Czy biowęgiel może być toksyczny? Doktorantka Ewa Syguła to zbada

• Biowęgiel ma wiele przydatnych zastosowań – jednocześnie emitowane przez niego lotne związki organiczne mogą być szkodliwe. Doktorantka Ewa Syguła planuje określić model matematyczny, który będzie prognozował potencjalne ryzyko stwarzane przez biowęgiel.
• Na realizację pracy doktorskiej Ewa Syguła dostała grant w wysokości ponad pół miliona złotych z Narodowego Centrum Nauki.

Biowęgiel wytwarzany jest podczas beztlenowego, termicznego rozkładu biomasy lub bioodpadów, zwanego procesem pirolizy. Ma szerokie zastosowanie m.in w energetyce i rolnictwie. Może być wykorzystywany na przykład jako substytut paliw kopanych albo jako dodatek służący poprawie właściwości gleby. Ale biowęgiel może także być szkodliwy i emitować toksyczne lotne związki organiczne, które planuje zbadać doktorantka Szkoły Doktorskiej UPWr Ewa Syguła.

Biowęgiel – użyteczny czy szkodliwy?

Biowęgiel w ostatnich latach stał się popularną propozycją rozwiązania problemu kryzysu klimatycznego i energetycznego. Jednak prowadzone dotąd badania skupiały się głównie na jego właściwościach i możliwości wytwarzania energii z odpadów, a pomijano analizę negatywnego wpływu lotnych związków organicznych. 

– Lotne związki organiczne (LZO) mogą mieć negatywny wpływ na środowisko i ludzkie zdrowie. Emisja tych związków może zagrażać osobom pracującym na przykład przy obróbce, transporcie czy magazynowaniu biowęgla. Dlatego chcę sprawdzić, czy rodzaj substratu i temperatura procesu mają wpływ na emisję LZO – mówi Ewa Syguła.

Biowęgiel wytwarzany jest w Laboratorium Biomasy i Odpadów, natomiast badanie pod kątem emisji LZO doktorantka realizuje w Katedrze Chemii Żywności i Biokatalizy z dr. Jackiem Łyczką. Wspólnie charakteryzują oni emisję LZO z biowęgla powstałego z różnorakich komponentów biomasy oraz w różnych temperaturach procesu, ponieważ różne parametry procesu pirolizy wpływają na właściwości produkowanego biowęgla

Efektem prowadzonych badań będzie określenie modelu matematycznego, który znajdzie zastosowanie w prognozowaniu potencjalnego ryzyka stwarzanego przez biowęgiel. – W badaniach dążymy m.in. do znalezienia odpowiedniej temperatury i składu biomasy, przy których ulatniać będzie się najmniej toksycznych lotnych związków organicznych. Jednocześnie zależy nam na tym, by produkt końcowy zachował wysoką jakość – tłumaczy doktorantka. 

W ramach projektu, Ewa ma przewidziany półroczny staż w Iowa State University u drugiego promotora – prof. Jacka Koziela. Będzie tam prowadzić walidację modelu. – Teraz pracuję na chemicznie wyekstrahowanych komponentach biomasy, czyli nie na prawdziwych bioodpadach czy biomasie, tylko na włóknach celulozy, ligniny i hemicelulozy. U profesora Koziela będę weryfikowała swoje dane na rzeczywistych bioodpadach – opowiada Ewa Syguła.

Doktorat w postaci projektu Preludium Bis 1

Praca doktorska Ewy jest realizowana w ramach projektu Narodowego Centrum Nauki – Preludium Bis 1. Jej promotorem i zarazem kierownikiem projektu jest prof. Andrzej Białowiec, który zgłosił projekt badawczy do programu. 

