Ključni problem koji se rješava provedbom projekta OS-Mi jest uklanjanje mikroonečišćivala u površinskim vodama i izlazu s pročistača otpadnih voda solarnom fotokatalizom. U kontekstu ovog projekta, pojam mikroonečišćivala podrazumijeva organske tvari, prisutne u okolišu u malim koncentracijama, čija toksična i bioakumulativna svojstva mogu imati negativan utjecaj na okoliš.

Statistički podaci ukazuju na visok stupanj ispuštanja pročišćenih voda u vodotokove, more i akumulacije. Nemogućnost i nepostojanje zahtjeva za određivanje mikroonečišćivala doprinose povećanom riziku po okoliš. Drugi stupanj (II) pročišćavanja tj. obrada komunalnih otpadnih voda biološkom obradom najzastupljenija je metoda kojom se iz voda uklanjajuju organske tvari.

​U novije vrijeme se u sustave javne odvodnje ugrađuju učinkovitiji membranski bioreaktori, tzv. MBR pročistači (najčešće oko 5000 ES obzirom na veličinu hrvatskih gradova), međutim i dalje postoji opasnost od propuštanja mikroonečišćivala u prijemnike. Istraživanja pokazuju da se često korišteni farmaceutici te druga prioritetna onečišćivala poput policikličkih aromatskih ugljikovodika tek djelomično uklanjaju u naprednim MBR sustavima (10 do 60%), dok nejednolikost protoka otpadnih voda i sezonske pojave znače nepredvidivost pojave mikroonečišćivala u izlaznom toku čime se smanjuje pouzdanost ove trenutno najnaprednije dostupne komercijalne tehnologije.

​Drugi problem koji se rješava projektom OS-Mi je komercijalizacija solarne fotokatalize kao alternativne tehnologije. Zahtjev za postojanjem stabilnog izvora UV zračenja, ograničila su instalaciju fotokatalitičkih pilot reaktora za obradu otpadnih voda na sunčana područja (Almeria, Španjolska, 33°SZŠ i Cartagena, Kolumbija, 4°SZŠ). Unatoč tome, fotokataliza je zanimljiva i minimalno invazivna metoda, komplementarna konvencionalnim metodama i MBR-u.

Nova istraživanja usmjerena su na fotokatalitičku razgradnju mikroonečišćivala zaostala u izlaznim tokovima i može se smatrati IV. stupnjem pročišćavanja. Tijekom prethodnih znanstvenih istraživanja na novim fotokatalizatorima utvrdili smo da se mikroonečišćivala poput hormona, farmaceutika i dr. mogu potpuno ukloniti u 60 minuta procesa pri intenzitetu zračenja izmjerenom u Zagrebu (45°SZŠ) tijekom djelomično sunčanog dana u ožujku. Nadalje, utvrdili smo da nanokompozit TiO2/CNT ima daleko veću aktivnost od čistoga TiO2.

Treći problem koji se rješava projektom OS-Mi je nedovoljno korištenje otpada kao resursa. Prema podacima Državnog zavoda za statistiku, plastični otpad i proizvodnja plastike u značajnom je porastu. S druge strane, niz dostupnih istraživanja govori u prilog korištenju komunalnog/industrijskog/poljoprivrednog otpada kao izvora ugljika za proizvodnju ugljikovih nanocjevčica (eng. carbon nanotubes, CNT). Principi kružnog gospodarstva stavljaju naglasak na odgovorno iskorištavanje resursa, u skladu s idejom proizvodnje korisnog katalitički aktivnog materijala iz otpada.