Vědci představují nanobubliny: Malé bublinky s velkým potenciálem pro čištění vody od řas

Neviditelné nanobubliny, drobné plynové bublinky o průměru kolem 100 nanometrů, představují jednu z nejúčinnějších technologií pro čištění vody v posledních letech. Dokážou odstranit širokou škálu škodlivých znečišťujících látek, od ropných skvrn až po řasy.

Neviditelné nanobubliny, drobné plynové bublinky o průměru kolem 100 nanometrů, představují jednu z nejúčinnějších technologií pro čištění vody v posledních letech. Dokážou odstranit širokou škálu škodlivých znečišťujících látek, od ropných skvrn až po řasy. Profesor Wen Zhang z New Jersey Institute of Technology, který vede laboratoř AI-Enabled Advanced Materials and Systems for Environment and Agriculture, je předním odborníkem v této oblasti a stojí za patentovanou technologií nanobublin, kterou využívá startup PureNanoTech.

Technologie nanobublin spočívá ve vstřikování extrémně malých plynových bublin do vody, obvykle za použití vzduchu, kyslíku nebo ozonu. Jejich hlavní hodnota spočívá v tom, že výrazně zlepšují přenos plynů, vytvářejí obrovskou kontaktní plochu mezi plynem a vodou a zůstávají ve vodě suspendovány déle než běžné bubliny. To vede k lepšímu dodávání kyslíku, oxidaci a účinnějšímu kontaktu mezi ošetřovacím plynem a vodou zasaženou řasami. Systémy nanobublin se již uplatňují v čištění vody a odpadních vod, akvakultuře a dalších environmentálních aplikacích.

Účinek nanobublin na řasy se liší v závislosti na použitém plynu. Vzduchové nebo kyslíkové nanobubliny představují šetrnější ekologický přístup; zvyšují rozpuštěný kyslík a mohou stimulovat heterotrofní bakterie a další aerobní procesy, které konkurují řasám o živiny, čímž nepřímo potlačují jejich růst. Ozonové nanobubliny jsou mnohem agresivnější. Ozon je silný oxidant, který dokáže poškodit buňky řas, snížit patogeny a rychleji zlepšit čistotu vody. Je však třeba mít na paměti, že ozon může ovlivnit i necílové mikroby, a proto je vhodnější jako rychlý nástroj pro okamžité vyčištění, nikoli jako zaručené dlouhodobé ekologické řešení.

Základní věda o mikro- a nanobublinách existuje již léta, přičemž environmentální a vodohospodářská literatura se v posledním desetiletí výrazně rozšířila. Během posledních pěti až deseti let se technologie přesunula z laboratorních studií do viditelnějších pilotních a terénních aplikací, zejména v oblasti zlepšování kvality vody, akvakultury, čištění odpadních vod, dezinfekce a managementu řas. Pilotní projekty s ozonovými nanobublinami byly již realizovány na místech jako je jezero Okeechobee nebo Constitution Gardens ve Washingtonu.

Nanobubliny nejsou automaticky lepší než všechny ostatní metody, ale představují odlišný nástroj s různými silnými stránkami. Pro rychlé vizuální vyčištění mohou ozonové nanobubliny fungovat rychleji než ošetření pouze kyslíkem, protože ozon přímo poškozuje řasy a další kontaminanty. Stejně jako peroxid vodíku, který se také používá například v Lincolnově památníku, může však fungovat hlavně jako krátkodobé řešení, pokud základní živiny a biomasa zůstávají v systému. Pro dlouhodobé zlepšení kvality vody je obvykle udržitelnější strategií použití vzduchových nebo kyslíkových nanobublin, které podporují okysličování a biologickou konkurenci proti řasám.