Badacze z Głównego Instytutu Górnictwa – Państwowego Instytutu Badawczego ogłosili w lipcu 2026 roku wyniki, które uderzają precyzją podwójnego zastosowania: syntetyczny minerał produkowany z odpadów elektrownianych nie tylko wyłapuje radioaktywny rad z wód kopalnianych, ale jednocześnie dostarcza go w formie nadającej się do leczenia nowotworów. Rzadko zdarza się, żeby rozwiązanie problemu środowiskowego było dosłownie surowcem dla ratowania życia — tu tak jest.
Co to jest zeolit syntetyczny i skąd się bierze?
Zeolit syntetyczny to minerał o trójwymiarowej, regularnej strukturze mikropor, wytwarzany w laboratorium w procesie zwanym syntezą hydrotermalną — reakcją prowadzonej w wodzie pod ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze. W odróżnieniu od zeolitów naturalnych, zeolity syntetyczne można projektować pod konkretne zastosowanie, dobierając skład chemiczny i wielkość kanałów w krysztale.
Badacze z Głównego Instytutu Górnictwa – Państwowego Instytutu Badawczego (GIG-PIB) wyprodukowali odmianę oznaczaną jako NaP1 z surowca, który normalnie trafia na składowisko: popiołów lotnych powstających w elektrowniach i elektrociepłowniach podczas spalania węgla. Pył, który przez dekady był kłopotliwym odpadem, staje się tutaj punktem wyjścia do syntezy funkcjonalnego materiału sorpcyjnego.
Zeolity charakteryzują się ogromną powierzchnią właściwą przypadającą na gram materiału — rzędu setek metrów kwadratowych — co sprawia, że jony metali i pierwiastków promieniotwórczych mogą być adsorbowane z wody z bardzo wysoką skutecznością. Właśnie ta cecha zadecydowała o zainteresowaniu nimi w kontekście oczyszczania wód kopalnianych.
Dlaczego rad w wodach kopalnianych to poważny problem?
Rad jest naturalnym pierwiastkiem promieniotwórczym, który w podwyższonych stężeniach pojawia się w wodach towarzyszących wydobyciu węgla kamiennego, ropy naftowej, gazu ziemnego, rud uranu i różnych metali. Dwa izotopy — Ra-226 i Ra-228 — są szczególnie problematyczne, bo mają długie okresy półtrwania i emitują promieniowanie jonizujące zdolne do uszkadzania tkanki żywej.
Wody odpompowywane z podziemnych wyrobisk Górnośląskiego Zagłębia Węglowego — obszaru zbadanego przez zespół GIG-PIB — zrzucane są do rzek i strumieni w dużych objętościach. Skażeniu ulegają nie tylko wody powierzchniowe, ale też osady denne, bo rad wytrąca się i osiada na dnie, tworząc długotrwałe ogniska promieniowania. Sprzątanie takich osadów jest wielokrotnie droższe niż prewencja przy źródle.
Dotychczas najszerzej stosowaną metodą usuwania radu był proces współstrącania radu i baru w postaci siarczanu radowo-barowego, z użyciem chlorku baru. Dr inż. Krzysztof Samolej, kierownik projektu w GIG-PIB, wskazał wprost: chlorek baru jest substancją toksyczną, wymaga specjalnych warunków dozowania i generuje trudne do zagospodarowania odpady promieniotwórcze. Rozwiązuje się jeden problem środowiskowy, tworząc przy okazji kolejny.
Redakcja IWD Partner: Zatrzymajmy się na chwilę przy tej symetrii: przez lata do usuwania radioaktywnego zanieczyszczenia używano substancji toksycznej, produkując przy tym odpad, z którym nikt nie wiedział co zrobić. To trochę jak gaszenie pożaru benzyną w nadziei, że jakoś samo się ułoży. Zeolitowe podejście GIG-PIB przypomina nam, że najbardziej eleganckie rozwiązania inżynierskie często eliminują problem u źródła, zamiast przenosić go w inne miejsce — i warto zapytać, ile podobnych „złych kompromisów” nadal funkcjonuje w polskim i europejskim górnictwie.
Jak działa sorpcja radu na zeolicie NaP1?
Sorpcja to pochłanianie substancji z roztworu przez materiał stały — jon radu wnika do kryształu zeolitu i zostaje w nim uwięziony, a oczyszczona woda przepływa dalej. Zeolit NaP1 wykazał wysokie parametry sorpcyjne dla obu badanych izotopów radu: Ra-226 i Ra-228, w warunkach charakterystycznych dla kopalnianych wód radowo-barowych i radowo-siarczanowych z Górnośląskiego Zagłębia Węglowego.
Kluczową zaletą zeolitu wobec chlorku baru jest selektywność. Materiał może być tak zaprojektowany, aby preferencyjnie wychwytywał rad przy obecności innych jonów — co w wodach kopalnianych o wysokim zasoleniu i zawartości metali ciężkich ma krytyczne znaczenie praktyczne. Wysoka selektywność oznacza też, że rad da się później odzyskać z zeolitu w stosunkowo czystej formie.
Właśnie ta możliwość odzysku otwiera drugi, zaskakujący wymiar całego projektu. Po elucji — czyli wymyciu radu z nasyconego zeolitu odpowiednim roztworem — otrzymuje się stężony materiał promieniotwórczy gotowy do dalszego przetwarzania. Wyniki opublikowane przez GIG-PIB w 2026 roku potwierdzają, że droga od odpadu kopalniankowego do surowca farmaceutycznego jest technicznie wykonalna.
