Mikrobiološko čiščenje vode: Sončni dezinfektor slovenskega gimnazijca ima lepo prihodnost

Že v prvem letniku ga je pri biotehnološkem krožku pritegnil projekt, povezan z delovanjem rastlinske čistilne naprave, zato ga je razvil v raziskovalno nalogo. Čeprav potem biotehnološkega krožka dve leti ni bilo, je znanje o povsem naravnem principu delovanja čistilne naprave, ki mu ga je posebej približal Iztok Ameršek iz podjetja Liviplant, nadgrajeval in rešitev problema, ki si jo je zamislil na začetku, postopoma razvijal. Zdaj je v gimnazijskem biotehnološkem krožku somentor sošolcem, na naravoslovnem pod­ročju, ki ga je tako pritegnilo, pa bo dejaven tudi v prihodnosti – na ljubljanski biotehniški fakulteti bo študiral biotehnologijo in tudi model sončnega dezinfektorja vode, ki ga zdaj preizkuša na strehi viške gimnazije, je gotovo samo vmesna stopnja na poti do rešitve, ki lahko izboljša dostop do pitne vode milijonom ljudi po svetu.

Za kaj gre pri modelu? Pri iztoku iz rastlinske čistilne naprave dobimo sicer kakovostno sanitarno vodo, primerno za zalivanje in splakovanje, da bi bila pitna, pa vsebuje veliko preveč mikroorganizmov, razloži Erazem. Mikroorganizmi imajo skupaj z rastlinami koristno vlogo pri izločanju kemijskih onesnažil iz vode, razbremenijo jo nitratov, fosfatov itd., njihova količina v prečiščeni vodi pa je za človeka nevarna.

Njegov solarni dezinfektor izhaja iz metode prečiščevanja vode SODIS, stare približno dve desetletji, ki predstavlja glavni način mikrobiološkega čiščenja vode v nerazvitih delih sveta, kjer pitne vode tudi sicer primanjkuje. Izkorišča učinkovanje sonca na mikrobiologijo vode. Prozorne plastenke vode se položijo na sonce na temno površino, ki absorbira sončno energijo in vodo segreje nad 60 stopinj Celzija – do temperature, potrebne za pasterizacijo. Plastenke morajo biti iz PET-materiala, kar pomeni, da prepuščajo UV-žarke, ki dodatno dezinficirajo vodo.

»Vendar se pri tej preprosti metodi voda v oblačnem vremenu ne more nikoli dovolj segreti, razen morda v Afriki, Dolini smrti in na podobnih izjemno vročih območjih. Prav zato sem jo tehnološko nadgradil, da je primerna tudi v manj idealnih okoliščinah. Ključna zahteva pri moji zamisli je bila, da bi bil dezinfektor energijsko neodvisen oz. bi mu za delovanje zadoščala sončna energija, in pasiven. Ponoči ne deluje, ker sončni žarki ne prihajajo na površje Zemlje, če je vreme oblačno, ko so razpršeni in padajo pod različnimi koti, pa jih mora ustrezno zbrati in ojačiti. Pri rešitvi sem prej opisani fazi mikrobiološkega delovanja sonca med seboj ločil in vsako posebej tehnološko nadgradil, na eni strani s sistemom sončnih kolektorjev, s katerimi dosežem dovolj visoko temperaturo, na drugi pa s sistemom optičnih vlaken, ki pripomore pri zbiranju UV-žarkov. Oboje deluje sinergično in očisti vodo,« je dijak četrtega letnika gimnazije spreten v poljudni razlagi.

Vse se je začelo z akvaristiko

Toda odkod mladeniču že na začetku gimnazije – morda še prej? – tako globok pogled v naravne zakonitosti, tehnologije in smeri, v katerih je smiselno iskati rešitve? »Biti moraš preprosto vedoželjen. Pomembno je, da dvomiš in verjameš, da ni vse znanje tega sveta že servirano na pladnju. Še vedno obstajajo ogromne luknje, ki jih lahko z ne zelo specifičnim znanjem zapolniš in pustiš svoj pečat. Če dobro pomislim, se je pri meni vse začelo v osnovni šoli z akvaristiko, ob njej sem se navezal na tehnologijo, biologijo in na naravoslovje nasploh. Nekoč si bom izdelal resen morski akvarij, sladkovodne sem prerasel, projekt letošnjega poletja pa je ureditev rastlinske čistilne naprave doma v Vodicah. Imamo dobro vodo iz vodovoda in smo priključeni na kanalizacijo, a rad bi raziskal učinkovitost različnih rastlin pri odstranjevanju prav določenih kemičnih onesnažil iz vode.«