– Wygrałam konkurs na realizację projektu w ramach doktoratu i jako laureatka mam zapewnione finansowanie badań oraz określony plan działania. Grant wynosi ponad pół miliona złotych – mówi doktorantka Szkoły Doktorskiej UPWr. Oprócz tego Ewa jest także odpowiedzialna za produkcję biowęgli i podstawowe oznaczenia techniczne w projekcie u dr Sylwii Stegenty-Dąbrowskiej, który dotyczy zwiększenia efektywności kompostowania przy użyciu biowęgla. 

Kontynuacja kariery naukowej w Szkole Doktorskiej UPWr była dla Ewy oczywistym wyborem. Już na etapie studiów inżynierskich na kierunku odnawialne źródła energii i gospodarka odpadami doktorantka przekonała się, że chce rozwijać się w dziedzinie gospodarki odpadami. Choć początkowo wyboru studiów dokonała dla odnawialnych źródeł energii, to szybko zorientowała się, że bardziej interesuje ją drugi aspekt kierunku.

– Zajęcia prowadzone przez prof. Białowca wzbudziły we mnie ogromne zainteresowanie gospodarką odpadami. Gdy uświadomiłam sobie jak wielka jest skala problemu, jak dużo powstaje odpadów, które należy zagospodarować, postanowiłam, że chcę przyczynić się do szukania rozwiązań w tej dziedzinie. Ponadto profesor Białowiec jako promotor stawia ciągłe wyzwania, które wpływają na mój rozwój i taki profil pracy zadecydował o wyborze miejsca, w którym teraz jestem – mówi doktorantka. 

Na studia magisterskie Ewa Syguła zapisała się na dwa kierunki jednocześnie – na UPWr kontynuowała odnawialne źródła energii i gospodarkę odpadami ze specjalnością gospodarka odpadami, a na Politechnice Wrocławskiej podjęła studia na kierunku inżynierii środowiska ze specjalnością zaopatrzenie w wodę,usuwanie ścieków i zagospodarowanie odpadów. Tam poszerzała swoją wiedzę na temat odpadów przemysłowych. Po studiach magisterskich postanowiła kontynuować karierę naukową na Uniwersytecie Przyrodniczym we Wrocławiu pod okiem prof. Andrzeja Białowca.

– Katedra Biogospodarki Stosowanej jest nową jednostką, mamy młody zespół, nowe laboratorium, a powstaje też kolejne – rozrastamy się. Profesor Andrzej Białowiec, który jest zarówno moim promotorem, jak i kierownikiem Katedry, świetnie sprawdza się jako lider zespołu. Bardzo odpowiada mi praca w atmosferze takiego dynamicznego rozwoju – mówi doktorantka, dodając, że po uzyskaniu stopnia doktora planuje zostać na uczelni i kontynuować karierę jako naukowiec. 

Ze współpracy z doktorantką zadowolony jest także jej promotor – prof. Andrzej Białowiec. – Ewa jest bardzo ambitna i z entuzjazmem podchodzi do badań. Sądzę, że odniesie wiele sukcesów naukowych, jeśli dalej będzie prawidłowo wykorzystywać swój czas w Szkole Doktorskiej i pracować nad własnym rozwojem. Oprócz prowadzenia swojej pracy naukowej, Ewa angażuje się też w pracę nad własnymi projektami inicjatywami badawczymi, publikacjami i aktywnie działa w Wiodącym Zespole Badawczym WBVG i na rzecz rozwoju Katedry. Wnosi do zespołu pozytywnego ducha – wymienia naukowiec. 

– Chcę zmienić coś w gospodarce odpadami, chcę mieć realny wpływ na poprawę jakości środowiska. Może działanie jednostki jest w perspektywie niewielkie, ale kropla drąży skałę. Jestem przekonana, że moje działanie może coś zmienić – mówi doktorantka, śmiejąc się, że nawet po pracy jej myśli krążą wokół tematów związanych ze środowiskiem. – Zawsze zachęcam bliskich do działań w myśl nurtu ,,zero waste’’. W końcu wszystko co nas otacza będzie kiedyś odpadem – dodaje Ewa Syguła.

is