..
Prace naukowo-badawcze i rozwojowe pracowników katedry koncentrują się wokół zagadnień dotyczących technologii inżynierii środowiska, w szczególności: ochrony i odnowy zasobów wód, oczyszczania wód i ścieków, zagospodarowywania osadów i odpadów zgodnie z założeniami gospodarki o obiegu zamkniętym oraz zagadnieniem związanym z adaptacją miast do zmian klimatu w tym zastosowaniu błękitno–zielonej infrastruktury na terenach zurbanizowanych.
Realizowane prace naukowo-badawcze i rozwojowe dotyczą kilku grup tematycznych.
Pierwszą z nich są badania przemian materii organicznej, związków azotu i fosforu w celu ograniczenia eutrofizacji wód powierzchniowych. Badania te są bardzo istotne z punktu widzenia ochrony środowiska, ale także dla gospodarki (jako dodatkowe źródło surowców, których zasoby w ostatnich latach znacząco się zmniejszają). Koncentrują się one na ustaleniu optymalnej konfiguracji procesów technologicznych w celu ustalenia możliwych do uzyskania wartości granicznych w ściekach oczyszczonych. Zagadnienie to jest szczególnie istotne w zlewni Morza Bałtyckiego, gdzie w ramach prac zespołów HELCOM proponuje się zaostrzyć wymagane prawnie parametry jakości tych ścieków. Wymagać to będzie efektywnego usuwania azotu w procesach konwencjonalnej nitryfikacji-denitryfikacji, jak i metod uproszczonych: skróconej denitryfikacji lub deamonifikacji. W tym aspekcie szczególnie istotne jest usuwanie rozpuszczonej frakcji azotu organicznego (DON – dissolved organic nitrogen).
Prowadzone są także badania nad wykorzystaniem różnych materiałów sorpcyjnych, w tym również materiałów odpadowych, w celu usuwania związków fosforu z niedostatecznie oczyszczonych ścieków odprowadzanych z małych i średnich oczyszczalni. Prowadzone są również badania w kierunku odzysku zaadsorbowanego fosforu w celach nawozowych, aby spełnić wymagania gospodarki obiegu zamkniętego. Badania realizowane były miedzy innymi w ramach projektu „Integrated technology for improved energy balance and reduced greenhouse gas emissions at municipal wastewater treatment plant” pod akronimem BARITECH współfinansowanego ze środków norweskich w ramach Polsko-Norweskiej Współpracy Badawczej realizowanej przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju [197025/37/2013].
Innym ważnym aspektem jest usuwanie związków azotu w warunkach niedoboru materii organicznej w systemach hydrofitowych. Badania realizowane są na modelach złóż hydrofitowych w skali ułamkowo-technicznej. Celem badań jest opracowanie technologii ustawania związków azotu w złożach hydrofitowych ze ścieków o niskim stężeniu materii organicznej. Tego typu procesy stosowane w konwencjonalnych oczyszczalniach ścieków pozwalają na skrócenie tzw. ścieżki usuwania azotu i jednocześnie zmniejszenie zapotrzebowania na energię elektryczną. Systemy hydrofitowe ze swojej natury są niskoenergetyczne, a co więcej nie powodują powstawania wtórnych osadów ściekowych w wyniku procesu oczyszczania ścieków, co już samo w sobie jest bardzo korzystne. W badaniach tych zastosowano interdyscyplinarne podejście, polegające na połączeniu badań technologicznych oraz analizy mikrobiologicznej. Badania technologiczne obejmują ocenę efektywności i kinetykę procesów oczyszczania ścieków, ze szczególnym uwzględnieniem przemian i usuwania związków azotu oraz występowania i przemian dostępnej materii organicznej. W prowadzonych równolegle badaniach mikrobiologicznych, charakteryzowana jest struktura filogenetyczna zespołów mikroorganizmów oraz ich aktywność i potencjał metaboliczny. Wykorzystane do tego są m.in. najnowsze techniki biologii molekularnej, takie jak metagenomika i metatranskryptomika. Badania te prowadzone były i są w ramach wielu projektów, m.in. polsko-norweskich BiDiCoWet, Baritech oraz przy współpracy z Gdańską Infrastrukturą Wodociągowo-Kanalizacyjną Sp. z o.o w ramach projektów Interreg BSR IWAMA oraz FanpLESStic.
Druga grupa związana jest z identyfikacją, rozmieszczeniem oraz technologiami usuwania zanieczyszczeń nowej generacji. W ostatnich latach znacznie wzrasta świadomość dotycząca obecności zanieczyszczeń nowej generacji. Zanieczyszczenia te obejmują m.in. farmaceutyki, PFASy, ftalany, detergenty i surfaktanty oraz szereg innych substancji, m.in. mikroplastiki, które najczęściej występują w ilościach śladowych. Wykonane badania wskazują jednak, że ich obecność jest bardzo szkodliwa zarówno dla środowiska, jak i dla człowieka. Ze względu na to, że zagadnienia związane z zanieczyszczeniami nowej generacji są stosunkowo nowe, konieczna jest identyfikacja miejsc ich występowania. Ważnym aspektem jest poszukiwanie skutecznych technologii usuwania tych substancji, ponieważ obecnie stosowane technologie nie były projektowane na ich usuwanie i dlatego są nieefektywne.
Prowadzone są badania związane z monitoringiem oraz możliwością usuwania PFASów w ramach projektu „Zero-PFAS - Technology development and adaptation to minimize PFAS input to Baltic Sea”, finansowanego przez Instytut Szwedzki.
W ramach projektu MINIATURA pt. "Wpływ procesów oczyszczania ścieków komunalnych na rozmieszczenie wybranych zanieczyszczeń nowej generacji" badano występowanie wybranych farmaceutyków (obejmujących ibuprfen, naproksen, paracetamol, flurbiporofen, diklofenak oraz metabolity diklofenaku: 4OH i 5OH diklofenak) na różnych etapach oczyszczalnia ścieków w trzech oczyszczalniach zlokalizowanych w Gdańsku, Gniewinie i Swarzewie. Sprawdzano również wpływ zastosowanej technologii oczyszczania ścieków na usuwanie farmaceutyków.
W ramach projektu MORPHEUS, Modelowe obszary usuwania farmaceutyków na południowym Bałtyku/ Model Areas for Removal of Pharmaceutical Substances in the South Baltic (STHB.02.02.00-SE-0038/16); Interreg South Baltic Programme 2014-2020 | ERDF (European Regional Development Fund) realizowanego w latach 2017-2019 opracowano m. in. dane dot. aktualnych poziomów zanieczyszczeń z grupy farmaceutyków w czterech modelowych obszarach badawczych wraz z zaproponowaniem rozwiązań ograniczających ich emisję do Morza Bałtyckiego.
Projekt CONTRA (Program INTERREG BSR projekt nr # R090 pt. "Baltic Beach Wrack - Conversion of a nuisance to a resource and asset”) obejmuje badania dotyczące obecności nowopojawiających się zanieczyszczeń w materiale wyrzucanym przez morze (tzw, beach wrack- BW) oraz w materiale po przeróbce BW w pilotowym systemie trzcinowym. Analiza obejmuje 10 rodzajów ftalanów, 16 rodzajów WWA oraz PFASy.
W grupie nowopojawiających się zanieczyszczeń znajdują się również mikroplastki. W katedrze rozpoczęto badania nad ich identyfikacją i technologiami usuwania we współpracy z otoczeniem gospodarczym (Gdańske Wody i GIWK) w ramach projektu Interreg BSR FanpLESStic. Aktualnie prowadzone są badania dotyczące analizy ilościowej i jakościowej występowania i rozmieszczenia mikroplastików w procesach oczyszczania wód i ścieków w wielostopniowych systemach hydrofitowych.
Projekt WISA „Innowacyjne zielone technologie wspomagające gospodarkę wodami opadowymi” - (ang. Water Innovation System Amplifier), nr projektu: STHB.02.02.00-SE-0153/18; realizowany w ramach Programu Interreg Południowy Bałtyk ma na celu opracowanie i wdrożenie nowoczesnych technologii ograniczających emisję związków azotu i fosforu do środowiska Morza Bałtyckiego.