Funkcionalni model naprave na strehi viške gimnazije je valjasta cev dolžine 1,2 metra, ki ima na zgornji strani dezinfektor, na spodnji pa pasterizator. Erazem je v prvi fazi naredil tudi hišni model rastlinske čistilne naprave, ki je postavljen v šolskem kabinetu, vodo zanj prinaša iz potoka Glinščica, ki teče čisto blizu šole, prečiščeno pa do dezinfektorja. Trenutno je glavna nit razvoja modela prav pretočnost – delovanje brez dodatne pomoči človeka. Čas, potreben za dezinfekcijo, je odvisen od svetlobnih razmer, temperature zraka, povprečno po nekaj urah pa solarni dezinfektor, ki ga preizkušajo, vodo že prečisti. »Že naš šolski model bi zadostil potrebam po pitni vodi za eno osebo, preračuni o potrebni velikosti naprave oz. zmogljivosti, da bi bila uporabna v vsakdanjih okoliščinah, pa so optimistični: če povečamo posamezne podsisteme naprave (pasterizator in dezinfektor), nam fizične velikosti naprave ni treba linearno povečevati.«

Erazmov dezinfektor je bodisi mogoče priključiti k rastlinski čistilni napravi ali pa deluje samostojno, ko bi radi dosegli zelo dobre mikrobiološke parametre vode. Primeren je povsod tam, kjer se za pitno vodo uporablja kapnica (zelo verjetno ne dosega standardov za pitno vodo), npr. v gorskih kočah ali navtiki, kjer se zdaj za mikrobiološko čiščenje dodajajo tablete.

Moj sogovornik med pogovorom na mizo položi očiten dokaz o neoporečnosti vode iz dezinfektorja: plastični valjasti posodici z agarjevima gojiščema. Ena z otočki bakterij, plesni in kvasovk, ki spominjajo na sirovo plesen, druga agarjeva ploščica kot nova. Prva je bila v stiku z vodo pri iztoku iz modela rastlinske čistilne naprave, druga z vodo iz sončnega dezinfektorja. »Seveda je za napravo, ki gre na trg, v pooblaščenem laboratoriju treba opraviti profesionalne diferencialne mikrobiološke in virološke teste ter na tej podlagi pridobiti certifikat. Ta postopek smo za naš dezinfektor že začeli.«

Erazem Stonič je svojo inovacijo predstavil na mednarodni konvenciji International Technology Transfer Convention, namenjeni prenosu tehnologij s poudarkom na zamislih, ki sledijo načelom trajnostnega razvoja. K temu, da je projekt dobil posebno povabilo na konferenco, ki so se je udeležili pretežno starejši, izkušeni inovatorji, je pripomogel predvsem Jure Tomc, ki se ukvarja s prenosom tehnologij med Evropo in Kitajsko.

In kako je z zaščito inovacije? Ima po predstavitvi na Kitajskem morda partnerje, ki pritiskajo na to, da mora biti zamisel čimprej pripravljena za trg? »V zvezi z inovacijami ljudje večinoma mislijo, da je najpomembneje razviti prototip in ga patentno zaščititi. Toda mednarodna patentna zaščita je danes mogoča le v vsaki državi posebej, to pa je izredno drago, poleg tega ima po konferenci informacije o inovaciji toliko ljudi, da bi bilo zamisel v skrajnem primeru mogoče ukrasti. Resda je zaščita intelektualne lastnine ključna, toda v današnjem svetu je še pomembnejše to, da imaš prvi zamisel, ki jo potem prvi izpopolniš, nadgradiš in zanjo konstantno iščeš izboljšave.« Spoznal je, da je največji kapital, s katerim se vrneš s tehnoloških konferenc, kakršne se je udeležil, mreža stikov z drugimi inovatorji, gospodarstveniki in odločevalci o prioritetah in naložbah.

Mentorica Erazma Stoniča pri pripravi naravoslovnega dela naloge je bila profesorica biologije Sonja Artač, pri pripravi na predstavitev v angleškem jeziku Maja Gerden, posebej pa omeni še sošolca Filipa Džeroskega, ki je tehnični asistent v ekipi in njegova najtrdnejša moralna opora.