Цеолиты новое применение старого минерала
В Задевай охраны животных специалисты разделились во суждении, что главнее для спасения животных — принять нужные законы либо поменять человеческое сознание. Меж тем, пока люди раздумывают, каждый час три облика животных пропадают с личика Мира.
На данный момент для охраны животных в Рф делается очень немного, по стране следует вал браконьерства, но из-за административной реформы фактически развалена налаженность охраны животных, включая редких, считает координатор по биоразнообразию Глобального фонда бешеной природы (WWF) Рф Владимир Кревер.
Самый распространенный хим ингредиент на Свету — кислород. Его масса сочиняет приблизительно половину массы цельных кремний-хранящих встречающихся в природе ингредиентов. На втором участке кремний (25,8%), потом должно алюминий (7,5%), железо (чуток наименее 5%) и кальций (3,4%). Четыре из их (исключение сочиняет железо) входят в состав минерала цеолита. Вообщем, разговаривать о цеолите в единственном числе не полностью корректно.
Цеолиты — это водные алюмосиликаты кальция, натрия, калия, бария и неких остальных ингредиентов. В группу цеолитов заходит наиболее сорока минералов, тот или другой отличаются и по составу (в индивидуальности по числу молекул воды в кристаллогидрате), и конечно по физическим и хим свойствам. Но фактически у цельных представителей данной для нас группы минералов грызть корпоративное свойство — они отличные сорбенты, владеют ионообменными качествами, способны изменять подвижность отдельных ионов и функционировать молекулярными ситами. А сравнимо не так давно эти минералы разыскали абсолютно неожиданное употребление — их встали употреблять в сельском хозяйстве.
Заглавие минерала цеолит происходит от 2-ух греческих словечек: zeo — кипеть и lithos — камень. Разъясняется оно тем, что при прытком и сильном нагреве минерал вспучивается с образованием пузырчатого стекла, вроде бы вскипает. В первый раз цеолиты описаны в XVIII веке. Качествами этого минерала самое большее занимался один-одинехонек из основоположников хим направления в минералогии доктор Юрьевского (Тартуского) института Иван Иванович Лемберг (1842-1902). Исследуя перевоплощения силикатов в аква растворах при завышенных температурах, он нашел специализированную крепкость сортировки Аl2О3?2SiO2, названной потом В. И. Вернадским каолиновым ядром.
В 1876-1888 годах Лемберг синтезировал пермутиты (способные к ионному размену гидратированные алюмосиликаты). В 1887-1900 годах он предложил ряд высококачественных реакций для определения состава минералов. Соединяет все цеолиты то, что их кристаллический основа, состоящий из объединенных корпоративными вершинами тетраэдрических групп Al2O3 и SiO2, пронизан полостями и каналами масштабом от 0,2 до 1,5 нм. В их находятся молекулы воды и катионы щелочных и щелочно-земляных металлов, аммония, алкиламмония и некие остальные. На самом деле, минерал располагает вид микроскопической кристаллической губы.
Ее поры занимают до 50% объема каркаса. При нагревании до довольно высочайшей температуры характеристики каркаса немного переменяются, но из минерала выходит вода. Катионы, наполняющие полости кристаллической решетки, окружены гидратными оболочками и достаточно просто поддаются ионному размену.
Nota Bene
Из почвенного раствора кремний поступает в корешки растений в форме недиссоциируемой монокремниевой кислоты Si(OH)4 либо H4SiO4. От корней растений он переносится сообща с восходящими потоками и откладывается в аморфной форме (SiO2·11H2O) на клеточных стенах эпидермиса и сосудистых тканей. Необыкновенно самое большее Si(OH)4 по мере испарения воды концентрируется на кромках листьев. В интервалах меж клеточками кремнезем откладывается в облике силикагеля.
Встречается он в форме фитолитов, тот или другой придают жесткость растениям. Благодаря пребыванью кремнезема почти все облики злаков устойчивы к неблагоприятным договорам погоды, к заболеваниям, вредителям, к полеганию. Недостача SiO2 приводит к убавлению прочности стеблей, так давать имя утрате стойкости по Эйлеру. Некие исследователи связывают с ролью коллоидного кремнезема улучшение кормления растений фосфором, так как пребыванье кремния в тканях растений содействует превращению минерального фосфора в органический.