Rad z kopalni jako lek — co to oznacza dla medycyny nuklearnej?
Medycyna nuklearna od lat poszukuje dostępnych i tanich źródeł izotopów promieniotwórczych. Ra-226 jest prekursorem Ra-223 — izotopu stosowanego w zatwierdzonej przez Europejską Agencję Leków terapii przerzutów nowotworów do kości. Lek oparty na Ra-223, znany pod nazwą dichlorek radu-223, emituje cząstki alfa i niszczy komórki nowotworowe z bardzo krótkim zasięgiem, minimalizując uszkodzenia zdrowej tkanki.
Dr inż. Krzysztof Samolej z GIG-PIB stwierdził w 2026 roku, że oczyszczanie wody z radu poprzez sorpcję na zeolicie może być wykorzystane nie tylko do usuwania skażenia, ale i do pozyskania radu i jego przekształcenia w radiofarmaceutyki na potrzeby diagnozy albo leczenia nowotworów. Oznacza to, że wody kopalniane — dotychczas traktowane wyłącznie jako uciążliwy odpad — mogą stać się strumieniem surowcowym dla sektora farmaceutycznego.
Skala potencjalnego zaopatrzenia nie jest marginalna. Górnośląskie Zagłębie Węglowe to jeden z największych obszarów wydobycia węgla kamiennego w Europie, gdzie rocznie odpompowuje się i zrzuca do środowiska ogromne ilości wód dołowych. Nawet przy stosunkowo niskich stężeniach radu, sumaryczna masa wychwytywanych izotopów mogłaby być istotna z punktu widzenia potrzeb przemysłu farmaceutycznego.
Dlaczego zeolitowe oczyszczanie wód kopalnianych ma znaczenie?
GIG-PIB szacuje, że opracowane rozwiązanie wpisuje się w model gospodarki o obiegu zamkniętym na trzech poziomach jednocześnie. Po pierwsze, surowiec do produkcji zeolitu — popiół lotny — jest odpadem elektrowni węglowych, który w innym przypadku wymaga kosztownego składowania lub utylizacji. Po drugie, zeolit usuwa rad z wody bez stosowania toksycznych odczynników, eliminując powstawanie niebezpiecznych odpadów baru. Po trzecie, wychwycony rad trafia jako surowiec do medycyny nuklearnej zamiast na składowisko odpadów promieniotwórczych.
Europejska Agencja Środowiska regularnie wskazuje zanieczyszczenie wód powierzchniowych substancjami promieniotwórczymi jako jeden z trudniej monitorowalnych problemów na terenach poprzemysłowych Europy Środkowej. Badania GIG-PIB z 2026 roku dostarczają konkretnej odpowiedzi technologicznej dla regulatorów środowiskowych i operatorów kopalń poszukujących alternatywy dla metod barytu.
Dla polskiego górnictwa, które przechodzi intensywną transformację energetyczną i szuka nowych ról w zmieniającej się gospodarce, technologia zeolitowa otwiera niszę: kopalnia jako dostawca surowców medycznych. To narracja, która może okazać się ważniejsza politycznie i gospodarczo, niż sam akt oczyszczania wód.
| Kryterium | Współstrącanie z chlorkiem baru | Sorpcja na zeolicie NaP1 (GIG-PIB, 2026) |
|---|---|---|
| Toksyczność odczynnika | Wysoka (chlorek baru — substancja toksyczna) | Brak (zeolit — minerał obojętny) |
| Rodzaj odpadu | Siarczan radowo-barowy, trudny do zagospodarowania | Nasycony zeolit — możliwy do elucji i odzysku radu |
| Odzysk radu | Brak — rad trafia na składowisko | Możliwy — rad nadaje się do produkcji radiofarmaceutyków |
| Surowiec do produkcji | Chlorek baru (produkt chemiczny) | Popiół lotny z elektrowni (odpad przemysłowy) |
| Zgodność z GOZ | Niska | Wysoka (trzy poziomy obiegu zamkniętego) |
Powiązane pojęcia ze słownika astronomicznego
- Izotop promieniotwórczy — odmiana pierwiastka o niestabilnym jądrze atomowym, która ulega samorzutnemu rozpadowi, emitując promieniowanie jonizujące.
- Sorpcja — proces pochłaniania jonów lub cząsteczek z roztworu przez powierzchnię lub strukturę wewnętrzną materiału stałego zwanego sorbentem.
- Radiofarmaceutyk — związek chemiczny zawierający izotop promieniotwórczy, stosowany w medycynie nuklearnej do diagnostyki obrazowej lub terapii celowanej.
- Synteza hydrotermalna — metoda wytwarzania minerałów i materiałów krystalicznych w wodnym roztworze pod podwyższonym ciśnieniem i temperaturą, naśladująca procesy zachodzące w skorupie ziemskiej.
- Gospodarka o obiegu zamkniętym (GOZ) — model ekonomiczny zakładający minimalizację odpadów poprzez wielokrotne wykorzystanie surowców, produktów i energii w zamkniętych pętlach produkcyjnych.
Na podstawie materiałów źródłowych.
