Zeolitów historia bez happy endu – na razie…

Rzecz niepospolita.

Zeolity nie są pospolitymi minerałami, w żadnym ze znaczeń tego słowa; Posiadają niepospolite właściwości, jak i nie są minerałami zbyt często występującymi w naturze. Zeolity mogłyby być prawdziwym hitem, substancją, stosowaną na wielu polach i w wielu dziedzinach nauki i życia codziennego, ale… za jakiegoś powodu, nie są.

Co jest przyczyną takiego stanu rzeczy? Smutna prawda jest taka, że prawdopodobnie to, co powstrzymuje zeolity przed opanowaniem świata, jest również główną bolączka polskiej nauki – jest to brak środków finansowych. Wszystkie wielkie odkrycia ludzkości, aby stały się powszechnie dostępne i stosowane, muszą przejść przez pewien etap, gdy naukowiec spotyka się z inwestorem i dalej działają wspólnie, dla osiągnięcia jak najlepszych rezultatów. Niestety, jak dotąd, zeolity nie miały w tej kwestii szczęścia. A jest to z pewnością stratą dla nauki oraz dla biznesu, bowiem są to minerały naprawdę niezwykłe.

Zeolitowe super-moce.

Przede wszystkim, zeolity posiadają niesamowitą porowatość – jeden gram tego minerału może posiadać powierzchnię absorpcyjną o powierzchni półtora tysiąca metrów kwadratowych. Oczywiście, nie wszystkie zeolity (jest to bowiem grupa minerałów) posiadają aż taką powierzchnię – wszystko zależy od ich struktury krystalicznej; w każdym jednak przypadku, zeolity pozostają bezkonkurencyjnymi sorbentami.

Z tego powodu, możliwości komercyjnych i naukowych zastosowań zeolitów jest bardzo wiele; tak naprawdę, zeolity można zastosować wszędzie, od stacji kosmicznych, po… obórkę dla bydła.

W kabinach statków kosmicznych zeolity mogą być stosowane dla pochłaniania wody i dwutlenku węgla, aby odzyskać bezcenny w tych warunkach tlen. Znajdują również zastosowanie w filtrach używanych w aparaturze medycznej oraz w rafineriach ropy naftowej. Można też produkować z nich specjalny papier, służący do pakowania i przechowywania  bezcennych dzieł sztuki, celem ochrony ich przed zanieczyszczeniem środowiska, bakteriami i pleśnią.

Zeolity mogą być również stosowane w oczyszczaniu  ścieków przemysłowych, dzięki czemu, zamiast kłopotliwej i szkodliwej dla środowiska substancji, możliwe jest uzyskanie z nich doskonałego, wolnego od zanieczyszczeń nawozu.

Japończycy opracowali także specjalny sorbent na bazie zeolitów, pochłaniający nieprzyjemny zapach amoniaku w pomieszczeniach dla bydła i innych zwierząt.

Najciekawsze, że mimo tak rozległych zastosowań, zeolity da się uzyskać bez sięgania do kosmicznych technologii. Pozyskuje się je bowiem z prostych surowców, w oparciu o zwykłą syntezę chemiczną. Powoduje to, że są one stosunkowo tanie i łatwo dostępne.

Zeolity kontra Czarnobyl.

Doskonałym przykładem zastosowania zeolitów w sytuacji awaryjnej jest historia, która wydarzyła się w 1993 roku; wtedy to, na mocy porozumienia między warszawską SGGW a Akademią Rolniczą w Żytomierzu, postanowiono użyć zeolitów do usunięcia skażenia gleb, będącego jeszcze skutkiem katastrofy jądrowej w Czarnobylu. Należy przypomnieć, że po katastrofie, mającej miejsce w 1986 roku, znaczne obszary żyznych ziem zostały w różnym stopniu skażone. Część z nich została skażona w stopniu uniemożliwiającym prowadzenie jakiejkolwiek działalności rolniczej, jak uprawa roślin, czy hodowla zwierząt. Były jednak obszary, gdzie skażenie nie było aż tak wielkie, nie przekraczało bowiem górnej granicy normy. Istniała więc możliwość prowadzenia tam upraw, z tym, że musiały to być uprawy roślin, które albo gromadzą substancje radioaktywne w mniejszym stopniu, niż inne, albo kumulują je wyłącznie w korzeniach. Takimi roślinami okazały się trawy, które posiadają maleńkie nasiona, a więc również zgromadzone w nich ilości radioaktywnych nuklidów są minimalne. Mimo znacznie ograniczonych środków, zarówno ze strony polskiej, jak i ukraińskiej, udało się z powodzeniem przeprowadzić próby takich nasadzeń, jednak były to wyłącznie doświadczenia wazonowe. Mimo sukcesu, naukowcy rozumieli, że ideałem byłoby usunięcie z gleby substancji promieniotwórczych, jakimi były głównie stront i cez. Dzięki temu, możliwa byłaby również uprawa innych rodzajów roślin. I do tego właśnie celu idealnie nadawały sie zeolity, będące znakomitymi sorbentami metali ciężkich. Ze strony SGGW, nad takim zastosowaniem zeolitów pracował  prof. Zygmunt Brogowski z Katedry Gleboznawstwa.

