Zmniejszenie zanieczyszczenia Morza Bałtyckiego niebezpiecznym paliwem, amunicją i innymi pozostałościami wraków statków ma na celu trzyletni międzynarodowy projekt BALTWRECK, którego koordynatorem jest Instytut Maszyn Przepływowych Polskiej Akademii Nauk. Badacze z czterech krajów będą testować nowe metody wykrywania materiałów niebezpiecznych w morzu.
Na dnie Morza Bałtyckiego znajduje się około 20 tys. znanych wraków statków wojskowych i cywilnych, z których około 10% jest źródłem zanieczyszczenia paliwami lub pozostałościami zatopionej amunicji. Ponad 80 lat po II wojnie światowej z niektórych zardzewiałych wraków wycieka niebezpieczne paliwo (np. rakotwórczy olej pirolityczny. Inne wraki są bliskie rozkładu i wymagają dokładnej kontroli, aby ocenić ryzyko i realne zagrożenie dla życia morskiego.
Wraki to zresztą niejedyny problem. Prawdziwym wyzwaniem dla środowiska naturalnego i zdrowia ludzi pozostaje zatopiona w Morzu Bałtyckim amunicja konwencjonalna oraz zbiorniki z silnie toksycznymi związkami chemicznymi – Bojowymi Środkami Trującymi. Według różnych dostępnych danych i szacunków na dnie Bałtyku w rejonie Głębi Bornholmskiej wciąż znajduje się ponad 32 tys. ton amunicji chemicznej, a w rejonie Głębi Gdańskiej około 60 ton.
Decyzje dotyczące monitorowania, oczyszczania lub wyłączenia działalności antropogenicznej w pobliżu wraków są niezwykle powolne, ponieważ w każdym przypadku potrzebne są kosztowne i intensywne badania. Nowe metody wykrywania materiałów niebezpiecznych w morzu będzie testować konsorcjum BALTWRECK tworzone przez 14 partnerów z 4 krajów nadbałtyckich: Polski, Litwy, Niemiec i Szwecji. W ramach projektu opracowane zostaną skuteczne metody diagnostyki wraków oraz zaawansowane technologie wykrywania i usuwania z nich niebezpiecznych substancji. Rozwiązania będą następnie przetestowane w co najmniej 3 pilotażowych lokalizacjach. Przeprowadzona zostanie także analiza wpływu zatopionej amunicji i złóż węglowodorów na ekosystemy morskie.
Jednym z partnerów przedsięwzięcia jest Uniwersytet Jagielloński. Dr Michał Silarski z Zakładu Doświadczalnej Fizyki Cząstek i jej Zastosowań Instytutu Fizyki UJ będzie w praktyce sprawdzał swój wynalazek, tj. nieinwazyjny sensor do wykrywania materiałów niebezpiecznych w środowisku wodnym.
Wynalazek bazuje na autorskim rozwiązaniu systemu tzw. neutronowodów oraz tarczy anty-Comptonowskiej. Dzięki nim neutrony docierają do badanego obiektu bez zakłóceń spowodowanych wodą znajdującą się między urządzeniem a badaną substancją. Ponadto, spektrum odczytu kwantów gamma możemy oczyścić z części zakłóceń powstałych w wyniku wzbudzenia wody. To w znaczący sposób precyzuje badanie i ułatwia identyfikację substancji. Można mówić o pewnym przełomie w tej dziedzinie, bowiem dotychczas to właśnie ze względu na zakłócenia odczytu z atomów wodoru zawartych w wodzie metoda identyfikacji obiektów podwodnych z użyciem wiązek neutronów nie upowszechniła się na świecie. Zastosowanie naszego rozwiązania może to zmienić – wyjaśnia Silarski.
Zasada działania urządzenia opiera się na zjawisku neutronowej aktywacji substancji i pomiarze widm charakterystycznych kwantów gamma powstałych po napromieniowaniu substancji wiązką neutronową. Określenie składu chemicznego zalegających na dnie substancji odbywa się za pomocą niewielkiego działa neutronowego. To generator, który zderza jony deuteru z izotopem wodoru – trytem. Emitowane z takiego generatora neutrony, przenikając przez zanurzony obiekt, wzbudzają atomy w badanej substancji, wskutek czego emitują one kwanty gamma. Te są rejestrowane w detektorze. Ponieważ każdy pierwiastek charakteryzuje odrębny, specyficzny odczyt kwantów gamma, analiza ich całego spektrum i stosunków ilości pozwala dokładnie określić, jaka substancja jest ukryta w zatopionym pojemniku.
W przeciwieństwie do wykorzystywanych powszechnie metod, nasze rozwiązanie pozwala na określenie składu chemicznego podejrzanego przedmiotu zdalnie bez narażania życia i zdrowia ludzi. Metodą tą możemy wykryć na przykład węgiel, wodór, tlen, azot, siarkę, chlor, a także gazy bojowe zawierające arsen – wylicza Silarski.
Jego wynalazek będzie testowany w warunkach kontrolowanych, najprawdopodobniej w basenie portowym przy współpracy z firmą Petrobaltic. W przedsięwzięcie zaangażowani są także badacze z Instytutu Maszyn Przepływowych Polskiej Akademii Nauk (lider projektu), Instytutu Oceanologii Polskiej Akademii Nauk, Uniwersytetu Morskiego w Gdyni, Klaipeda University, Leibniz-Institute for Baltic Sea Research Warnemünde, Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel, Nature Research Centre, Chalmers University of Technology oraz kilku pozaakademickich instytucji. Całkowity budżet przedsięwzięcia wynosi 3,83 mln euro, z czego 3,06 mln euro pochodzi z programu Interreg Południowy Bałtyk.
MK, źródło: UJ, www.eurobalt.org.pl