Uusia ekologisia materiaaleja jäteveden myrkkyjen käsittelyyn

Teksti Marja Ollakka

Mika Christophliemk valmisti ekologisia, huokoisia alkaliaktivoituja materiaaleja, jotka sisältävät metallikatalyyttiä. Niillä voi puhdistaa esimerkiksi lääkeainejätevesiä. 

”Tarvitsemme uusia ja entistä tehokkaampia jätevedenkäsittelymateriaaleja ja -menetelmiä, jotta puhtaan veden jakelu ja käyttö voidaan turvata tulevaisuudessakin”, Mika Christophliemk sanoo. Kuva: väittelijän albumista.

Mika Christophliemk, 58, iloitsee, että pystyi väitöstutkimustyössään sekä hyödyntämään oman pitkän kokemuksensa kemistinä että oppimaan uutta muilta ammattilaisilta Oulun yliopiston Kestävän kemian tutkimusyksikössä.

Hänen työnsä aiheena oli huokoiset alkaliaktivoidut mangaani- ja kuparikomposiitit jäteveden käsittelyssä sekä bisfenoli A:n ja lääkeainejäämien katalyyttinen märkähapetus.

Mikä on väitöskirjasi merkittävin tulos?

Yhdyskunta- ja teollisuusjätevedet sisältävät tutkitusti hyvin korkeita pitoisuuksia myrkyllisiä ei-biohajoavia orgaanisia yhdisteitä, jotka voivat olla todellinen uhka kansanterveydelle ja koko ekosysteemille. Yhdisteitä muodostuu pääosin muovi-, lääkeaine- ja kosmetiikkateollisuudessa. Ne aiheuttavat suuria haasteita jätevedenpuhdistukselle ja erityisesti sen herkän biologisen prosessin toiminnalle.

Väitöstyössäni valmistettiin ekologisia huokoisia metallikomposiittikatalyyttejä eli alkaliaktivoituja materiaaleja, jotka sisältävät metallikatalyyttiä. Niitä voi käyttää esimerkiksi lääkeainejäteveden katalyyttiseen märkähapetukseen. Prosessissa ei-biohajoavat orgaaniset yhdisteet hajoavat valitun metallikomposiitin pinnalla tapahtuvissa reaktioissa vähemmän haitalliseen, biohajoavaan muotoon.

Väitöstyössäni mangaani- ja kuparikomposiiteilla tehdyissä hapetuskokeissa lääkeainejäteveden ei-biohajoavien yhdisteiden biohajoavuus kasvoi hapetusajan funktiona peräti 60 ja 75 prosenttia, kun käsittelemättömän jäteveden biohajoavuus jäi alle prosentin.

”Huokoiset mangaani- ja kuparikomposiitit ovat edullinen ekologinen vaihtoehto nykyisille katalyyttimateriaaleille.”

Miten tuloksiasi voi soveltaa?

Katalyyttinen märkähapetus metallikomposiittikatalyyttien avulla mahdollistaa jäteveden esikäsittelyn esimerkiksi ennen ilmastusta ja biologista käsittelyä. Esikäsittelyprosesseja voi olla useita riippuen jäteveden toksisuustasosta ja ei-biohajoavien yhdisteiden pitoisuuksista.

Väitöstyössäni kehitetyt huokoiset mangaani- ja kuparikomposiitit ovat edullinen ekologinen vaihtoehto nykyisille katalyyttimateriaaleille. Niistä on hyötyä katalyyttimateriaalien valmistajille ja jätevedenkäsittelyn toimijoille niin kotimaassa kuin kansainvälisestikin.

Mitä väitöksen tekeminen merkitsi sinulle?

Erittäin paljon, sillä olen pohjimmiltani tutkija isolla T:llä. Tämäntyyppinen vaativa akateeminen työ on ollut aina haaveenani ja nyt innovatiivisessa työympäristössä haave sitten toteutui. Mahdollisuus väitöstyön tekemiseen vesikemian tutkimuksen parissa oli kuin lottovoitto.

Pitkä työhistoriani kemistinä tutkimuksen ja teollisuuden eri sektoreilla on antanut minulle paljon korvaamatonta kokemusta muun muassa vedenkäsittelystä, joten olisi ollut järjetöntä jättää tämä tietotaito hyödyntämättä. Pystyin hyödyntämään aiempaa teollista kokemustani ja oppimaan tutkimusyksikkömme ammattilaisilta aina uutta.

Mitä teet urallasi seuraavaksi?

Jatkan vesikemian tutkimusta kansallisissa ja kansainvälisissä tutkimushankkeissa Oulun yliopiston Kestävän kemian tutkimusyksikössä. Kehitämme täällä esimerkiksi uusia ekologisia vedenkäsittelymateriaaleja kiertotalouden periaatteella ja niille automatisoituja valmistusmenetelmiä yhteistyössä yritysten kanssa.

Mikä teet työsi vastavoimana eli miten tyhjennät pääsi?

Monipuolinen liikunta on tehokas tapa mielen tyhjentämiseen ja taas uudelleen lataamiseen. Lisäksi rakennan pienoismalleja ja dioraamoja, jotka ovat maisemamalleja tai historiallisia asetelmia, joihin valmiit pienoismallit tiiviisti liittyvät. Rakentelu vaatii keskittymistä ja usein ajantajukin hämärtyy tehokkaasti.

Mika Christophliemkin väitöskirja Porous alkali-activated manganese and copper composites for wastewater treatment : catalytic wet air oxidation of bisphenol A and pharmaceutical residues tarkistettiin 19.4.2024 Oulun yliopistossa. Vastaväittäjänä toimi dosentti Pasi Tolvanen Åbo Akademista ja kustoksena professori Ulla Lassi Oulun yliopistosta.

Lue lisää:

Mika Christophliemkin väitöskirja

Mika Christophliemkin sivu ORCID-tietokannassa 

Mikrobit ja tekoäly puhdistavat risteilyalusten jätevesiä

Membraanit toivat pariskunnan yhteen

Kirjaudu sisään

* pakollinen kenttä