Выступая как на биологическом уровне функциональный ингредиент, кремний в соединениях проявляет антибактериальные и фитонцидные характеристики и исполняет в почве определенную фитосанитарную роль. К примеру, кремниевая кислота понижает численность сапрофитных грибов рода Fusarium на 31-33%, а рода Penicillium — на 28%.
На этих необыкновенностях строения цеолитов основано их употребление. Сначала, благодаря возможности пропускать сквозь кристаллический основа одни молекулы и удерживать остальные цеолиты можнож употреблять как молекулярные сита, к примеру для разреза либо осушения газов в качестве ионообменных субстанций.
Нередко естественные цеолиты образуют достаточно большие кристаллы, время от времени их вес добивается 1,5-2 кг. Большая часть цеолитов молочно-белоснежного цвета либо водянисто-прозрачны. Попадаются, и часто, окрашенные в коричневый цвет кристаллы. А вот калоритные цвета практически никогда не встречаются. В земных недрах цеолиты образуются при сравнимо низких температурах — до 250оС и давлениях 200-300 МПа, основным образом в итоге гидротермальных вулканических действий, все-таки живут и цеолиты осадочного происхождения. Их основание сочиняют кремнийсодержащие остатки диатомовых водных растений, простых морских губок, морских игл.
Месторождений естественных цеолитов в мире довольно самое большее, но не многие подходящи для промышленного освоения. Длинное пора применялись в главном синтетические цеолиты.
Синтез цеолитов проводят при нагревании до 200оС гелей, образующихся при смешивании растворов NaAlO2 и водянистого стекла (аква щелочной раствор силикатов натрия Na2O(SiO2)n и (либо) калия K2O(SiO2)n), либо же прогревая консистенция раствора NaOH с прокаленным каолином. Заработанные небольшие кристаллы (их размах не превосходит пары микрометров) гранулируют. Синтетические цеолиты употребляют для выделения, чистки и синтеза углеводородов, для разреза жидкостей, чистки воды, осушки газов, а также в производстве бумаги (необыкновенно при изготовлении картона и пищевой упаковочной бумаги). Они также употребляются при производстве цемента, силикатного кирпича, в порядках для творения глубочайшего вакуума, как селективные ловушки для держащихся в почве радиоактивных изотопов Sr и Cs.
Потребность различных отраслей индустрии в синтетических цеолитах имелась (ну и на данный момент остается) так высочайшей, что для их производства во почти всех странах мира (в том числе и в СССР) выстроили большие производственные комплексы. Положение начало важно изменяться в начале 1960-х годов, иногда в США и Стране восходящего солнца имелись обнаружены большие месторождения пепловых туфов с высочайшим (наиболее 90%) содержанием пары разновидностей цеолитов. Естественные цеолиты полностью подступают для употребления в индустрии; при всем этом их окончательная стоимость оказывается на два порядка (в 200 разов) гуще стоимости цеолитов синтетических.
В нынешнее время самая функциональная добыча цеолитов ведется в Китае. Поднебесной принадлежит около 65% мирового базара этого минерала. Все-таки бóльшая число китайских цеолитов владеет низким качеством. Разработки цеолитов ведутся на Кубе, в Германии, Стране восходящего солнца, Южной Корее. В Рф
месторождения цеолитов обнаружены в Забайкалье, на Кавказе, в Восточной Сибири, на Камчатке, а пару лет назад недалеко от грам. Сокола начато конструктивное освоение обнаруженного в 60-х годах прошедшего столетия Хотынецкого месторождения. Орловские цеолиты владеют необыкновенными свойствами
благодаря высочайшему содержанию легкого (аморфного), а следовательно, доступного для растений кремния. Необыкновенно большущий энтузиазм препровождает применение этих минералов в сельском хозяйстве. Сравнимо не так давно их встали употреблять в качестве долголетних ионообменных регуляторов водно-солевого режима почв, пролонгаторов деянья водорастворимых минеральных удобрений и даже в качестве кормовой добавки к рациону сельскохозяйственных животных.