Należy zaznaczyć, że zeolity były już stosowane do usuwania metali ciężkich z gleby, również na Ukrainie. Zastosowanie zeolitów było w tym przypadku dziecinnie proste – rudę mielono na drobną mączkę, którą obficie posypywano glebę, a następnie, dla uzyskania najlepszych efektów, zaorywano. Na przygotowanej w ten sposób glebie można już było bezpiecznie sadzić rośliny, bez obaw, że ich korzenie wchłoną szkodliwe radionuklidy. Był to jednak tylko połowiczny sukces – co prawda, rośliny wolne były od zanieczyszczeń radioaktywnych, te jednak w dalszym ciągu pozostawały w glebie, bowiem wciąż znajdowały się w rozsypanej tam mączce zeolitowej.  I tu okazało się, że polscy naukowcy pod kierunkiem profesora Brogowskiego wpadli na pomysł oczywisty, a wręcz genialny w swojej prostocie. Otóż, zaproponowali oni, aby, zamiast rozsypywania mączki zeolitowej, uformować z niej kuliste agregaty, przypominające… ziemniaki. Tak przygotowane zeolity nadal z powodzeniem spełniały swoją funkcję absorpcyjną, ale, w odróżnieniu od rozsypanej wokół mączki, można je było bez problemu wykopać i usunąć. Obliczono, że na metr kwadratowy gleby wystarczają cztery takie “ziemniaczki”. Ponadto, takie zeolitowe agregaty można było płukać, by usunąć z nich metale ciężkie, nadawały się więc one do wielokrotnego użytku. Ze względu na oczywiste skojarzenie z popularnym warzywem, aby zastosować zeolity na wielkich powierzchniach, posłużono się maszynami rolniczymi służącymi do sadzenia i zbioru ziemniaków.

Nadzieje na przyszłość.

Wydawać by się mogło, że to wszystko przyniesie zeolitom spektakularny sukces. Niestety, nie do końca tak się stało. Złoża zeolitów występują zarówno w Polsce (np. złoże Opoka w Karpatach), jak i na Ukrainie, więc dostępność rudy nie stanowiła problemu. Dostępny był również syntetyczny zeolit, produkowany przez  Inowrocławskie Zakłady Sodowe (produkcji zaprzestano, ze względu na… brak zbytu). Mimo to, naukowcy zafascynowani niezwykłymi własnościami zeolitów, nie ustają w prowadzeniu badań. Badania prowadzą m.in. prof. Zygmunt Brogowski i prof. Barbara Gworek. Mgr inż. Jarosław Sieńczewski przygotowuje pracę doktorancką na temat zastosowania zeolitów w procesie zmniejszania zawartości metali ciężkich w roślinach nawożonych osadami ściekowymi. Wiedza na temat możliwości praktycznych zastosowań zeolitów jest więc coraz większa i naukowcy mają nadzieję na szersze, komercyjne wykorzystanie tych minerałów w niedługiej przyszłości. Jest to tym bardziej prawdopodobne, iż obecnie jesteśmy członkiem Unii Europejskiej, która wielki nacisk kładzie na ekologię i związany z nią postęp w zakresie produkowania wolnej od zanieczyszczeń żywności.

Alternatywą dla zeolitów są bowiem środki nie tyle szkodliwe, co wręcz marnotrawcze: Amerykanie na przykład, aby usunąć szkodliwe substancje z gleb, stosują wielkoobszarowe nasadzenia marchwii, znanej z tego, że chłonie metale ciężkie, niczym gąbka. Następnie taka marchew jest zbierana oraz… palona.

Zastosowanie zeolitów pozwoli nie tylko na zaprzestanie stosowania tych praktyk, ale również umożliwi sadzenie na obszarach dotąd każonych także tych roślin, których stosowanie jest dzisiaj niemożliwe. O ile bowiem istnieją rośliny, które gromadzą zanieczyszczenia w łodygach i korzeniach, nieprzydatnych do spożycia, o tyle sadzenie na tych obszarach roślin takich, jak buraki, marchew, rzepa, czy wymieniona wcześniej marchew, jest bardzo niebezpieczne dla zdrowia, a nawet życia konsumentów.

Tak, jak powiedziano wcześniej, Unia Europejska uważa za jeden z priorytetów produkcję wolnej od zanieczyszczeń żywności. Szerokie stosowanie zeolitów, mogłoby uplasować Polskę wśród czołowych jej producentów, tym bardziej, że złoża zeolitów, które posiadamy na terenie naszego kraju, są wielce obiecujące. W rejonie Sanoka, Leska i Rzeszowa, posiadamy bowiem łupki ilaste, zawierające około 20% zeolitów. Jako kraj, moglibyśmy nie tylko produkować zdrową, wolna od zanieczyszczeń żywność, ale również stać się eksporterem zeolitów.

Tak naprawdę, temat zeolitów i ich zastosowania, pozostaje wciąż otwarty. Ten, kto będzie miał na tyle fantazji i odwagi, aby sięgnąć po nie pierwszy, prawdopobobnie osiągnie spektakularny sukces komercyjny. Miejmy nadzieję, że będzie to rodzimy inwestor, bowiem zeolity, mimo dotychczasowego braku sukcesów, mogą stanowić prawdziwą żyłę złota.

Źródło

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *