne jest to bardzo ciekawe, ponieważ pandemia COVID-19 pokazała nam, że ścieki są bardzo ciekawym narzędziem wspierającym badania epidemiologiczne, ponieważ mogliśmy wcześnie wykrywać wirusa SARS-CoV-2 wtedy, kiedy jeszcze np. nie występował albo nie objawiał się w danych społecznościach.

K.G.: Był on widoczny w ściekach?

A.Ł.: Tak. Wydalamy ze swojego organizmu niektóre bakterie, niektóre wirusy. Jeżeli one są obecne w ściekach, to możemy je tam znaleźć. I np. wiadomo, że badania epidemiologiczne były prowadzone przede wszystkim u tych osób, które chorowały. Mieliśmy robiony wymaz gardła, wymaz nosa. Natomiast, jeżeli ktoś przechodził tę chorobę bezobjawowo, to już wtedy nie wiedzieliśmy, że jest chory. W ściekach jest właściwie wszystko. I bardzo ciekawe jest to, że np. w takich ośrodkach jak hospicja, sanatoria, domy starców, gdzie taka analiza może bardzo szybko wykazać, że takie zagrożenie się pojawia, jest ona bardzo mocno wspierająca badania epidemiologiczne. 

K.G.: Czyli może niezbyt piękne, ale jednak lustro naszej codzienności.

A.Ł.: Na pewno.

K.G.: A mikroplastik też się znajduje w ściekach?

A.Ł.: Tak. Ponieważ ścieki komunalne, które dopływają do naszej oczyszczalni, to jest właściwie mieszanina różnego rodzaju ścieków. Są to ścieki, które powstają w gospodarstwach domowych, są to ścieki lokalnego przemysłu, ale również ścieki, które powstają z wód opadowych. W naszych gospodarstwach domowych mikroplastik pochodzi ze środków piorących, ze środków czyszczących, z kosmetyków, ze środków higieny osobistej. 

K.G.: A te wszystkie peelingi?

A.Ł.: Też, brokaty. 

K.G.: Z ubrania?

A.Ł.: Właśnie. Jeżeli pierzemy nasze ubrania, zwłaszcza te, które zawierają włókna sztuczne, np. poliester – a większość naszych ubrań zawiera poliester – to wypłukujemy te mikrowłókna i one trafiają następnie do oczyszczalni ścieków razem ze ściekami.

K.G.: A jeśli wylewamy np. zupę do toalety, taką jeszcze tłuściutką, to jest to dobry pomysł czy nie? Zadaję to pytanie dlatego, że pamiętam, że w Londynie widziałam wystawę, w której chodziło generalnie o taki wielki, tłusty czop. Bo ludzie po prostu wlewali wszystko do tych ścieków i to się zważyło, zrobiło się jednym wielkim, tłustym glutem, który zatkał w pewnym momencie londyńską kanalizację. Jak to zobaczyłam, to powiem szczerze, zrobiło to na mnie wrażenie tak na przyszłość, jeśli chodzi o różne zwyczaje. Więc pytam panią doktor inżynier, czy to jest dobry pomysł – tak sobie wylewać resztki do toalety?

A.R.S.: To jest bardzo zły pomysł. Wiele wodociągów w Polsce prowadzi akcję „Toaleta to nie śmietnik”. To, że wylewamy resztki pożywienia, tłuszcze powoduje zatory w kanalizacji, ale ludzie bezmyślnie wywalają do toalety również różne inne przedmioty – patyczki do uszu, podpaski, tampony, zdarzają się też bardzo dziwne przedmioty – nawet telefony komórkowe.

K.G.: Widziałam to w filmach, serialach, to są mafijne historie. Ktoś po prostu musi zutylizować swój telefon. [śmiech] A co jeszcze dziwnego? Bo jak pani mówi, że dziwne rzeczy, to wyobraźnia pracuje.

A.R.S.: Cegłówki, koledzy nie tak dawno zlokalizowali lodówkę, ale to już nie wylądowało przez toaletę, tylko przez studzienkę kanalizacyjną. No ale jest to naprawdę duży problem. 

K.G.: Lodówkę przez studzienkę kanalizacyjną – ludzie mają wyobraźnię.

A.R.S.: Mają. Ale te prozaiczne, typowe ludzkie zachowania – wylewanie tłuszczu itp. – to bardzo złe podejście, bo powoduje zaczopowania kanalizacji i w sieci kanalizacyjnej są duże problemy, zanim te ścieki dopłyną do oczyszczalni. 

K.G.: No ale to co ja mam zrobić z tą zupą? Do kosza przecież nie wyleję.

A.R.S.: Rzadkie – trzeba po prostu jakoś rozdzielić te frakcje. Ale tych resztek pokarmowych nie wylewać. Tłuszcz z patelni wyrzucić do kosza za pomocą ręcznika papierowego. Zetrzeć z patelni i nie wylewać. Wiele problemów z tłuszczem mamy przez gastronomię – restauracje powinny być wyposażone w separatory tłuszczu, jednak często jest to nie do końca stosowane albo mają je niesprawne. O chusteczkach higienicznych często mówi się, że są biodegradowalne, ale część z tych mokrych niestety nie jest.

K.G.: One są biodegradowalne w pewnych konkretnych, specyficznych warunkach, ale pewnie nieosiągalnych w ściekach, tak?

A.R.S.: Po wymieszaniu z włosami, które też płyną w kanalizacji, do oczyszczalni dopływają w postaci takich wielkich warkoczy. One potrafią naprawdę robić duże szkody w infrastrukturze oczyszczalni. 

K.G.: To się tak ciągnie, tak?

A.R.S.: Ciągną się, potrafią nawijać się na pompy i powodować awarię na danym procesie technologicznym. Tak że wdrażamy działalność edukacyjną, prowadzimy zajęcia dla dzieci już od ich najmłodszych lat, wiele wodociągów idzie tą drogą, żeby przez edukację te zachowania przenikały do codzienności ludzi. 

K.G.: To chyba nie jest łatwe dlatego, że jesteśmy schowani w zaciszu naszego domu, a wręcz toalety, więc a, wyrzucę, co się takiego stanie. Ale jak weźmiemy pod uwagę skalę, to właśnie potem państwo widzą te niezbyt przyjemne elementy. Pani profesor, kwestia leków – czy to prawda, że w ściekach można znaleźć przetrawione przez nas leki?

A.R.S.: Tak. Korzystamy z dobrodziejstw medycyny, spożywamy bardzo dużo różnego rodzaju leków. Prowadziliśmy badania w takim projekcie Morfeusz, które wykazały, że do oczyszczalni ścieków dopływa kilka ton ibuprofenu rocznie. Jest to najpopularniejszy lek przeciwbólowy. Może się wydawać, że to bardzo dużo – kilka ton rocznie – ale jeśli pomyślimy, ile zażywamy tabletek ibuprofenu dziennie albo w tygodniu, albo w miesiącu, a każda tabletka ma dwieście miligramów, to okazuje się, że w skali całej oczyszczalni naprawdę może być to taki ładunek. Na szczęście ibuprofen jest lekiem bardzo łatwo biodegradowalnym, a nasze oczyszczalnie ścieków pracują na bazie osadu czynnego. Osad czynny to jest takie zbiorowisko mikroorganizmów, które staramy się hodować w jak najlepszych warunkach, żeby właśnie prowadziły procesy biodegradacji, czyli substancje organiczne zamieniają dwutlenek węgla i wodę, azot przekształcają do azotu gazowego, a fosfor wbudowują w swoją biomasę. Ten osad czynny, który jest tak naprawdę konwencjonalną metodą oczyszczania i stosowaną w większości oczyszczalni, świetnie sobie radzi z substancjami łatwo biodegradowalnymi, ale jeżeli chodzi o trudniej biodegradowalne, np. antybiotyki, takie leki przeciwbólowe jak diklofenak, to jest już to dużo trudniejsze i w związku z tym te leki mogą trafiać do odbiornika oczyszczalni, czyli np. do rzeki, do jeziora, do morza.

