الأهمية التطبيقية لمعدن الزيولايت في المجال الزراعي والصناعي والطبي
روابط سريعة :-
إعداد أ.د.صبحي فهمي منصور
أستاذ الأراضي بمعهد بحوث الأراضي والمياه والبيئة بمركز البحوث الزراعية
في السطور التالية نستعرض الأهمية التطبيقية لمعادن الزيولايت في المجال الزراعي والصناعي والطبي..
ما الزيولايت؟
احد معادن الطين التى لها القدرة على اكتساب وفقد الماء وعلى تبادل الأيونات دون التغيير فى بناءها، كما يعتبرنوع من الثروات الطبيعية المفيده والهامة وهو مجموعة من العناصر الكيميائية متكونة أساسا من السيليكات واكاسيد الالومنيوم المائية المتبلورة للقلويات ومعادن الارض القلوية، والزيولايت عبارة عن اجسام صلبة تتواجد على شكل مسحوق أبيض ويمكن أن يتغير اللون إذا استبدل الايون الموجب باحد العناصر الانتقالية وهو حجر خفيف الوزن وهش.
تابعونا على صفحة الفلاح اليوم على فيس بوك
تاريخ الزيولايت
استعمل منذ 2000 عام كحجر مائى بالزراعة اما مصطلح الزيولايت فقد اطلق فى القرن 18 من قبل العالم السويدى (اكسل فريدريك)، حيث لاحظ فى عام 1756م عند تسخين تلك المادة تنبعث منها كمية كبيرة من بخار الماء واستعمل لفظ يونانى معناه الحجارة التى تغلى ومن ثم اطلق على هذه الماده الزيولايت.
نظرا لندرة الزيولايت الطبيعيه لجا العلماء الى محاولة صنع زيولايت له نفس خواص الزيولايت الطبيعى لذا تعددة انواع الزيولايت الى 175 نوع منها 45 نوع طبيعى والباقى صناعى والزيولايت عالى المساميه قادر على الاحتفاظ بالايونات الموجبه مثل Na+ و K+ و Ca2+ و Mg2+ وغيرها وتدمص تلك الايونات فى مسام هيكل الزيولايت.
نشائة الزيولايت
ينشاء الزيولايت الطبيعى عندما يتفاعل الرماد او الطفح البركانى مع مياه قلوية.
أنواع الزيوليت
1ـ الزيوليت الطبيعي: تتواجد الزيوليتات في الحالة الطبيعية في الحجارة البازلتية وفي الرواسب، فقد تكونت عبر العصور الغابرة تحت تاثير المياه المعدنية الساخنة، أغلبيتها سميت على حسب اسم مكتشفها. ان إنتاج العالم السنوي للزيوليت الطبيعي هو 4 ملايين طن منها 3 ملايين طن تشحن إلى الأسواق الصينية.
2ـ الزيوليت الاصطناعي: نظرا لندرة الزيوليتات الطبيعية لجا العلماء إلى محاولة إلى صنع زيوليت له نفس خواص الزيوليت الطبيعي. يوجد 150 نوع من الزيوليتات الاصطناعية، وهي الأكثر استعمالا في الصناعة، منها ما له نظير في الزيوليتات الطبيعية، وهناك بعض منها بدون بنية هيكلية كاملة.
خصائص الزيوليت
يتميز الزيوليت بالخصائص التالية:
1ـ التبادل الايونى (الشاردي): هو استبدال الايونات الموجبة الموجودة داخل الزيوليت بايونات موجبة أخرى ذات تكافؤ مختلف. التبادل الشاردي يمكن تحقيقه بعدة طرق منها: التبادل باتصال مع محلول مائي أو محلول غير مائي. _التبادل مع الملح الذائب. التبادل عن طريق المركبات الغازية.
2ـ المسامية والانتقالية للسطح: المسامية الموجودة في البنية التركيبية للزوليت تسمح له بفصل مكونات الخليط علي أساس اختلاف الحجم والشكل للجزيئات وله خاصية الانتقالية وهي امتصاص بعض المواد لذا يعتبر الزيوليت كمنخل إذ يقوم بغربلة المواد واختيارها وفصلها عن الجزيئات الأخرى فهو يسمح بمرور المركبات الخطية ويمنع المركبات المتفرعة.