Zwiększające się stale koszty produkcji wody przeznaczonej do spożycia, jak również pogłębiający się deficyt wody w Polsce obliguje do poszukiwania coraz bardziej wydajnych technologii uzdatniania wód przeznaczonych do spożycia, a jednocześnie minimalizacji kosztów tych procesów. Istotne znaczenie mają w tej sytuacji procesy zachodzące w systemie uzdatniania i dystrybucji wody wodociągowej, w szczególności w procesach oczyszczania wody, tak aby stanowiły bezpieczne źródło wody dla odbiorców. Jest to szczególnie istotne w świetle licznych doniesień literaturowych o wykrywaniu w wodach przeznaczonych do zaopatrywania ludności w wodę pitną nowopowstających zanieczyszczeń (ang. „emerging pollutants”), mi.in. mikroplastików. Są to związki chemiczne, które nie są powszechnie monitorowane, ale mogą stanowić istotne zagrożenie dla zdrowia ludzi. Według sieci NORMAN w europejskim środowisku wodnym zidentyfikowano co najmniej 700 substancji podzielonych na 20 klas. Badania prowadzone w Katedrze Technologii w Inżynierii Środowiska koncentrować się będą na zastosowaniu nowoczesnych technologii w celu usuwania specyficznych zanieczyszczeń (np. arsenu) z wód podziemnych. Zgodnie z założeniami gospodarki o o biegu zamkniętym badania te prowadzone będą również w zakresie określenia potencjalnych zagrożeń stwarzanych przez powstające produkty uboczne i obejmować będą metody ich utylizacji.
Trzecia grupa badań koncentruje się na odzysku surowców (w tym wody) i energii w warunkach gospodarki obiegu zamkniętego. Zagadnienia związane z gospodarką o obiegu zamkniętym są wskazane przez UE jako jeden z priorytetów. Ze względu na zmniejszające się zasoby oraz ogromne ilości generowanych odpadów konieczna jest zmiana podejścia z liniowego (surowiec – produkt – odpad) na obiegowy (surowiec – produkt – inny surowiec do ponownego wykorzystania).
Prowadzone są badania mające na celu zwiększenie produkcji biogazu, jako odnawialnego źródła energii. Dotyczą one optymalizacji warunków technologicznych prowadzenia procesu fermentacji metanowej w odniesieniu do wykorzystania przemysłowych i rolnych produktów odpadowych, a także frakcji mokrej odpadów komunalnych w procesie kofermentacji w biogazowniach komunalnych i rolniczych. W ramach projektu DEZMETAN (umowa nr POIR.04.01.02-00-0022/17) wykonano prace nad opracowaniem i wdrożeniem kompletnej linii technologicznej kondycjonowania substratów pochodzących z przetwórstwa rolno-spożywczego przy wykorzystaniu dezintegracji hydrodynamicznej i niskotemperaturowej (rozwiązanie zgłoszone do Urzędu Patentowego RP), w innowacyjnym układzie hybrydowym. Zwiększenie biodostępności substratów kofermentacji metanowej przyczyni się do wzrostu produkcji biogazu, poprawy własności reologicznych pofermentu, poprawy skuteczności odwadniania osadów, zmniejszenia ilości pofermentu wymagającego dalszego zagospodarowania. Poprzez zastosowanie technologii dezintegracji planowane jest uzyskanie poprawy bilansu energii i rentowności biogazowni. Dezintegracja substratów ma również wpływ na jakość cieczy osadowej powstającej w procesie odwadniania, co wpływa na podejście związane z jej dalszą obróbką. Zagadnienie oczyszczania odcieków z pofermentu oraz odzysku z nich azotu i fosforu w formie struwitu stanowi dopełnienie wiedzy niezbędnej użytkownikowi proponowanej technologii. Takie kompleksowe podejście umożliwia właściwą ocenę wpływu zastosowania kosubstratów na funkcjonowanie całego obiektu, jakim jest biogazownia rolnicza lub komunalna oczyszczalnia ścieków. Uzupełnieniem tych badań są prace realizowane w ramach Norweskiego Mechanizmu Finansowego (2020-2023) “Integrated system for simultaneous recovery of energy, organics and nutrients and generation of valuable products from municipal wastewater” (NOR/POLNOR/SIREN/0069/2019-00). W badaniach tych planowane jest ustalenie optymalnych warunków odzysku związków biogennych z odcieków z odwadniania pofermentu w postaci możliwych do zastosowania produktów nawozowych: fosforanu wapnia i wodorowęglanu amonu.