K.G.: Mam taki zwyczaj, że informuję patronów i patronki Radia Naukowego przed nagraniem, z kim będę rozmawiać, i są pytania do pań. Pan Jakub zapytał w tym kontekście, o którym rozmawiamy, jak to jest z hormonami – jak rozumiem, pyta on pewnie przede wszystkim o środki antykoncepcyjne – lekami, antybiotykami w ściekach? Czy realnie jesteśmy w stanie pozbyć się tego, czy nieuniknione jest, że wrócą do nas w jakimś stopniu w wodzie? Wydaje mi się, że to są trzy pytania – czego jest się najtrudniej pozbyć? Czy jesteśmy w stanie pozbyć się całkowicie? I czy to do nas w jakiś sposób wraca w obiegu, czy płynie sobie do Bałtyku i „nie musimy się tym przejmować”?

A.Ł.: To jest bardzo złożone zagadnienie, ponieważ bardzo często powszechnie myślimy tylko o hormonach, czyli o terapiach hormonalnych, które stosujemy. Natomiast bardzo wiele innych substancji reaguje z naszym układem hormonalnym, np. ftalany, bisfenol A. Jest bardzo dużo różnych substancji chemicznych, których używamy na co dzień i które trafiają do kanalizacji, nie są rozkładane i trafiają następnie do odbiorników.

K.G.: I też kwestia przemysłowej hodowli zwierząt, gdzie jest mnóstwo antybiotyków i hormonów.

A.Ł.: Oczywiście. Korzystamy z dobrodziejstw postępu, natomiast pytanie, czy powinniśmy wdrażać kolejne stopnie oczyszczania ścieków, żeby hamować albo chronić nasze zasoby wodne przed tymi związkami, które mogą trafiać do zbiorników wody pitnej. Jeżeli nie są one odpowiednio usuwane, to możemy je spożywać właśnie jako wodę pitną. Ania ma na pewno dużo większe doświadczenie, jeżeli chodzi o te sprawy, ponieważ coraz częściej się mówi wśród technologów i w Unii Europejskiej o prowadzeniu kolejnego etapu oczyszczania ścieków i w kierunku usuwania mikrozanieczyszczeń. Czyli osad czynny, który służy nam już właściwie sto dwadzieścia lat, okazuje się nieskuteczny, jeżeli chodzi o oczyszczanie tych związków, które są trudno biodegradowalne. 

K.G.: Pani doktor, jak to jest? Da się pozbyć hormonów, szeroko pojętych leków, szczególnie antybiotyków? Bo wiemy, że one mają też wpływ na środowisko.

A.R.S.: Oczywiście, że się da, tylko są to wysokokosztowe inwestycje. Ale Unia Europejska już nad tym pracuje i nasza podstawowa dyrektywa ściekowa ma być zmieniona. Rozporządzenie ma być podpisane w czerwcu, że ten czwarty stopień oczyszczania ścieków – czyli często można powiedzieć już o takiej prawie że pełnej dezynfekcji, która pozbawi nas tych mikrozanieczyszczeń i mikroplastiku – będzie już rzeczywistością. 

K.G.: Będzie to obowiązek?

A.R.S.: Tak. Nakłady na technologie oczyszczania ścieków będą musiały jeszcze wzrosnąć. Są już konkretne daty, w zależności od wielkości oczyszczalni będą takie wymogi. Bodajże do dwa tysiące czterdziestego piątego roku ten czwarty stopień oczyszczania będzie musiał być wdrożony.

K.G.: Ale czy to jest tak, że część z tych ścieków jest uzdatniana i trafia z powrotem do wodociągów jako woda w naszych kranach, czy wszystko, co dotrze do oczyszczalni, jest oczyszczane i płynie dalej do środowiska?

A.R.S.: W Polsce wszystkie ścieki, które są oczyszczane w oczyszczalniach ścieków, trafiają do środowiska, jednak są już kraje, w których ścieki oczyszczone w oczyszczalni są zawracane. Przykładem jest Australia i Kalifornia. Bo wiemy, że woda w prawie siedemdziesięciu procentach pokrywa Ziemię, ale tak naprawdę zdatny do picia jest tylko jeden procent, więc w rejonach, w których są ogromne skupiska ludzi na małej powierzchni, tej wody coraz częściej brakuje. Są już takie wdrożenia w Europie, że ścieki oczyszczone w oczyszczalni są zawracane do wykorzystania np. w rolnictwie. Obserwuje się taki trend i prowadzi się coraz więcej badań naukowych w tym kierunku, również w Polsce.

K.G.: Albo w przemyśle.

A.R.S.: Tak, w przemyśle ten obieg zamknięty jest coraz mocniej rozpowszechniany w ramach tej technologii i podejścia circular economy.

K.G.: Kwestia monitorowania stanu zdrowia populacji jest bardzo ciekawa. Pani profesor Łuczkiewicz mówiła o tym, że widać np. bardzo dużo ibuprofenu, a wcześniej można było też widzieć wirus SARS-CoV-2. Czy to jest tak, że dzięki monitorowaniu ścieków można np. się zorientować, że coś się dzieje, że pojawia się jakieś ognisko konkretnej choroby? Co się da wyczytać ze ścieków i z jaką dokładnością?

A.Ł.: Możemy wyczytać dobrostan naszego społeczeństwa. Czyli nie tylko to, na co chorujemy, ale także to, jak się czujemy, np. jaki mamy nastrój.

K.G.: Jak?

A.Ł.: W ten sposób, że możemy wyczytać, jakie środki poprawiające nastrój znajdują się w ściekach. Są to środki, które są przepisywane przez lekarzy, związane z różnymi terapiami, ale mogą to być też różne niedozwolone środki, które stosujemy, żeby poprawić sobie nastrój. W związku z tym oczywiście analiza ścieków może dotyczyć lokalnej zlewni, oczyszczalni, ale mogą też być analizowane np. studzienki w szkołach, w różnych ośrodkach. I taka analiza ścieków powie nam o istnieniu jakiegoś problemu, który w danej szkole, w danym ośrodku może mieć miejsce. Co ciekawe, bezpieczne jest to, że analiza ścieków nie ma twarzy, jest bezosobowa. W związku z tym nie piętnujemy żadnej osoby, możemy zwrócić uwagę na pewne zjawisko i mu przeciwdziałać, natomiast nie jest to analiza, która kogokolwiek piętnuje, więc jest taką bezpieczną analizą.

K.G.: Mówi pani troszkę naokoło, pozwolę sobie zapytać wprost, czy to o to chodzi, a nawet korzystając z pytania pana Arnolda: „Kwestia narkotyków – czy są badania na ich obecność w ściekach, a jeśli tak, to czy zauważono jakąś korelację ze świętami i weekendami?”.

A.Ł.: Jest prowadzona analiza ścieków na obecność narkotyków. W niektórych krajach jest stosowana np. jako dowód i można stosować taką detekcję np. w celu znalezienia miejsc, gdzie produkuje się nielegalne narkotyki. Ścieki są doskonałym narzędziem, żeby wydedukować różne rzeczy, m.in. czy w danym rejonie są produkowane narkotyki, czy są spożywane pewne niedozwolone substancje. 

K.G.: A alkohol? Jest dozwolony, ale czy widać np. jego wzmożenie?

A.Ł.: Metabolity. Doskonale wiemy, że mocz, krew, kał to są takie podstawowe czynniki, które mówią o naszym zdrowiu. Jeżeli mocz i kał trafia do ścieków, to również to mówi nam o dobrostanie naszego społeczeństwa. W związku z tym możemy bardzo wiele rzeczy z tych ścieków wyczytać. Oczywiście istnieje trochę etyczny aspekt. Mówiłam, że ścieki nie mają twarzy, ale czasami nie chcielibyśmy, aby w Europie pojawiły się informacje na temat tego, co się dzieje w Gdańsku – czy mieszkańcy cierpią na depresję albo np. na nowotwory. Bo mówi się, że na Pomorzu bardzo często chorujemy na nowotwory i ta chemioterapia, i obecność związków, które się w niej stosuje, znajdują się w ściekach. Tak że jest to trochę etyczny aspekt, na ile takie rzeczy powinny być publikowane, ponieważ ścieki są trochę osobistą rzeczą i te aspekty też pewnie powinny być w przyszłości w jakiś sposób normowane. 