3ـ حمضية السطح: الزيوليتات مواد لها خاصية حمضية (تحتوي مواقع حمضية داخل بنيتها) ،تعتبر مواد حمضية صلبة.
استعمالات الزيوليت
اولاً: في مجال الزراعة
1ـ يعمل الزيوليت على تثبيت الامونيا الناتج في التربة.
2ـ يعتبر كمحسن ومخصب للتربة.
3ـ يعمل على ترشيد لاستخدامات مياه الرى حيث يمتص الماء الزائد من التربة ليعطيه للنبات عند احتياجه له.
4ـ يساعد النبات على التكيف مع البيئة الجافة أو الرطبة إذ يحافظ على مستوى ثابت للرطوبة، (يمنع تعفن الجذور ويقلل من تاثير الجفاف على النبات).
5ـ يعمل على تحرير عنصرى البوتاسيوم والنتروجين من مركباتهما.
6ـ يزيد من معدل الاستفادة من الاسمدة الكميائية عند اضافته معهم.
7ـ يبقى الاسمده فى متناول جذور النبات ويمنع تحركه الى الماء الارضى كما يؤدي إلى طول فعالية هذه الأسمدة لفترة تمتد إلى اكثر من 10 سنوات.
8ـ يزيد من مناعة النباتات للامراض.
9ـ استعماله فى الصوب بخلطة مكونة من (60% زيولايت + 20% سماد طبيعى + 10% نشارة) خشب تؤدى الى زيادة الانتاج من 20 – 100% حسب نوع الزراعة.
10ـ يزيل عسر الماء ويقلل الملوحة.
11ـ يعمل على تخليص التربة من الاملاح ويمد النبات بالعناصر الاساسية والضرورية.
12ـ إضافته تؤدى الى توفير 50% من الأسمدة الاخرى.
معدل الاضافة:-
ـ بالنسبة لمحاصيل الحقل: 2-4 طن|ف.
ـ بالنسبة لمحاصيل الخضر: 6 – 10 طن|ف.
ـ بالنسبة للشجر المثمر: 20 – 40 طن|ف، بمعدل 5 – 10 كجم|شجرة.
ـ بالنسبة للشجر غير المثمر | 8 – 10 طن| ف بمعدل 2 – 5 كجم|شجرة.
بالنسبة للحدائق | 12 طن |ف بمعدل 3 كجم |ف.
فوائد مادة الزيوليت في مزارع الدواجن والأرانب والسمان والطيور الأهلية
يضاف بنسبة 0.5 – 1% الى العلف اثناء التصنيع او الى العلف اثناء وضعه للطيور:
1ـ يؤدي إلى زيادة حجم وزن الطائر 15 – 20%.
2ـ يقوى مناعة الطائر.
3ـ يزيد فترة التمثيل الغذائ.
4ـ يزيد من استفادة الطائر من العلف اقصى استفادة.
5ـ يقضى على السموم والفطريات الموجودة فى كبد وامعاء الطائر.
6ـ محسن للعلف ومضاد للسموم حيث يعالج السموم والفطريات الموجوده فى العلف.
7ـ يقلل نسبة الدهون ويزيد اللحوم ويعطى نوعية لحوم جيدة.
8ـ يؤدي إلى تحسين نوعية وإنتاجية البيض (قشرة سميكة صعبة الكسر وحجم أكبر وعدد).
9ـ كما يستعمل الزيوليت الحبيبي لتنظيف المداخن بدون استعمال الماء.
10ـ استعمال الزيوليت في خلطة علف الطيور يحفظ هذا العلف من التلف ولمدة طويلة.
11ـ يمتص الروائح الكريهة والشوارد التى تؤذى الطائر.
12ـ يساعد الزيوليت الممزوج بفضلات الطيور والحيوانات إلى تحويله لسماد عالي الفعالية.