Planowane jest rozpoczęcie badań dotyczących oczyszczania ścieków wysokostężonych w reaktorze EGSB, w tym produkcja bio-hytanu (wniosek w ramach konkursu PRELUDIUM). W badaniach określone zostaną warunki wpływające na proces tworzenia się beztlenowego osadu granulowanego. Zasadnicza część badań związana jest z przeprowadzeniem procesu oczyszczania beztlenowego z produkcją nowego biopaliwa - biohytanu. Ślad węglowy reaktora EGSB jest znacząco mniejszy w porównaniu ze ściekami oczyszczanymi tlenowo. Ilość energii potrzebnej do eksploatacji reaktora EGSB jest znacznie mniejsza w porównaniu z reaktorem aerobowym. Ponadto reaktor anaerobowy jest producentem energii odnawialnej – biogazu, co przyczynia się do zwiększenia pozytywnego śladu węglowego systemu EGSB.
W ramach doktoratu wdrożeniowego, we współpracy z Polską Spółką Gazownictwa Sp. z o.o., prowadzone są badania mające na celu określenie metody uzdatniania biogazu wytwarzanego w biogazowniach komunalnych i rolniczych do parametrów jakościowych gazu ziemnego, mającego jak najmniej niekorzystny wpływ na elementy infrastruktury gazowej.
Główne założenia projektu CONTRA polegają na konwersji odpadu (jaki jest materiał beach wrack – BW) na produkt. W tym celu przetestowano 6 różnych technologii. Zespół z Politechniki Gdańskiej konwersję odpadu na produkt prowadzi za pomocą naturalnej metody z wykorzystaniem złóż trzcinowych. Wstępne badania wskazują na to, że BW po przeróbce w systemach trzcinowych może być wykorzystany jako nawóz lub materiał strukturotwórczy. Działania te bardzo dobrze wpisują się w GOZ.
Prowadzone są także badania dla konkretnych obiektów komunalnych, np. w oczyszczalni ścieków w Gniewinie. W badaniach tych analizowano możliwość unieszkodliwiania osadów ściekowych za pomocą systemów trzcinowych w celu ich ponownego wykorzystania jako materiał nawozowy.
Z tematykę odzysku surowców i propagowania idei gospodarki cyrkularnej związane są także realizowane w ramach projektu „Sztum Circular Economy – odpowiedzią na współczesne wyzwania klimatyczne”. Głównym celem projektu jest stworzenie nowego, zintegrowanego programu wsparcia gospodarki o obiegu zamkniętym w działaniach komunikacyjno-informacyjnych w sferze lokalnej, regionalnej i międzynarodowej, jako odpowiedź na problemy środowiskowe, społeczne i ekonomiczne. Projekt składa się z bloków, które są zróżnicowane pod względem zakresu i treści. Przewidziane w każdym z bloków tematycznych działania przyczynią się do stworzenia trwałych warunków dla działalności w dziedzinie GOZ na terenie Gminy Sztum, a także partycypację i współpracę ogółu społeczeństwa z lokalnymi podmiotami sfery gospodarki i ochrony środowiska w regionie Morza Bałtyckiego .
Projekt przewiduje działania inwestycyjne oraz działania miękkie, które będą prowadzone równolegle w okresie realizacji projektu i będą się wzajemnie uzupełniały. Działania inwestycyjne obejmują budowę Punktu Selektywnego Zbierania Odpadów Komunalnych w Sztumskim Polu oraz hali naprawczo-magazynowo-wystawienniczej w Sztumie. W hali powstanie również społeczno-cyrkularna stacja materiałów „Druga Szansa”, które będzie pełniła nie tylko funkcję punktu napraw, ale także miejsca generującego nowy ruch społeczny związany ze wzmocnieniem idei gospodarki o obiegu zamkniętym.
