Hayley Todesco har tävlat på vetenskapsmässor sedan hon var nio år.Och nu som 18-åring har hon vunnit Stockholm Junior Water Prize för att ha kommit på ett snabbare sätt att avlägsna giftiga syror från oljesandsavfallsmagasinen i hennes hemland Kanada.Hennes lösning skulle dramatiskt kunna minska tiden det tar för dessa föroreningar att brytas ned biologiskt – från hundratals år till ett par decennier.
Utvinning av petroleum från oljesand är en gigantisk industri i Kanada, framförallt i Alberta där Hayley Todesco kommer från. Vissa av utvinningsmetoderna resulterar i enorma vattenmagasin fulla med föroreningar som kan hota grundvattnet, växt- och djurlivet och samhällen längre ned.
– Vad de här företagen gör är att de gräver upp oljesand, skiljer oljan från sanden och lämnar en grop efter sig. De dumpar sedan allt restavfall i dessa enorma gropar, som fungerar som avfallsmagasin. Tyvärr är inte groparna klädda, vilket orsakar problem med grundvattnet, förklarar Todesco.
Todescos lösning på problemet bygger på en sandfiltreringsteknik som redan används på flera håll i världen för att rena dricksvatten.
– Det finns mängder av bakterier och föroreningar i de här magasinen. Så mitt projekt gick ut på att få bakterierna som kan överleva i magasinen att föröka sig riktigt snabbt i sandfiltren. Och i takt med att bakterierna ökar kan de bryta ned det giftiga avfallet i magasinen, säger hon.
Hittills har Todescos forskning uppvisat enastående resultat.
– Jag upptäckte att inom en vecka rensade bakterierna bort alla naftensyror, som utgör den huvudsakliga föroreningen i magasinen, säger hon.
– Om man byggde 400 bioreaktorer stora som OS-simbassänger i oljesanden, vilket är en bråkdel av avfallsmagasinens storlek, så skulle man kunna rensa bort alla naftensyror på mindre än 19 år. Med vanliga metoder skulle detta i genomsnitt ta 264 år. Detta skulle kunna lösa ett flera sekel långt miljöproblem på mindre än två decennier.
Som en del av oljeutvinningsprocessen löses naftensyrorna upp i vatten.
– Naftensyror är en form av vattenförorening som i stort sett tar död på allt utom bakterier: amfibier, fåglar och fiskar. Det räcker med cirka 5 ppm naftensyror för att döda en fisk och i avfallsmagasinen är halten 100 ppm, så de är oerhört giftiga. Därför upphör efter ett tag även växligheten på avfallsmagasinen. Det förblir bara en fast leryta under flera sekel, säger Todesco.
Intresse för vetenskap i tidig ålder
Todescos intresse för vatten växte fram ur hennes passion för miljöfrågor och av att hon älskar att bada i sjöarna i British Columbia om somrarna.
– Jag har tävlat på vetenskapsmässor sedan jag var nio år och varje år tog jag upp en ny miljöfråga. I årskurs 8 forskade jag om solenergi och jag började med vattenproblemen i årskurs 9. Sedan dess har jag bara fokuserat på vattenfrågorna, berättar hon.
Hon startade sitt nuvarande vetenskapsprojekt när hon var 16 år och köpte med egna pengar material som fågelbadspumpar och akvariesand från lokala butiker. Hennes forskning har inneburit arbete under otaliga timmar efter skolan och på skolloven.
– Under två år spenderade jag min tid under vårlovet i laboratoriet på University of Calgary. Jag har alltså inte haft något vårlov sedan jag var 15 år, säger hon.
Idén till sitt projekt fick hon när hon mindes ett program från grundskolan då de samlade in pengar till att installera sandfilter för dricksvatten i utvecklingsländer.
– Det ingick att vi skulle ha en brevvän från platsen där de installerade de här filtren. Och för två år sedan när jag sökte ett projekt hittade jag henne på Facebook och kom i samband med det på idén att tillämpa sandfilter på avfallsmagasin, berättar hon.
En framtid inom mikrobiologi
Efter att Todesco hade fått ta emot Stockholm Junior Water Prize från Kronprinsessan Victoria fick hon en visning på produktinnovationslabbet på Xylem tillsammans med de övriga finalisterna från hela världen.
– Det är helt fantastiskt att Xylem sponsrar det här priset. Det har betytt jättemycket för mig och för alla andra finalister också. Det är fantastiskt att få se pumparna här nere, säger hon.
Todesco studerar för närvarande på University of Alberta med mikrobiologi som huvudämne och tänker fortsätta forskningen i sitt projekt de närmaste fyra åren. Men dessförinnan har hon blivit nominerad som global finalist på Google Science Fair 2014.
– Min mamma tyckte att jag skulle ha en webbplats om mitt projekt eftersom jag lagt ned på mycket tid på det. Google Science Fair går ut på att man gör en webbplats för sitt projekt, så vem som helst i världen kan delta. Jag togs ut som en av de 30 bästa i världen i min ålder och där trodde jag att det var slut. Men för tre veckor sedan utsågs jag till en av de fem bästa i den högsta ålderskategorin, berättar Todesco.
– Om två veckor ska jag flyga till Kalifornien och prata med astronauter på Google och se om jag vinner. Så de närmsta månaderna i mitt liv handlar om prinsessor eller astronauter. Jag har deltagit på vetenskapsmässor i åtta år och brukar bara få en liten medalj med mig hem från Calgary en gång om året, men nu på senare tid har det plötsligt gett så mycket resultat. Det är fantastiskt att få ett erkännande för allt mitt arbete.
Uppdatering: Hayley Todesco har vunnit Google Science Fair inom sin ålderskategori.