K.G.: Mówi pani o tym, że częściowo jest to anonimowe, ale z drugiej strony powiedziała pani, że można sprawdzić np. szkołę.

A.Ł.: Tak.

K.G.: Osiedle?

A.Ł.: Tak.

K.G.: Jakiś konkretny dom?

A.Ł.: Tak, każdy dom, każdy blok ma swoją studzienkę kanalizacyjną, z której można pobrać ścieki i je przeanalizować.

K.G.: Ale co możemy zrobić z taką wiedzą? Wiemy, że jest jakiś kłopot albo że mamy wzmożenie stosowania różnych leków. Jak i kto może zareagować? Miasto? Ochrona zdrowia? Do kogo trafiają te informacje?

A.Ł.: W Polsce takie badania są prowadzone jeszcze stosunkowo rzadko. Tak naprawdę cały czas jesteśmy na początkowym etapie, czy ta wiedza do czegokolwiek nam się przyda, w jaki sposób możemy ją wykorzystać. Chciałam powiedzieć, że w nowej dyrektywie ściekowej istnieje zapis, który wskazuje, że różne parametry zdrowia publicznego mogłyby być w ściekach monitowane, np. obecność wirusów. Jeżeli jest jakaś pandemia, to jest to bardzo ważne narzędzie wspomagające badania epidemiologiczne. Analiza ścieków może być również stosowana w kierunku wykrywania tzw. zapomnianych chorób. Ponieważ mamy wiele migrujących osób, coraz częściej spotykamy się z faktem, że rodzice nie szczepią swoich dzieci, ogniska niektórych chorób zaczynają się pojawiać i jest to też bardzo istotna informacja, gdzie te zapomniane choroby się pojawiają – np. polio, odra, ospa. To już jest bardzo istotna informacja, która może być dostarczana właśnie ochronie zdrowia, żeby zlokalizować ten problem i ewentualnie wdrożyć pewne działania prewencyjne.

K.G.: Ale to się monitoruje na bieżąco czy jest to zlecenie raz na jakiś czas?

A.Ł.: W Polsce nie monitoruje się tego na bieżąco, ponieważ te badania są kosztowne. Jest to pewne narzędzie, które możemy wykorzystać, jeżeli będziemy chcieli. My jako inżynierowie mamy taką wiedzę, potrafimy analizować ścieki. Jeżeli różne organy – policja czy ochrona zdrowia – będą chciały pozyskać taką wiedzę, to jesteśmy w stanie dostarczyć takie informacje.

K.G.: Pamiętam, że mieliśmy dużo zachorowań na taką trudno uleczalną bakterię, zdaje się, że było to na Podkarpaciu. Były wtedy też takie badania ścieków i szukano tych ognisk, ale tak tylko mi się to teraz kołacze. Mówi pani o tym, że jest taka możliwość, ale czy to już się działo? Czy np. pani zrobiła taką analizę na czyjeś zlecenie?

A.Ł.: Robiliśmy takie badania w Oczyszczalni Ścieków w Dębogórzu podczas pandemii COVID-19. Podczas drugiej fali pandemii analizowaliśmy ścieki właśnie pod kątem występowania wirusa, sprawdzaliśmy, czy jesteśmy w stanie go znaleźć. Okazało się, że tak. Ale w Polsce byliśmy właściwie chyba jedynym ośrodkiem, który takie badania prowadził.

A.R.S.: Nie jedynym, ale pierwszym. Pojawiła się fala i już zaczęliśmy pobierać ścieki. Bo pierwsza jednostka w Polsce była zdiagnozowana chyba drugiego marca, a my już od siedemnastego marca zaczynaliśmy pobierać pierwsze próbki. Te badania to nie były też proste badania, ponieważ nie do końca potrafiono to robić. Było trochę problemów, ale były to pierwsze tego typu badania w Polsce i ta działalność politechniki obiła się dużym echem. Dlaczego było to takie ważne? Także dlatego, że w branży powstało bardzo duże zamieszanie i strach wśród pracowników oczyszczalni ścieków. Ludzie wystraszeni ogólną pandemią i sytuacją, która narastała wtedy w Polsce, podchodzili bardzo negatywnie do pracy w ściekach. Więc te badania były dla branży świetną informacją, ponieważ wykryto wirusa SARS-CoV-2 w ściekach, ale był on nieaktywny. Więc dla nas była to też świetna informacja, że pracownicy są bezpieczni.

K.G.: To były takie czasy, kiedy nie do końca wiedzieliśmy, jak on się rozprzestrzenia i jak zakaża. Co by się działo z miastem, gdybyśmy nie uzdatniali wody, nie oczyszczali ścieków? Co by się tu działo? Epidemia w ciągu miesiąca? Co by się wydarzyło?

A.R.S.: Epidemia może nie w ciągu miesiąca. Tak jak wcześniej mówiłam, te ludzkie skupiska w miejscowościach są ogromne, bo ponad sześćdziesiąt procent populacji Polski to są mieszkańcy miast. Czyli w bardzo szybkim tempie doszłoby do zachorowań na różnego rodzaju wirusy.

K.G.: Mogłaby wrócić np. cholera?

A.R.S.: Nie.

K.G.: Tak się od razu kojarzy – choroba brudnych rąk i braku dostępu do czystej wody. Ale nie trafiłam.

A.Ł.: Różne choroby mają swoje źródło w ściekach. Spożywając tę brudną wodę, nie tylko byśmy się zakażali, ale również prowadzilibyśmy degradację środowiska naturalnego. Jest to najbardziej kłopotliwy aspekt, ponieważ wydaje się, że to, co powinniśmy robić, to przede wszystkim nie szkodzić, czyli stosować prewencję. To, o czym bardzo często rozmawiamy, to świadomość społeczeństwa, ponieważ wiele związków, których używamy, które są trudno biodegradowalne, które trafiają do ścieków, można by było zastąpić tzw. zieloną chemią, która jest oparta np. na enzymach, na związkach, które są dużo łatwiej biodegradowalne, i dzięki temu mniej byśmy szkodzili społeczeństwu. Więc wydaje mi się, że ta świadomość społeczna na temat tego, co trafia do ścieków, jak bardzo moglibyśmy przeciwdziałać temu, co tam trafia, jest najważniejszym aspektem. Nie możemy uciec przed tym, żeby oczyszczać wodę. Musimy ją oczyszczać, żeby ona była dobrej jakości i żeby taka trafiała do kranów. Jesteśmy bardzo dumni np. z tego, że mieszkańcy Gdańska są zadowoleni z wody, którą piją. Nie wiem, czy pani smakuje woda w Gdańsku?

K.G.: Tak, właśnie chciałam pogratulować, bo w Gdańsku jest naprawdę pyszna, czysta woda. W Polsce wszędzie piję kranówkę bez żadnego problemu i jest to jedna z lepszych wód. Gratulacje.

A.Ł.: Woda w Gdańsku jest smaczna. Opieramy się w dużej mierze na źródłach wody podziemnej, mamy też źródło wody powierzchniowej w Straszynie. Natomiast woda podziemna też ma swoje plusy i minusy. Jest na pewno smaczniejsza, ale nie wiem, czy pani zauważyła, że jak pijemy herbatę, którą się robi z podziemnej wody, to pojawia się taki film. Czasami barwią się też np. ubrania, ponieważ woda jest pełna żelaza. Staramy się oczywiście usuwać żelazo i mangan z wody pitnej, którą pobieramy ze źródeł wody podziemnej – nie dlatego, że to jest coś, co nam szkodzi, tylko dlatego, że szkodzi naszej infrastrukturze, naszym pralkom, zlewom, pojawia się kamień w czajniku.