Liczne działania miękkie mają na celu rozpowszechnienie idei gospodarki cyrkularnej w Gminie Sztum, ale także propagowanie współpracy regionalnej i międzynarodowej. To również szeroko rozumiana promocja i edukacja ekologiczna (m.in. publikacje, newslettery, seminaria, konferencje, warsztaty dla dzieci i młodzieży, stworzenie narzędzi e-learningowych, hackathon, SferaLab) oraz innowacyjne sposoby angażowania mieszkańców w działalność na rzecz zrównoważonej gospodarki odpadami.
Realizacja projektów (1) WasteValue - Anaerobic biorefinery for resource recovery from waste feedstock. POLNORD 2019 finansowanego przez NCBR z Programu „Badania stosowane (okres realizacji: 2020-2023); oraz (2) SMOK „Kępickie śmieci w Ekosieci - innowacyjny system zarządzania gospodarką odpadami”; konkurs Ministerstwa Inwestycji i Rozwoju Human Smart Cities. Inteligentne miasta współtworzone przez mieszkańców”; (okres realizacji: 2018-2020); również wpisuje się w działania rozwojowe w temacie gospodarki obiegu zamkniętego.
W Europie zużycie wody na potrzeby komunalne jest jednym z najwyższych na świecie, a zasoby wodne podlegają postępującym procesom degradacji. Konieczne staje się więc poszukiwanie możliwości odzysku wody ze ścieków oczyszczonych, ścieków szarych i wód opadowych, jak również alternatywnych źródeł wody, w tym wody opadowe. W UE nie istnieją obecnie regulacje prawne dotyczące ponownego wykorzystania wody. Rosnąca świadomość potrzeby ustalenia takich kryteriów zaowocowała jednak ogłoszeniem rozporządzenia Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie minimalnych wymagań dotyczących ponownego wykorzystania wody (Regulation (EU) 2020/741 of the European Parliament and of the Council of 25 May 2020 on minimum requirements for water reuse). W dokumencie tym określono cztery klasy jakości odzyskanej wody oraz dozwolonego wykorzystania rolniczego i nawadniania. Odnoszą się one do różnych rodzajów upraw: uprawy spożywcze, niespożywcze, przemysłowe, energetyczne i nasienne, miejskie tereny zielone oraz różnych metod nawadniania (np. tzw. nawadniania kropelkowego). Ocena jakości wód przeznaczonych do ponownego wykorzystania dotyczy zarówno kryteriów chemicznych jak i mikrobiologicznych. Badania prowadzone i kontynuowane w KTwIŚ będą obejmowały zarówno ocenę jakości wód opadowych i ścieków (oczyszczonych i szarych), jak również możliwości ich oczyszczania z zastosowaniem metod biologicznych oraz fizyczno-chemicznych, takich jak koagulacja, strącanie, filtracja konwencjonalna oraz filtracja membranowa, sorpcja, ale również metod naturalnych. We współpracy z firmą Ecol Unikon, w ramach projektu „Technologie domowej retencji” poszukiwane są również rozwiązania zmierzające do opracowania skutecznych, a jednocześnie możliwie prostych metod oczyszczania ścieków szarych (ścieki z kąpieli, prania oraz zmywania naczyń), które umożliwią ponowne ich wykorzystanie bezpośrednio w gospodarstwach domowych. Wykonano pilotażowe-demonstracyjne układy uzdatniania wody deszczowej do jakości umożliwiającej jej wykorzystanie do celów gospodarczych i higienicznych (głównie: mycie, kąpiel, pranie) oraz oczyszczania ścieków (głównie z wykorzystaniem przydomowej oczyszczalni hydrofitowej) do poziomu umożliwiającego ich bezpieczne wykorzystanie do spłukiwania toalet raz podlewania ogrodu.
Prowadzone są również badania nad dezynfekcją ścieków oczyszczonych głównie z zastosowaniem metod membranowych, promieniowania UV i ozonowania.
