Ympäristö puhtaammaksi vihreällä kemialla

15.5.2013

Ympäristötekniikan osaajat Mikkelissä kehittävät uusia innovatiivisia kemiantekniikan menetelmiä likaantuneen veden ja maaperän puhdistukseen.

Vihreän kemian laboratorio on toiminut Lappeenrannan teknillisen yliopiston yhteydessä Mikkelissä tämän nimisenä vuodesta 2011. Kymmenen vuotta sitten perustettua laboratoriota on alusta lähtien johtanut professori Mika Sillanpää. Sillanpään johtama tutkimus on huomioitu monilla kansallisilla ja kansainvälisillä tunnustuspalkinnoilla, ja laboratorion laaja yhteistyöverkosto ulottuu paikallisista yrityksistä ulkomaisiin yliopistoihin.

Vihreän kemian laboratorion projektien yhteinen nimittäjä on tavoite ratkaista ympäristöongelmia kemiallisin analyysi- ja käsittelymenetelmin. Ympäristöteknologian sovelluksissa on hyödynnetty uusia materiaaleja, kuten hiilinanokuituja, nanoselluloosaa sekä toiminnallisia pinnoitteita.

Sillanpään laboratoriossa on kehitetty muun muassa moninaisia kemiallisia vedenkäsittelymenetelmiä. Päämääränä on joko haitta-aineiden nopea havaitseminen, ravinteiden talteenotto, metallien tehokas sitominen adsorptiolla tai desinfiointi UV-valolla. Tämäntyyppisille menetelmille on kysyntää ympäri maailmaa, ja Vihreän kemian laboratorion mittava julkaisuluettelo kertookin laajasta yhteistyöstä eri puolille maailmaa sijoittuvien tutkimusryhmien kanssa.

Mitä on vihreä kemia?

Mikkelistä on myös jalkauduttu Suomen rajojen ulkopuolelle. Ryhmän kiinalainen jatko-opiskelijaXiang Huang tutki 2010 julkaistussa väitöskirjassaan Tiibetin ylätasangon jokivesien laatua. Projekti poiki jatkoa ja tänä vuonna alkoi Suomen Akatemian ja ulkoministeriön rahoittama uusi hanke, jossa tutkitaan ilmastonmuutoksen vaikutusta Himalajan alueen suuriin jokiin.

Parikymmentä vuotta sitten lanseerattiin käsite "vihreä kemia". Käsitteellä tarkoitetaan sellaisten teknologioiden, menetelmien ja toimintatapojen kehittämistä, joilla saavutetaan energiatehokas teollisuustuotanto kestävään kehitykseen perustavilla kemiallisilla menetelmillä. Samalla tavoitteena on, että lopputuotteen mukana syntyisi mahdollisimman vähän jätettä. Jätettä pitäisi myös voida kierrättää, jotta siihen varastoitunut energia voidaan hyödyntää uudelleen.

Kaikkea teollisuusjätettä ei kuitenkaan voida uusiokäyttää, jos se on myrkyllistä ja siten ympäristölle vahingollista. Vihreän kemian laboratoriossa työskentelevä tekniikan tohtori Eveliina Repo sanookin, että uutena tavoitteena on, ettei vaarallisia aineita sisältävää jätettä edes syntyisi. Tai ainakin niin, että jätteenkäsittely olisi tehokasta ja teollisuuslaitoksen jätevesivirtoja voitaisiin kierrättää ja puhdistaa laitoksen sisällä.

Uusia keinoja teollisuuden jätevesien käsittelyyn

Eveliina Repo tutki väitöskirjassaan kemiallisia adsorptiomenetelmiä eri teollisuuden aloilla syntyvän raskasmetallijätteen käsittelyyn. Metallipitoista jätettä syntyy monella alalla, kuten metalli-, puolijohde-, kemian- ja kaivosteollisuudessa. Ydinvoimaloissa syntyy matala-aktiivista jätevettä, jonka radioaktiiviset metallit täytyy kerätä talteen.

Metallit halutaan sekä kerätä pois maaperää ja vesistöjä pilaamasta että hyödyntää mahdollisuuksien mukaan uudelleen.