K.G.: No właśnie ludzie często narzekają na tzw. twardą wodę, ale to w zasadzie znaczy, że ona jest pełna minerałów, tak?

A.R.S.: Tak jest. Ale żeby była wodą pitną, musi mieć odpowiednią ilość węglanu wapnia. Więc na pewno nie są to przekraczane normy. Gdynia i Gdańsk są w bardzo dobrej sytuacji, ponieważ mają ujęcia wód z trzeciorzędu czy z czwartorzędu, więc to naprawdę jest woda bardzo dobrej jakości.

K.G.: Chciałabym wyobrazić sobie, jak przebiega cały proces oczyszczania ścieków. Jakby mnie panie mogły przez ten proces przeprowadzić. Jak wygląda zbieranie tych wszystkich ścieków, docieranie do oczyszczalni? Zdaje się, że w Gdańsku jest jedna centralna oczyszczalnia, tak?

A.R.S.: W Gdańsku jest jedna centralna oczyszczalnia, w Gdyni też jest jedna grupowa oczyszczalnia ścieków. 

K.G.: I cały system musi sprowadzić te ścieki do oczyszczalni, one wpływają czym? Jakimś wielkim kanałem, rurą?

A.R.S.: Wielkim kolektorem.

K.G.: I co się z tym dzieje? Jak to wygląda?

A.R.S.: Jest to bardzo skomplikowany proces, energochłonny i kosztowny. Opowiem może na przykładzie Gdyni, czyli swojego przedsiębiorstwa. System kanalizacji to jest ponad tysiąc kilometrów rur dosyłających ścieki do oczyszczalni, ponad sto dwadzieścia przepompowni ścieków, które z różnych terenów muszą przepompować ścieki na teren Oczyszczalni „Dębogórze”. Ścieki dopływają na teren oczyszczalni z dwóch kierunków, dwoma kolektorami – jeden z kierunku Gdyni, drugi z kierunku Wejherowa. Oczyszczalnia „Dębogórze” pod względem wielkości to dziesiąta oczyszczalnia w Polsce. Oczyszczamy ścieki od około pięciuset pięćdziesięciu tysięcy RLM-ów. RLM-y to równoważna liczba mieszkańców, czyli ilość zanieczyszczeń przeliczona na jednostkę osobową. Od ludzi oczyszczamy ścieki od około trzystu siedemdziesięciu, trzystu osiemdziesięciu tysięcy, a resztę stanowi przemysł. Oczyszczalnia tej wielkości jest oczyszczalnią z podwyższonym usuwaniem związków biogennych. Jest ona podzielona na kilka etapów. Mamy najpierw oczyszczanie mechaniczne, czyli usuwamy ze ścieków duże zanieczyszczenia, których nie powinno tam być.

K.G.: Czyli te wszystkie tampony, cegłówki? [śmiech]

A.R.S.: Tak, wszystkie te zanieczyszczenia. Odbywa się to na urządzeniach, które nazywają się kratami mechanicznymi, i na nich oddziela się te frakcje. Nazywamy je skratkami. Ze skratkami oczyszczalnia na tę chwilę nic nie robi, ale obecnie wdrażamy z Instytutem Maszyn Przepływowych z PAN-u z Gdańska program badawczy współspalania skratek i będziemy je współspalać w naszym piecu fluidalnym – bo Oczyszczalnia „Dębogórze” jako jedna z nielicznych w Polsce ma spalarnię osadów komunalnych. Spalarni osadów w Polsce na tę chwilę jest tylko dwanaście, nad czym ubolewam. Mamy pierwszy etap oczyszczania mechanicznego, czyli usuwamy skratki, później usuwamy substancje mineralne, które znajdują się w ściekach, bo również mamy spływ powierzchniowy, tak że duża ilość piasku napływa nam również do oczyszczalni. Służą do tego specjalne urządzenia, które nazywa się piaskownikami – separatory piasku, na których później separujemy piasek. I ciekawostka, że jesteśmy też w trakcie przekwalifikowywania piasku do odzysku, czyli do wykorzystania go na podsypki w zabrukach, bo po różnych awariach musimy odbudować infrastrukturę. W kolejnym etapie następuje oczyszczanie biologiczne. W wielkich reaktorach biologicznych jest ten osad czynny, ponad sto tysięcy metrów sześciennych pojemności, trzy olbrzymie reaktory biologiczne, w których zachodzą procesy, o których była już mowa.

K.G.: Rozumiem, że są tam takie bakterie, które zaprzęgliśmy do tego, żeby nam pomagały? Bakterie, inne mikroorganizmy? Trzeba je wcześniej wyprodukować, wyhodować? Macie jakąś fabrykę tych bakterii? Jak to wygląda?

A.R.S.: To są bakterie i mikroorganizmy, które normalnie znajdują się w środowisku, tylko w reaktorach biologicznych one mają stworzone superwarunki, żeby mogły się namnażać. Poprzez to, że mają stworzone takie warunki, te przemiany zachodzą intensywniej. 

K.G.: One po prostu zjadają te rzeczy, które chcemy, żeby zjadły?

A.R.S.: Można tak powiedzieć. Można powiedzieć, że osad czynny to jest jak gdyby człowiek. Do przemian biochemicznych potrzebuje też energii, więc czerpie ją ze ścieków. W zależności od rodzaju i zanieczyszczeń, które mają usunąć te mikroorganizmy, znajdują się one albo w warunkach tlenowych, albo beztlenowych lub anoksycznych przy bardzo niskim stężeniu tlenu. Do wspomagania usuwania zanieczyszczeń organicznych dozuje się chemię. Są to różnego rodzaju koagulanty, które intensyfikują np. procesy usuwania fosforu, wbudowywania go w strukturę osadu. Bo należy też pamiętać, że produktem, który powstaje w oczyszczalni ścieków, jest ściek oczyszczony. Ale jak się coś produkuje, to się też generuje odpady. I my mamy dwa rodzaje odpadów – osad wstępny, który płynie ze ściekami, który z jednej strony jest pożywieniem dla mikroorganizmów w reaktorach biologicznych, a z drugiej jest odpadem. W momencie, kiedy podalibyśmy osadowi czynnemu całą ilość tego jak gdyby jedzenia, mogłoby to być za dużo. Tak samo jak z człowiekiem – nie przejedzą tego. Więc z jednej strony jest pożywieniem, a z drugiej odpadem. Ale również, kiedy bakterie w reaktorach biologicznych mają stworzone takie superwarunki, bardzo mocno się namnażają. Więc drugim odpadem jest tzw. osad nadmierny z reaktorów biologicznych, który również musimy zagospodarować. 

K.G.: Czyli po prostu taka biologiczna masa, kilogramy bakterii? Można to tak sobie wyobrażać?

A.R.S.: Można, ale tak naprawdę jest to ciecz z domieszką tego osadu. Później wykonuje się wiele procesów technologicznych, żeby zagospodarować te powstające osady. Bo trzeba też wiedzieć, że wszystkie osady, które powstają w oczyszczalni, należy stabilizować, czyli przede wszystkim usunąć bakterie chorobotwórcze. Po to się stabilizuje osady, a także po to, aby zmniejszyć suchą masę organiczną tych wytwarzanych osadów. Małe oczyszczalnie stabilizują osady albo tlenowo, albo później używają palonego wapna, żeby zhigienizować osad. Bo one przeważnie mają swoje osady, które u nich powstają, i wykorzystują je potem w rolnictwie. Duże obiekty, którym jest np. „Dębogórze”, spalają te osady w spalarni.

K.G.: I jest to utylizacja czy jakieś odzyskiwanie energii?