Czwarta grupa tematyczna prowadzonych badań dotyczy technologii opartych na naturze NBS (Nature Based Solution), a w szczególności prace dotyczące zielono-błękitnej infrastruktury stosowanej w adaptacji miast do zmian klimatu jako rozwiązania wpisujące się w GOZ. Ze względu na zmiany klimatyczne oraz coraz częściej pojawiające się zjawiska ekstremalne m.in. powodzie, konieczna jest adaptacja miast do tych zmian. Najlepszymi rozwiązaniami wydają się NBS, które obejmują m.in. ogrody deszczowe, zielone dachy i ściany itp. Rozwiązania te nie tylko łagodzą zjawiska ekstremalne, ale również przyczyniają się do wzrostu bioróżnorodności, zmniejszają miejskie wyspy ciepła oraz tworzą tereny do wypoczynku.
W ramach współpracy z otoczeniem gospodarczym m.in. przedsiębiorstwo Gdańskie Wody, Miasto Wejherowo, oraz w ramach projektu Interreg BSR WATER prowadzone są analizy jakości wód opadowych pochodzących z różnych powierzchni spływów m.in. dachów, ulic i parkingów oraz oceny zastosowanych rozwiązań w postaci ogrodów deszczowych zarówno pod kątem ilości, jak i jakości, w tym potencjału podczyszczania gromadzonych wód opadowych. Ocenie podlegają również takie elementy jak: potencjał tworzenia bioróżnorodności oraz mitygacja miejskiej wyspy ciepła (badania z zastosowaniem kamery termowizyjnej).
W ramach projektu o akronimie NICE - INNOVATIVE AND ENHANCED NATURE-BASED SOLUTIONS FOR SUSTAINABLE URBAN WATER CYCLE finansowanego w ramach programu HORYZONT 2020 w latach 2021-2025 wykonany zostanie przegląd możliwych rozwiązań technologicznych, przygotowane zostaną wytyczne do projektowania NBS dla różnych zastosowań do oczyszczania wód miejskich (tzw. Urban Waters). Na terenie kampusu PG w ramach tego projektu powstanie tzw. URBAN REAL LAB w postaci ogrodu deszczowego dla wód opadowych zawierających zanieczyszczenia specyficzne np. substancje ropopochodne, metale ciężkie czy mikroplastiki. W obiekcie tym przeprowadzone zostanie szereg badań w celu identyfikacji procesów jednostkowych usuwania zanieczyszczeń, ich rozmieszczenia fazowego i przestrzennego w poszczególnych elementach systemu, efektywnością usuwania oraz wyborem najbardziej optymalnych rozwiązań. Badania obejmować będę zarówno parametry podstawowe, jak i nowopojawiające się zanieczyszczenia.
W ramach tej tematyki badawczej realizowany jest również projekt NOAH ("Protecting Baltic Sea from untreated wastewater spillages during flood events in urban area" finansowany z programu INTERREG BSR nr # R093). Skuteczne zarządzanie wodami opadowymi na terenach zurbanizowanych jest obecnie jednym z największych problemów środowiskowych, z którymi borykają się miasta leżące nad Morzem Bałtyckim. Celem NOAH jest stworzenie koncepcji kompleksowego planowania i wdrożenia inteligentnych systemów odwodnieniowych w rzeczywistych uwarunkowaniach środowisk miejskich. Holistyczne podejście do planowania połączy zarządzanie wodą deszczową z planowaniem przestrzennym. W efekcie zostaną opracowane propozycje inteligentnych rozwiązań systemowych, których implementacja umożliwi wzrost odporności na skutki zmian klimatycznych istniejących systemów odwodnieniowych w miastach nadbałtyckich oraz pozwoli połączyć jakość wód opadowych z modelami hydraulicznymi.
W ramach projektu MINIATURA pt. „Badanie procesów usuwania zanieczyszczeń i wpływu ogrodów deszczowych na jakość wód opadowych” wykonane zostaną badania przestrzennego rozmieszczenia zanieczyszczeń w poszczególnych elementach ogrodu deszczowego. Jakość wód opadowych zostanie przeanalizowana pod kątem podstawowych parametrów oraz dodatkowo kofeiny (jako wskaźnika obecności ścieków bytowych) i chlorków (jako wskaźnika obecności ścieków komunalnych (np. z ulic) oraz ścieków przemysłowych). Ocenie zostanie poddane także stężenie zawiesiny oraz wielkość cząstek zawiesiny całkowitej dzięki zastosowaniu analizy granulometrycznej. Planowana jest analiza skriningowa ewentualnego pojawienia się trwałych zanieczyszczeń organicznych (TZO).
Planowana jest także realizacja projektu WATERMAN, który jest obecnie finansowany w ramach tzw. seed money i uzyskał status projektu flagowego w ramach priorytetu PA NUTRI dla mechanizmu finansowego BSR INTERREG. W tym projekcie przeprowadzone będą m.in. badania pilotowe w kierunku opracowania technologii podczyszczania i ponownego wykorzystania (element GOZ) wody popłucznej/zużytej wody basenowej.
Piąta grupa obejmuje badania jakości środowiska wodnego. Badania te, wykonywane m.in. w ramach projektów NCN obejmowały ocenę jakości osadów dennych zbiorników wód powierzchniowych. W wyniku kumulowania się zanieczyszczeń w osadach dennych stanowią one znakomite źródło informacji nie tylko o aktualnym stanie środowiska wodnego, ale również zmian jakości w czasie. Analiza rdzeni osadów umożliwia ocenę nie tylko zmian stopnia zanieczyszczenia środowiska, ale również częściową identyfikację przyczyn, np. w powiązaniu z danymi hydrologicznymi dotyczącymi ulewnych opadów czy powodzi lub danymi monitoringu jakości powietrza atmosferycznego. Ocena stopnia zanieczyszczenia osadów dennych metalami ciężkimi czy trwałymi zanieczyszczeniami organicznymi dokonywana jest w oparciu o kryteria geochemiczne i ekotoksykologiczne. Równoczesna implementacja tych metod w połączeniu ze starannym opracowaniem statystycznym pozwala na właściwą interpretację uzyskiwanych danych. Badania jakości osadów dennych były prowadzone zarówno w kontekście jakości wód pitnych (badania Zbiornika Straszyńskiego, na którym zlokalizowane jest jedyne ujęcie wód powierzchniowych dla Gdańska), jak również w powiązaniu z oceną jakości miejskich zbiorników wodnych. Te ostatnie w związku z rosnącą rolą tzw. małej retencji w zapobieganiu skutkom coraz częściej występujących deszczy nawalnych (powodzie i podtopienia w miastach) stają się istotnym źródłem informacji o jakości środowiska.
Ze względu na stale zwiększający się deficyt wody w Polsce, wszystkie niepożądane czynniki, czy to natury przyrodniczej (ekstremalizacja zjawisk pogodowych), czy też technicznej (np. awaria OŚ „Czajka” w 2019 i 2020 r.) stanowią potencjalne zagrożenie dla naszego regionu. Istotny wpływ na stan środowiska wodnego ma wprowadzenie do niego znacznej ilości mikroorganizmów, w tym również chorobotwórczych, stanowiących potencjalne zagrożenie zarówno dla odbiorców wody pitnej, jak również użytkowników kąpielisk. W tym kontekście, ważnym pod względem ekologicznym skutkiem działania tradycyjnych środków dezynfekcyjnych, jest często obserwowana selekcja opornych szczepów bakterii. Istotnym aspektem prowadzonych prac będzie zminimalizowanie ryzyka przenoszenia szczepów opornych, jak również czynników powodujących podniesienie ich oporności (w tym m.in. metali ciężkich oraz farmaceutyków) do wód naturalnych, a tym samym zapewnienie bezpieczeństwa użytkownikom. W badaniach wykorzystane zostaną zaawansowane techniki biologii molekularnej, które pozwolą na określenie struktury filogenetycznej zespołów mikroorganizmów oraz ich aktywności i potencjału metabolicznego.