"Väitöskirjatyössäni tuotin uudenlaisia raskasmetalleja sitovia adsorbentteja ja tutkin niiden toimintakykyä. Uudet adsorbentit osoittautuivat tehokkaiksi ja ne kykenivät valikoivaan raskasmetallien sidontaan. Lisäksi niitä kyettiin kierrättämään eli käyttämään uudestaan sen jälkeen, kun adsorbentti on ensin käsitelty kemiallisesti ja metallit otettu talteen.”

Väitöskirjatyön jälkeen Eveliina Repo on jatkanut uusien projektien parissa Vihreän kemian laboratoriossa. "Olen ohjannut diplomitöitä, jotka ovat käsitelleet ravinteiden poistoa vesistä - myöskin adsorptiolla", kertoo Repo. Näille menetelmille löytyy sovellusalueita joka puolelta maapalloa: asutuskeskusten jätevedet, maatalouden ravinnepäästöt, fosfaatin saaminen pelloilta kierrätykseen, lannoiteteollisuus.

Laboratorion osaamisaluetta ovat myös hapetustekniikat ja niiden käyttö orgaanisten yhdisteiden hajotukseen. Kemianteollisuus ja öljyteollisuus sekä väriaineteollisuus tuottavat jätteenä myrkkyjä, esimerkiksi fenoleja ja muita syöpävaarallisia aineita. Niitä voidaan hajottaa hiilidioksidiksi ja vedeksi perinteisiin UV-valoihin sekä uuteen LED-teknologiaan perustuvalla valokatalyysillä. Valokatalyysitutkimus on Vihreän kemian laboratoriossa vielä melko alkuvaiheessa. Tulevaisuudessa, äitiyslomansa jälkeen, Eveliina Repo haluaakin keskittyä siihen.

Perustutkimuksesta liiketoimintaan

Vihreän kemian laboratoriossa kehitetyille menetelmille voi nähdä suoria sovellusmahdollisuuksia monentyyppiselle teollisuudelle. Mutta koska yliopistolla tehdään tutkimusta eikä suuren luokan liiketoimintaa, sovellusten hyödyntämistä varten täytyy muodostaa tutkimus-yritys-verkostoja.

Onko yliopiston ja yritysten välillä kuilua? "Kyllä on", vastaa Eveliina Repo. "Jatkohankkeiden saaminen on haastavaa. Yleensä ehdotetaan vain aloituksia uusiin tutkimusprojekteihin." Repo kertoo, että yrityssovelluksia varten uudet menetelmät täytyisi saada testattua laajemmalla skaalalla kuin mitä yliopiston tutkimusprojekteissa on mahdollista toteuttaa. Yrityksen täytyisi silloin todella panostaa projektiin eli antaa sille enemmän resursseja. Koska yrityksen intresseissä on saada investointiin käytetty rahamäärä myös takaisin, merkittävämmät panostukset halutaan tehdä vasta, kun on olemassa todellinen näyttö uuden tekniikan paremmuudesta olemassa oleviin verrattuna.

Kuulostaa hieman "muna vai kana"-ilmiöltä. Onneksi lainsäädäntö on viime vuosina hieman auttanut asiaa, ja yrityksiä on tuupattu jätteidenkäsittelyn tielle. Vihreän kemian laboratoriolla on valmiudet vastata kysyntään.

Voit seurata YLE:n sivuilta Mika Sillanpään tutkimusmatkaa Himalajallahttp://yle.fi/uutiset/seikkailijaprofessorin_paivakirjasta_yrttijuomalla_vuoristotautia_vastaan/6638950

Teksti: Katri Pajusola
Henkilökuva: Antero Teittinen 
Muut kuvat: Vesa Laitinen, Mika Sillanpää, Pixmac.fi

Julkaistu alun perin A porpos -verkkolehdessä.

Viimeksi muokattu 4.5.2015
Seuraa meitä:
FacebookSlideshareTwitterYoutube
VAIHDE 029 533 5000
KIRJAAMO 029 533 5049
FAKSI 029 533 5299
   
SÄHKÖPOSTI etunimi.sukunimi@aka.fi
AUKIOLO Arkisin 8.00-16.15
   
HENKILÖHAKU »
YHTEYSTIEDOT, LASKUTUS  JA
REKISTERISELOSTEET»
KYSYMYKSET JA PALAUTE »