A.R.S.: Możemy powiedzieć, że jest to przekształcanie termiczne. Powstaje tego osadu bardzo mało, ale dążymy do stworzenia takiego jakby układu zamkniętego, czyli tzw. circular economy. Duże oczyszczalnie stabilizują swoje osady w komorach fermentacyjnych. Produktem ubocznym fermentacji osadów jest powstawanie biogazu. Wiele oczyszczalni, praktycznie wszystkie duże, zamieniają na energię w agregatach kogeneracyjnych. Czyli mamy odzysk energii i tworzy się jakby taki układ zamknięty, że oczyszczalnia staje się samowystarczalna. Również w tym kierunku idzie Unia Europejska i to, o czym mówiłyśmy, że dyrektywa ściekowa znowu jest zmieniana. Do dwa tysiące czterdziestego piątego roku oczyszczalnie będą musiały być w stu procentach samowystarczalne. Nas ta data nie przeraża, bo na tę chwilę jesteśmy samowystarczalni już w ponad sześćdziesięciu procentach, bo wytwarzamy energię z osadów, mamy też farmę fotowoltaiczną. No ale dla wielu zakładów będzie to duży problem. To są ogromne pieniądze, które jeszcze należy zainwestować w gospodarkę ściekowo-osadową w Polsce.

K.G.: Bardzo mnie ciekawi, jak zrobić takie warunki, dobre dla tych bakterii, które są potrzebne w oczyszczalni i które zjadają rzeczy, które chcemy, żeby zostały zjedzone. Jak rozumiem, rozkładają je one na prostsze związki, którymi jest nam łatwiej zarządzić. Jak to się robi, żeby zniszczyć bakterie chorobotwórcze, a te dobre zachować?

A.R.S.: Bakterie chorobotwórcze w trakcie przejścia przez cały proces oczyszczania biologiczno-chemicznego w oczyszczalni w dziewięćdziesięciu dziewięciu procentach nie przedostają się do oczyszczonego ścieku. Bakterii chorobotwórczych zostaje niecały procent. Politechnika Gdańska też swego czasu prowadziła właśnie takie badania i tym też należy się pochwalić, bo chyba też jako pierwsi badaliśmy metody dezynfekcji ścieków. W zależności od metody, czy mówiliśmy o tym czwartym stopniu oczyszczania, jeden procent tych bakterii chorobotwórczych zostanie usunięty. A w większości bakterie te przedostają się do osadu, który zagospodarowujemy. I tak jak mówiłam, każda oczyszczalnia, bez względu na wielkość, musi swoje osady stabilizować, czyli usuwać te bakterie chorobotwórcze.

K.G.: I to się dzieje w takich wielkich, okrągłych kadziach? Widziałam takie zdjęcia. To jest tam?

A.R.S.: Stabilizacja w procesie fermentacji tak. W wielkich komorach, w zależności od oczyszczalni mają one różne kształty, ale przeważnie są to układy walcowe. „Dębogórze” właśnie zakończyło inwestycję, w grudniu oddaliśmy trzy nowe komory fermentacyjne do eksploatacji – duży projekt unijny, dziewięćdziesiąt milionów przy dotacji pięćdziesięciu kilku z Unii Europejskiej. Taka inwestycja została ostatnio zrealizowana, łącznie z wprowadzeniem podczyszczania odcieków w gospodarce osadowej, czyli budową oczyszczalni w oczyszczalni. Bardzo ciekawe jest też to, że wprowadziliśmy do oczyszczalni drugą oczyszczalnię, ale po to, aby zmniejszyć wpływ odcieków z gospodarki osadowej, żeby móc wprowadzić większy ładunek z miasta. Bo ładunek w ściekach dopływających do oczyszczalni również się zwiększa. Wprowadzając tę technologię jako pierwsi w Polsce, widzimy już, że mamy dziesięć procent zapasów na wprowadzenie nowego ładunku, który dopłynie ze ściekami komunalnymi do oczyszczalni.

K.G.: Czyli mamy oczyszczanie mechaniczne, oczyszczanie biologiczne i na końcu jest chemiczne?

A.R.S.: To się dzieje w międzyczasie. Nie dokończyłam jeszcze mówić o procesie oczyszczania, to są skomplikowane rzeczy i mogłybyśmy tu rozmawiać godzinami. Po procesie usuwania substancji organicznych w reaktorach biologicznych musi nastąpić rozdzielenie faz – oddzielenie osadu czynnego od ścieku, który oczyszczaliśmy. Dzieje się to w osadnikach wtórnych. W tych osadnikach osad czynny, który oczyszcza ścieki, opada na dno – czyli te nasze bakterie, które oczyszczają ścieki – a oczyszczony ściek górą przelewa się do wylotu. W przypadku „Dębogórza” płynie sobie osiem kilometrów do Mechelinek i tam dwa i pół kilometra w głąb Zatoki Puckiej jest mieszany w bardzo szybkim tempie przez osiemdziesiąt kilka dyfuzorów z wodami Zatoki Puckiej.

K.G.: A na ile są to oczyszczone ścieki? Da się to procentowo opisać?

A.R.S.: Oczywiście, zresztą wymaga tego od nas prawo. Każda oczyszczalnia uzyskuje pozwolenie pełnoprawne i ma narzucone wymagania dla podstawowych wskaźników zanieczyszczeń. Jeżeli mówimy o związkach biogennych, azocie i fosforze, które prowadzą do eutrofizacji, czyli przeżyźnienia – i Unia głównie na to dała pieniądze, na dostosowanie się do tych wymogów unijnych – dla tej wielkości oczyszczalni powyżej stu tysięcy RLM-ów azot musi być dziesięć miligramów na decymetr sześcienny, a fosfor jeden. Zgodnie z nowymi wytycznymi te wymagania będą jeszcze bardziej restrykcyjne. Jeżeli mówimy o związkach biogennych, to oczyszczamy ścieki na poziomie dziewięćdziesięciu ośmiu procent. Jeśli chodzi o związki BZT-u, ChZT-u i zawiesiny…

K.G.: Co to takiego?

A.R.S.: To są podstawowe wskaźniki, które określają zanieczyszczenie. BZT5 to jest biochemiczne zapotrzebowanie na tlen, czyli po prostu substancje organiczne, które są w stanie rozłożyć się na tej drodze biologicznej. I analogicznie chemiczne. Muszą być spełnione odpowiednie wymagania. Jeżeli chodzi o te substancje, to możemy mówić o skuteczności na poziomie dziewięćdziesięciu dziewięciu procent. Czyli jest ona bardzo duża. Kolejny taki podstawowy wskaźnik to zawiesina i to również jest prawie stuprocentowa skuteczność.

K.G.: Wygląda na to, że duży postęp został osiągnięty w ciągu ostatnich dekad, jak tak czytałam sobie o historii oczyszczalni ścieków.

A.Ł.: Osad czynny ma już sto dwadzieścia lat. Nie wiem, z czym pani się kojarzy miasto Manchester – pewnie głównie z Manchester United, ale być może od dzisiaj będzie się kojarzyło również z osadem czynnym, ponieważ został on wynaleziony przez dwóch inżynierów współpracujących z uniwersytetem w Manchesterze. Jest to naprawdę niezwykła technologia, która przez sto dwadzieścia lat cały czas spełnia swoją funkcję. Pierwsza oczyszczalnia ścieków, która została wybudowana na Pomorzu, to była oczyszczalnia na Zaspie. Była to biologiczno-mechaniczna oczyszczalnia, gdzie po raz pierwszy została wdrożona metoda osadu czynnego. Osad czynny świetnie sobie radzi. Jest to stosunkowo prosta metoda, która opiera się na naturalnych, występujących w przyrodzie organizmach. Wprowadzamy obecnie systemy chemiczne, ale tylko i wyłącznie dlatego, że skład ścieków się zmienia. Ścieki nie są już takie same jak te sto dwadzieścia lat temu. 

K.G.: Są gorsze?