Specyfiką prac zespołów katedry są badania obszarów szczególnie wrażliwych, takich jak rejony polarne, parki narodowe czy rejony nadmorskie. Te wyjątkowo cenne przyrodniczo obszary są szczególnie narażone na wpływ antropogeniczny i postępujące zmiany klimatu. Ich coraz lepsze poznanie i ochrona są jedyną drogą by zachować je dla następnych pokoleń w stanie jak najmniej zmienionym. Badania rejonów polarnych zarówno w Arktyce jak i Antarktyce dotyczą m.in. analizy wpływu parametrów chemicznych modyfikujących środowisko na zróżnicowanie bakteriocenozy w obszarze zlewni rzek oraz obecności i różnorodności mikroorganizmów w systemie rzeczno-jeziornym oraz wpływem zanieczyszczeń pochodzenia antropogenicznego na wyjątkowo wrażliwe ekosystemy.
W Katedrze TwIŚ od wielu lat, prowadzone są również prace badawcze, w wyjątkowo cennych przyrodniczo obszarach przybrzeżnych Zatoki Gdańskiej i Zatoki Puckiej oraz otwartego Morza Bałtyckiego, w rejonie od Dębek do Władysławowa. Coraz bardziej nasilony ruch turystyczny wpływa znacząco na ten rejon, a nieodpowiednia jakość sanitarna wody i piasku może zagrażać bezpośrednio osobom tam wypoczywającym. Prowadzone badania mają pomóc w dostosowaniu istniejącej infrastruktury wodno-ściekowej do obsługi coraz większej liczby turystów oraz wskazać potencjalne zagrożenia związane z tzw. nowymi zanieczyszczeniami jakimi są farmaceutyki czy kosmetyki zawierające filtry UV.
Prace badawcze realizowane są we współpracy z wieloma partnerami krajowymi i zagranicznymi m.in. Instytutem Oceanologii PAN w Sopocie, Instytutem Geofizyki PAN oraz Instytutem Biochemii i Biofizyki PAN w Warszawie, Dyrekcją Nadmorskiego Parku Krajobrazowego we Władysławowie, Norweskim Konsorcjum Uniwersyteckim UNIS na Svalbardzie (Norwegia).
Dodatkowo w Katedrze Inżynierii w Technologii Środowiska prowadzone są też prace badawcze nad chemizmem wód powierzchniowych na szczególnie wrażliwych i unikatowych obszarach takich jak: Wyspa Króla Jerzego (Antarktyka Morska, Wyspa Króla Jerzego, Polska Stacja Antarktyczna im. Henryka Arctowskiego), obszar ujścia rzeki Kołymy (Syberia, Rosja, Republika Sacha: Północno-Wschodnia Stacja Naukowa Rosyjskiej Akademii Nauk, NESS RAN na Kołymie) oraz południowa część Morza Bałtyckiego. Prace te są prowadzane przy współpracy z Wydziałem Chemicznym PG i Uniwersytetem Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy. W ramach zadania badawczego finansowanego przez NCN w konkursie MINIATURA pt. Rozpoznanie i wybór markerów zanieczyszczeń wprowadzonych do Zatoki Admiralicji (Antarktyka Morska) poprzez bezpośrednie odprowadzanie ścieków bytowych na przykładzie Polskiej Stacji Antarktycznej im H. Arctowskiego (zgodnie z porozumieniem DEC- 2018/02/X/ST10/01539). W ramach tego projektu powstała również praca magisterska pt. Modyfikacja środowiska morskiego wskutek bezpośredniego odprowadzania ścieków bytowych do Zatoki Admiralicji (Antarktyka Morska), mgr inż. Kankowska Sandra (IŚ, 2019r).
Od 2021 r nawiązano współpracę międzynarodową pomiędzy Politechniką Gdańską, a Stowarzyszeniem „Atelier de Dieu”, założonym przez Daniela Kasprowicza, z siedzibą w Mampikony, na Madagaskarze. Podjęta współpraca ma na celu wypracowanie rozwiązań dotyczących poprawy jakości życia mieszkańców Afryki poprzez opracowanie i wdrożenie zaawansowanych metod oczyszczania wody i ścieków.