Преобладающей формой соединений кремния в почвах прибывают кварц — минерал, устойчивый к выветриванию и фактически нерастворимый в воде (< 0,0005 %), - и соли кремниевых кислот: силикаты, алюмосиликаты, полевые шпаты, каолин, слюда. Меж тем кремний достаточно деятельно употребляют растения. Довольно сопоставить число выносимого с урожаем кремния (2,75-107 т) и фосфора (1,8-107т) раз в год, чтоб стало светло, как принципиально насыщение земли кремнием. Практика возрожденья кремниевого баланса в почве живет. Так, к примеру, в Южной Корее высадки риса удобряют метасиликатом кальция (воластонитом), в Стране восходящего солнца и Шри-Ланке - отдалениями золы тепловых станций, шелухой и рисовой травой, металлургическими шлаками. В Германии счастливо употребляются доменные силикаткальциевые шлаки, в США - силикат кальция. В годы интенсивной химизации сельского хозяйства в нашей стране пора от медли в почву вносили минеральные добавки с высочайшим содержанием кремнезема (перлиты, цеолиты, сапропели, золу коричневых углей).
Академик В. И. Вернадский нарекал кремний элементом, владеющим необыкновенным значением в мироздании. Кремний деятельно участвует в размене кальция, фосфора, хлора, фтора, натрия, серы, алюминия, марганца, кобальта, а также неких остальных ингредиентов. Найдено, что он приходит один-одинехонек из генеральных компонентов коронарных клеток корневого чехлика. Он предохраняет эпикальную меристему возрастающей зоны от повреждения при соприкосновении с почвой и упрощает продвижение кончика корня в почве. Потому оптимизация кремниевого кормления приводит к повышению массы корней, их объема и корпоративной активнопоглощающей поверхности. По содержанию конструктивного кремния хотынецкие цеолиты иметь отношение к кремнийсодержащим полиминеральным удобрениям. Занимательные результаты заработаны опосля их внесения в почву при выращивании разных овощей и корнеплодов. По предоставленным Белгородского НИИ сельского хозяйства, прибавленье одной тонны хотынецкого цеолита на гектар пустило прирост урожая сладкой свеклы на 69%. Тесты, проведенные на картофеле в линии институтов РАСХН, показали прирост урожая до 60% (при норме внесения цеолита 600 кг/га). При выращивании арбузов сбор возрастает на 30%, огурцов в теплицах - на 34%, а пшеницы и ржи - от 30 до 42%.
В сезоне 2009 года в Рф и Белоруссии 17 научно-исследовательских институтов проводили исследование воздействия хотынецкого цеолита на урожайность шеренги сельскохозяйственных культур. В мае 2010 года был изготовлен доклад в Русской академии сельскохозяйственных наук, тот или другой вызвал большущее дискуссия. Результатом появились признание необходимости употребления хотынецкого цеолита в качестве естественного удобрения и выдача назначений по его употреблению. В нынешнее время 10-ки передовых сельскохозяйственных компаний страны употребляют хотынецкие цеолиты в промышленных масштабах, добиваясь приметных результатов по улучшению урожайности возделываемых культур.
Министерство сельского хозяйства Рф также деятельно поддерживает практику использования хотынецких цеолитов как компонента роста эффективности сельскохозяйственного производства. Еще один-одинехонек очень полезным свойством цеолитов приходит их способность облагораживать структуру земли, а также впитывать и удерживать воду, отдавая ее растениям при необходимости. Это свойство цеолитов необыкновенно принципиально в договорах приметного потепления климата и понижения среднегодового численности осадков. Поля, на тот или другой внесены цеолиты, даже в договорах засухи сегодняшнего года оказались в приметно превосходнейшем состоянии, чем примыкающие, на тот или другой цеолиты не применялись.
Оказалось, что отличные результаты дает применение маленьких численностей естественных цеолитов в качестве кормовых добавок. Так, к примеру, при прибавлении от 1 до 3% цеолита к корму цыплят среднесуточный прирост их массы возрос на 1,8%, а этот же показатель у телят возрос на 8-9%. Прибавленье цеолита в корм молочных скотин содействовало повышению надоев за сто дней в среднем на 66 кг. Приметен эффект использования цеолитов и в свиноводстве, там привесы новорожденных поросят возросли на 5-7%, но (и это даже главнее) возросло среднее число поросят у свиноматок, в 5-7 разов снизилось число нездоровых и их падеж.
Источник: журнальчик «Наука и жизнь» 9 2010 грам.
Создатели: Доктор сельскохозяйственных наук Борис ЛОБОДА,
кандидат сельскохозяйственных наук Александр ТАРЕЕВ.
Posted in Экология планеты by admin with comments disabled.