A.Ł.: Tak, np. ze względu na rozwój medycyny i na to, jakie farmaceutyki spożywamy, jaką chemię stosujemy w domu. Jest to chemia coraz trudniej rozkładalna. W związku z tym pomimo tego, że oczyszczamy ścieki bardzo skutecznie, czyli w dziewięćdziesięciu dziewięciu procentach jesteśmy w stanie usunąć wszystkie zanieczyszczenia właśnie metodą osadu czynnego, co jest właściwie niewiarygodne, to ten osad nie jest w stanie ani zdegradować, ani na zasadzie sorpcji, na swoich kłaczkach usunąć ze ścieków tych mikrozanieczyszczeń, które są rozpuszczalne albo występują w bardzo drobnej zawiesinie. To są te najważniejsze zagrożenia, które sami stwarzamy naszym zasobom wodnym. 

K.G.: A co zrobić z tym nieszczęsnym mikroplastikiem? Jakie są możliwości jego wyłapywania?

A.Ł.: Jeżeli chodzi o mikroplastik, to osad czynny wbrew pozorom bardzo dobrze sobie z nim radzi.

K.G.: Zjada go?

A.Ł.: Nie, ale właśnie na zasadzie sorpcji wyłapuje ze ścieków. Czyli na tym ostatnim etapie oczyszczania, osadnikach wtórnych, kiedy na osadzie wytwarzają się kłaczki, które mają bardzo dużą powierzchnię, te drobinki mikroplastiku bardzo łatwo się na nich zatrzymują i są z tych ścieków usuwane.

K.G.: Na warstwie bakterii?

A.Ł.: Właściwie to są takie kłaczki… Nie wiem, jak można by było to sobie wyobrazić. Zapraszamy do oglądania osadu czynnego. Muszę pani powiedzieć, że to jest niezwykłe doświadczenie, nasi studenci są zachwyceni, oglądając osad czynny.

K.G.: Można zwiedzać oczyszczalnię? 

A.Ł.: Można, można przychodzić do nas na dni otwarte, kiedy pokazujemy mieszkańcom Gdańska, jak działa osad czynny. Mnie to nadal fascynuje. Wydaje mi się, że jest to jedno z największych osiągnięć inżynierii środowiska, które działa do dziś. Te drobinki mikroplastiku są na tych kłaczkach zatrzymywane i usuwane. Są usuwane do osadu, który następnie musimy ponownie przetwarzać. I tak jak Ania powiedziała, małe oczyszczalnie ścieków na terenach wiejskich mogą zagospodarować ten osad do celów rolniczych, natomiast duże oczyszczalnie miejskie nie mogą już tego robić właśnie ze względu na te różnego rodzaju mikrozanieczyszczenia, które są w osadzie. I dlatego staramy się odzyskać z tego osadu energię w postaci biogazu, a następnie osady są bardzo często przetwarzane na drodze termicznej, żeby pozbyć się tych różnych mikrozanieczyszczeń.

K.G.: Czyli mówiąc wprost, ten mikroplastik również się spala w tym osadzie?

A.R.S.: Również się spala, ale jeżeli chodzi o wymogi emisyjne dla spalarni osadów komunalnych, to są one bardzo restrykcyjne, więc uspokajam. Jeśli mówimy o ostatecznej przemianie osadu w popiół, który zostaje, to odzyskiwanie substratów z niego trwa. Zakłady fosforowe przetwarzają ten popiół i odzyskują azot oraz fosfor, i stosują później jako substrat do nawozów. Opracowano już nawet technologie, bo jeszcze do niedawna były to bardzo drogie technologie wymywania, ługowania z popiołu tych substratów. Z biegiem czasu te technologie są coraz bardziej przystępne i na tę chwilę wytwarza się nawozy z samych popiołów. Ale co jest ważne, muszą być to popioły ze spalarni, ze złożem fluidalnym, w których nie stosuje się dodatkowej chemii. To musi być czysty substrat.

K.G.: A możemy trochę więcej powiedzieć o wyzwaniu, jakim jest oczyszczanie ścieków z azotu czy fosforu? Bo tak rzuciłyśmy hasło eutrofizacji, przeżyźnienia, ale co to takiego jest i dlaczego trzeba z tym walczyć?

A.Ł.: Obecność azotu i fosforu powoduje zakwity glonów i sinic w różnego rodzaju zbiornikach wodnych, w jeziorach, w morzu. Cały czas walczymy z zakwitami sinic. Głównym pierwiastkiem, z którym powinniśmy walczyć, jest fosfor, ponieważ azot występuje również w powietrzu i sinice mogą pozyskiwać azot również z powietrza. Osad czynny jest takim mechanizmem, który potrafi wbudowywać w swoją biomasę fosfor w bardzo dużych ilościach. Właściwie zarówno Oczyszczalnia Ścieków „Dębogórze”, jak i Oczyszczalnia Ścieków Gdańsk Wschód świetnie sobie z tym radzą i nie mają żadnych przekroczeń, jeżeli chodzi o obecne normy usuwania fosforu. Dużo większym wyzwaniem są małe oczyszczalnie ścieków, ponieważ proszę sobie wyobrazić, że oczyszczalnia w Gdańsku jest ogromna i zlewnia tej oczyszczalni też jest bardzo duża. Nie występują tutaj tzw. peaki poranne, peaki wieczorne, kiedy nagle wszyscy wstają i myją się rano albo wszyscy wieczorem biorą kąpiel. Dużo większym wyzwaniem są małe oczyszczalnie ścieków, gdzie te wszystkie technologie są mniej dopracowane, trudniejsze do utrzymania ze względu na zmienne warunki pracy tych oczyszczalni. Zawsze opowiadam moim studentom, że bycie technologiem w małej oczyszczalni ścieków to jest wyzwanie. Tak że chylimy czoła przed każdym technologiem, który radzi sobie z małą oczyszczalnią.

A.R.S.: Małe oczyszczalnie w skali danego regionu potrafią być dużym problemem. Tam dużym problemem są ścieki dowożone wozami ascenizacyjnymi. Bo znaczna część terenów wiejskich nie jest skanalizowana i mieszkańcy mają szamba. W ogóle szamba to jest duży problem w Polsce, bo mamy ponad dwa miliony szamb, a tak naprawdę ścieki oczyszczane z nich są w około dwudziestu procentach. Jest to duży problem i duże wyzwanie, ale weszły nowe rozporządzenia i rzeczywiście, widzimy ilość ścieków dowożonych nawet do takiego dużego zakładu, jakim jest gdyńska spółka – wzrosło to o pięćdziesiąt procent. Więc ta kontrola zaczyna być coraz bardziej widoczna, gminy coraz bardziej przestrzegają kontroli mieszkańców.

K.G.: Czyli te osiemdziesiąt procent, które nie jest dowożone, jest wylewane do środowiska?

A.R.S.: Raczej nie znikają. Pojawiają się szamba, które są nieszczelne. Świadomość ludzi na terenach wiejskich nie jest jeszcze duża. 

K.G.: Przecież to jest zanieczyszczanie niemalże własnego domu.

A.Ł.: I właśnie o tym bardzo często rozmawiamy z Anią, że sama technologia nie wystarczy. Mimo że my jako inżynierowie pracujemy nad tym, żeby wdrażać jak najlepsze technologie, żeby to były technologie niskoemisyjne, energooszczędne, przyjazne środowisku, to nie jesteśmy w stanie nic zrobić, jeżeli nie ma tej świadomości w społeczeństwie. Dlatego właśnie ważna jest praca nad społeczeństwem, która pozwoli na to, żeby zyskało ono świadomość tego, jak istotną rolę odgrywa każdy z nas, kto wyrzuca ten patyczek do toalety, czy będzie dbał o to, żeby stosować tę zieloną chemię albo starać się ograniczać w jakiś sposób te wszystkie związki chemiczne, które trafiają do oczyszczalni ścieków. Każdy z nas ma swój udział w ochronie zasobów wodnych.

K.G.: Co ma pani na myśli, mówiąc „zielona chemia”? To znaczy, czym myć toaletę, czym myć dom?

A.Ł.: Mamy tu również inżynierów chemików, którzy pracują nad tym, aby związki, których używamy w domach, były jak najłatwiej biodegradowalne. Doskonale wiemy, jak dobrze działa soda oczyszczona, która potrafi usunąć bardzo dużo kamienia, kwasek cytrynowy.

K.G.: Bo jest na to moda i pytam panie, czy jest ona sensowna.

A.R.S.: Bardzo sensowna.

A.Ł.: Tak. Również moda na to, żeby nie przesadzać z ilością proszku sypanego do pralki, stosowanego płynu do mycia naczyń. Korzystamy z farmaceutyków, z różnych leków i ciężko sobie wyobrazić, żebyśmy przestali z nich korzystać. Natomiast w Szwecji był taki program, który starał się uświadomić społeczeństwu, że są leki łatwo i trudno biodegradowalne. Mówił o tym, że zanim weźmiesz diklofenak, który jest trudno rozkładalny w środowisku, spróbuj ibuprofenu. Być może ibuprofen ci wystarczy. Mamy często swoje przyzwyczajenia, swoje zachowania, a czasami wystarczy, żebyśmy zmienili dietę czy żebyśmy stosowali łagodniejsze środki przeciwbólowe.

K.G.: Męczą mnie jeszcze te skratki, czyli te wszystkie największe fujki, te włosy, podpaski, tampony, wszystkie te rzeczy, które są tam wrzucane. Mówiła pani o tym, że na razie się z tym nie robi nic, czyli jest to gdzieś składowane? Co się z tym dzieje?

A.R.S.: Na tę chwilę zajmują się tym specjalistyczne zakłady. Jest to wywożone z terenu oczyszczalni. Jeszcze do niedawna mogły one być składowane na składowiskach odpadów, ale teraz jest to już ogromny problem, bo weszły dodatkowe wymagania i nie wszystkie skratki się nadają, właściwie większość się nie nadaje. No i zagospodarowanie ich przez specjalistyczne zakłady to są też ogromne pieniądze. Najprawdopodobniej znaczna część z nich jest spalana w spalarniach odpadów komunalnych, które się specjalistycznie tym zajmują.

K.G.: I one mają swoje oczyszczanie? Chodzi mi o to, że wyobrażam sobie coś takiego i pani mówi o spalaniu, to widzę czarny dym czegoś strasznego. Ale rozumiem, że są tam odpowiednie filtry itd.

A.R.S.: W oczyszczalni były prowadzone takie krótkie testy i nie wpływają one negatywnie na emisję. Jak to wygląda w takim specjalistycznym zakładzie, gdzie to pewnie też jest tylko domieszka – aż takiej wiedzy nie mam, bo się tym nie zajmuję. Ale nie wydaje mi się, żeby mogły być przez komin puszczane czarne dymy, bo jeżeli chodzi o spalanie różnego rodzaju czy osadów komunalnych, czy odpadów, są bardzo rygorystyczne wymogi. Więc wtedy jest oczyszczanie spalin. To nie jest tak, że się tylko spala w piecu, tak jak my w spalarni mamy doczyszczanie tych spalin, które wypuszczamy przez komin, i jest układ emisji online, specjalne oprogramowanie i skomplikowane urządzenia, które w trybie ciągłym mierzą stężenia zanieczyszczeń, które wypuszczamy do atmosfery.

K.G.: Skoro oczyszczanie ścieków jest tak skuteczne, to dlaczego została wybudowana w Trójmieście ta rura, która wyprowadza dwa i pół kilometra w głąb zatoki, i tam dopiero te ścieki są wypuszczane do Bałtyku? Czemu tak jest i co na to Bałtyk?

A.Ł.: Jest to bardzo skuteczna metoda, ponieważ pozwala na dobre wymieszanie ścieków z wodą morską. Jest to bardzo istotny aspekt tego zagadnienia, żeby dobrze wymieszać ścieki. Jeżeli są one dobrze wymieszane, to są rozprowadzane w całej objętości i ulegają rozproszeniu. Do niedawna, bodajże do dwa tysiące czwartego roku Gdańsk miał tylko taki odpływ brzegowy, co powodowało, że te ścieki niemalże może nie się wylewały, ale były zatrzymywane w dużym stopniu na plażach.

A.R.S.: Ale były wtedy też jeszcze inne wymagania, były dużo mniej restrykcyjne niż po wejściu do Unii, kiedy musieliśmy dostosować technologie. Więc wtedy ten odpływ brzegowy rzeczywiście mógł mieć jakieś potencjalne negatywne oddziaływanie na środowisko. Patrząc na technologie, które są teraz stosowane w oczyszczalniach, i jaki zrobiliśmy ogromny postęp w ciągu tych trzydziestu lat, w mojej opinii prawidłowo prowadzone ścieki z oczyszczalni nie są takim zagrożeniem dla Morza Bałtyckiego, jak spływy z rzek, które często niestety są trochę takim żywym ściekiem. I spływy z pól, z rolnictwa. Bo jeżeli mówimy o związkach biogennych, to ich wysoki udział to są spływy z nawożenia pól. No i jeżeli mówimy o Morzu Bałtyckim, to jeszcze dużym problemem jest amunicja z II wojny światowej, która jest na dnie Bałtyku. Jest to duże niebezpieczeństwo dla naszego morza.

K.G.: Jestem ciekawa specyfiki nadmorskiej. Wisła jest już wymęczona płynięciem przez cały kraj i pełna tych substancji, o których pani mówiła, że są szkodliwe?

A.R.S.: Trochę tak. W dwa tysiące szesnastym roku oczyszczalnia Czajków czy Kraków Płaszów zostały jako kolejne zniesione z listy hot spotów według programu prowadzonego przez Helcom. Czyli te duże hot spoty potencjalnie były zagrożeniem dla wód Bałtyku i przestały być tym zagrożeniem. Oczyszczalnia „Dębogórze” w dwa tysiące dziewiątym roku w momencie, kiedy dostosowaliśmy się do wymagań unijnych. Ale to, o czym mówimy, o tej ludzkiej świadomości – jest wiele nielegalnych zrzutów z poszczególnych domów. Jeżeli myślimy o jednostce, to jest to jeden dom, ale trasa to jest kilkaset kilometrów i tych domów jest wiele. Uważam, że również ścieki przemysłowe można by było trochę bardziej rygorystycznie potraktować, bo do pewnego momentu ładunki są dopuszczalne do zrzutu do wód. I faktycznie specyficzne gałęzie przemysłu muszą dostosować swoje ścieki do wymogów, ale to też wygląda różnie.

K.G.: Pan Grzegorz, jeden z patronów, pisze: „Ciekaw jestem, jaka jest historia oczyszczalni, jak wyglądały pierwsze oczyszczalnie, jakie były kluczowe wynalazki, odkrycia na drodze do rozwoju tych technologii”. Ja bym to jeszcze rozszerzyła – czy jest coś, na co szczególnie czekamy?

A.Ł.: Chcielibyśmy, żeby te nasze oczyszczalnie działały lepiej. Oczyszczalnie coraz częściej nie nazywają się oczyszczalniami, tylko zakładami odzysku surowców. Chcielibyśmy, aby nasze oczyszczalnie odzyskiwały surowce, które do nich wpływają, czyli biogeny, azot, fosfor, żeby mogła być odzyskiwana energia ze związków organicznych. Właśnie nad tym pracujemy, nad tą gospodarką obiegu zamkniętego. Jako inżynierowie bardzo się staramy, żeby nasze oczyszczalnie były przyjemnym albo ciekawym miejscem do zwiedzania dla mieszkańców. Oczyszczalnie są bardzo często otwarte.

K.G.: Ale tam nie pachnie nieładnie?

A.Ł.: Jedynym takim elementem, który gorzej pachnie, są właśnie skratki. 

A.R.S.: To jest ta część mechanicznego oczyszczania. Może rzeczywiście ten budynek ma specyficzny zapach, ale i tak w porównaniu do technologii stosowanych te trzydzieści, czterdzieści lat temu są to obiekty zhermetyzowane, które są oczyszczane na biofiltrach, więc jest to całkiem inna oczyszczalnia niż kilkadziesiąt lat temu. Oczyszczanie kończyło się wtedy na oczyszczaniu mechanicznym. Do tysiąc dziewięćset dziewięćdziesiątego któregoś roku Oczyszczalnia „Dębogórze” kończyła się na osadnikach wstępnych, czyli na tym pierwszym mechanicznym oczyszczaniu. Więc wejście do Unii Europejskiej jest ogromnym przeskokiem. Możemy powiedzieć „cywilizacyjnym”, jeżeli mówimy o technologii oczyszczania. Ale należy również pamiętać, że są to technologie kosztowne. Na tę chwilę, jeżeli chodzi o dostosowanie technologii oczyszczania ścieków do wymagań unijnych, to w Polsce wpompowano już ponad osiemdziesiąt miliardów. Ale tak naprawdę myślę, że jest to dopiero jakiś pierwszy etap. Oczyszczalnie zmodernizowane kilkanaście lat temu muszą być ciągle modernizowane. Często jest to trudno wytłumaczyć włodarzom, którzy, powiedzmy, mogą dysponować tymi pieniędzmi, że oczyszczalnia musi być modernizowana tak naprawdę cały czas. Jeżeli nie inwestujesz, to stoi w miejscu i tak naprawdę się cofa. Urządzenia wykorzystywane w oczyszczalni ścieków to urządzenia pracujące w trybie ciągłym, w bardzo nieprzyjaznych warunkach wysokiej korozyjności. Nie można porównywać stacji uzdatniania wody, gdzie mamy do czynienia z całkiem innym medium, ze ściekami. Tam degradacja urządzeń technologicznych jest dziesięć razy szybsza. Więc ludzie muszą też mieć świadomość, że oczyszczanie ścieków kosztuje. Dlatego jak płacimy za wodę, to dwie trzecie to jest opłata za ścieki. Jedna trzecia jest za produkcję wody. Dobre oczyszczanie ścieków jest kosztowne. Stąd też wprowadza się te technologie optymalizacyjne, idee smart city, circular economy, żeby odzyskiwać energię ze ścieków. Bo mówi się, że z metra sześciennego ścieków można odzyskać cztery razy więcej energii, niż się w jego oczyszczenie włoży. Ale to wymaga skomplikowanych technologii. Tak jak mówiłam, nawet wybudowanie nowych komór fermentacyjnych kosztuje miliony. Każda technologia to są konkretne pieniądze, ale cały czas dba się o to, aby optymalizować te procesy, żeby minimalizować koszty.

K.G.: Czyli ta historia oczyszczania ścieków jest bardzo długa. Osad czynny ma sto dwadzieścia lat, ale jeśli chodzi o te najbardziej nowoczesne, przełomowe technologie, to u nas w Polsce to ostatnie dwie dekady.

A.R.S.: Tak. Ale tak jak mówiłyśmy o tym czwartym stopniu oczyszczania, do bodajże dwa tysiące czterdziestego roku będziemy zobligowani do wprowadzenia tego czwartego stopnia usuwania mikrozanieczyszczeń. Więc to będą również kolejne ogromne pieniądze i musimy mieć świadomość, że aby móc nie negatywnie oddziaływać na środowisko, musimy ponieść tego konsekwencje, bo to, co zostawimy, zostawimy dla przyszłych pokoleń – czy środowisko zdegradowane, czy przyjazne.

K.G.: Co panie zaprowadziło do tego tematu?

A.Ł.: Właściwie to woda jest najważniejszym medium, podstawowym medium, które jest potrzebne na co dzień, zaspokaja nasze pierwotne i najważniejsze potrzeby. I dlatego wydaje mi się, że jest to bardzo potrzebne, żeby o tę wodę dbać.

K.G.: Ale tak pani sobie o tym idealistycznie myślała, będąc studentką – to ja się zajmę wodą, bo jest ona potrzebna i zaspokaja nasze pierwotne potrzeby? Czy było w tym trochę przypadku?

A.Ł.: Zawsze jest troszkę przypadku. Przypadek to jest bardzo często jakiś mentor, który stoi za naszą pracą magisterską, pracą inżynierską, który nas gdzieś prowadzi i odkrywa przed nami pewne zagadnienia, które okazują się ciekawe. Natomiast rzeczywiście, bycie inżynierem to jest bardzo ciekawe zajęcie, ponieważ staramy się wspomagać nasze społeczeństwo, zostawiamy po sobie ten ślad, nie jesteśmy obojętni i staramy się zachęcać młode osoby, żeby podejmowały, jak się czasami wydaje, trudny zawód inżyniera, ale to też taki zawód, który ma swoją misję. I wydaje mi się, że jest to dla wielu osób ciekawe, że mogą robić coś dla kogoś, mogą robić coś dla środowiska. Jest to na pewno zaangażowany zawód, dlatego zachęcamy wszystkich młodych ludzi do przyjścia na politechnikę i zostania inżynierem.

A.R.S.: Tym bardziej że są stawiane ogromne wyzwania, bo dostosowanie do kolejnych wymagań unijnych to dla nas duże wyzwanie, a dobrych specjalistów jest coraz mniej. Więc zachęcamy młode osoby, żeby iść tą drogą, bo naprawdę jest pełna wyzwań i bardzo ciekawa.

K.G.: A u pani jak to było? Czemu się pani zainteresowała tym tematem?

A.R.S.: Podobnie – trochę przypadek, że zainteresowałam się tą dziedziną. Kiedy zaczynałam studia, był to pierwszy rok, kiedy powstał ten wydział. Wtedy dopiero zaczynało się mówić o tej ochronie środowiska. Wydział Inżynierii Środowiska – wow, coś fajnego. No i tak się zaczęło.

K.G.: Ma pani też ciekawą i chyba dość typową – mówię to ze znakiem zapytania – ścieżkę dla inżyniera, czyli mamy zarówno to, że cały czas pracuje pani na Politechnice Gdańskiej, jak i te konkretne wdrożenia. To jest fajna droga zawodowa?

A.R.S.: Myślę, że to jest świetna droga zawodowa. Tworzymy zespół ludzi, którzy prowadzą badania, które są później konkretnie wykorzystywane, wdrażane. Czyli robimy naukę, która przynosi konkretne efekty.

K.G.: Bo to jest trochę coś innego, niż prowadzić np. badania podstawowe, gdzie często się chodzi, trafia w ślepe uliczki i oczywiście jest taka opowieść, że jeśli nasz pomysł okazał się niesłuszny, to trudno, też dopisaliśmy się do tego gmachu nauki, wiemy już, że ta ścieżka jest, powiedzmy, zamknięta, ale jednak wolimy, kiedy nam się udaje. W przypadku badań podstawowych, tak jak mi opowiadają naukowcy, większość projektów to są jednak ostatecznie porażki. A w przypadku takich nauk wdrożeniowych wydaje mi się, że ta satysfakcja jest dużo łatwiej osiągalna. 

A.Ł.: Wydaje mi się, że to jest taka obopólna satysfakcja. To są czasami np. obserwacje, które Ania poczyni w oczyszczalni, i chciałaby zgłębić ten temat. I my wtedy w naszym laboratorium staramy się odtworzyć warunki, które panują w oczyszczalni, żeby dowiedzieć się czegoś więcej na temat różnych procesów. Czasami jest tak, że mamy jakiś pomysł, którym staramy się zarazić Anię. Tak że to jest bardzo często takie sprzężenie zwrotne i to jest chyba w tym wszystkim najfajniejsze.

K.G.: Ja tylko mogę powiedzieć jako obywatelka korzystająca z pracy naukowców i naukowczyń, że cieszę się, że są ci, którzy się poświęcają badaniom podstawowym, i ci, którzy się poświęcają badaniom wdrożeniowym, bo wszyscy są potrzebni. Dziękuję paniom serdecznie. Pani profesor Aneta Łuczkiewicz, dziękuję bardzo.

A.Ł.: Dziękuję bardzo.

K.G.: Pani doktor inżynier Anna Remiszewska-Skwarek.

A.R.S.: Dziękuję ślicznie.