فوائد مادة الزيوليت في المزارع السمكية وأسماك الزينة وأسماك التفريخ
1ـ يضاف الى علف الاسماك بنسبة 1-2% كمضاد للسموم فى العلف وايضا فى امعاء الاسماء ويمتص السموم من كبد الاسماك.
2ـ يضاف الى احواض السمك (بواقع 400 – 500 كجم للفدان) لتنقية المياه من الامونيا (العدو الاول للاسماك)
يقوى مناعة الاسماك ويفتح الشهية ويزيد من النشاط والحيوية لدى الاسماك.
3ـ يجنب الأسماك الأمراض كالتهاب الخياشيم وإعاقة النمو وتخريب الدماغ والعقم ثم الموت.
4ـ يؤدى الى زيادة وزن الاسماك حوالى 25% وزيادة وزن القراميط حوالى 40%.
5ـ يطول من فترة التمثيل الغذائى عند الاسماك مما يجعلها تستفيد استفادة قصوى من العلف.
6ـ يعطى صلابه وقوة للعلف مما يؤدى الى طول فترة بقاءه فى الماء.
7ـ عند اضافته فى المياة يبقى مفعولة لمده طويلة جدا تتعدى الدورة السمكية.
8ـ فى الدورات اللاحقة يتم تقليل نسبة الاضافة لتكون 200 كجم فقط للفدان.
*ملحوظة هامة: يؤدى استخدامة لتوفير كميات من الأعلاف حيث يؤدى الى تطويل فتره بقاءه فى المياه.
فوائد مادة الزيوليت في تغذية وتسمين الأغنام والأبقار والجاموس)
1ـ يمكن إضافة الزيوليت بنسب 1 – 2% لعلف الحيوانات في حظائر تغذية الأغنام والأبقار والماعز مما يؤدي إلى زيادة وزنها لنفس الفترة الزمنية حوالى 25 – 40%.
2- يمتص السموم ويزيد العلف صلابة ويزيد من فترة التمثيل الغذائى للحيوان مما يجعل الحيوان يستفيد من العلف لاقصى درجة.
3ـ يقوى المناعة لدى الحيوان ويحسن من الصحة العامة له.
4ـ يزيد انتاج الالبان حوالى 10% ويزيد نسبة الدهن به.
5ـ يزيد من إنتاج الصوف.
6ـ تحفظ الجنين وقد تؤدي إلى ولادة التوائم وتزيد وزن (الجنين) خلال أربعة أشهر من (1- 1.4) كج.
7ـ تؤدي التغذية بخلطة الزيوليت لإعطاء نوعية من اللحم الطري الفاتح اللون للعجول والخراف.
يمتص الروائح الكريهة.
8ـ عند اضافته الى مخلفات الحيوان يعطى سماد عالى الجودة والفاعلية.
ثانياً: في مجال الصناعة
1ـ يستعمل الزيوليت في صناعة المنظفات ومساحيق الغسيل حيث يدخل كمحفز.
2ـ صناعة الزجاج والاطارات.
3ـ صناعة الاجهزة الالكترونية كمضاد للرطوبة.
4ـ صناعة الخزف والبورسلين.
4ـ صناعة الاسمنت.
5ـ صناعة البتروكيماويات.
6ـ تدخل فى كثير من الصناعات الحيوية مثل صناعة البترول؛ حيث يتم استخدامه لفصل وامتصاص الغازات وكذلك في العمليات الكيميائية الحفزية مثل عمليات التكسير والبلمرة، كما يمكن استخدامه في عمليات الهدرجة وانتزاع الهيدروجين والكبريت من منتجات تقطير البترول.
7ـ تستخدم في عمليات الحفر اللازمة لتكسير جزئيات البترول مما يؤدي الى تحويل البنزين الثقيل الى بنزين أخف. ويمكن للزيوليت أن يقوم بامتصاص الغازات غير المرغوب فيها من أماكن متعددة ومختلفة.
8ـ بامكانية اعادة استخدامها عدة مرات بعد تخليصها من الغازات التي اكتسبتها بطريقة التسخين، كما أن هذه المادة اذا وصلت الى المجاري والقنوات المائية فإنها لا تذوب في الماء بل تترسب في القاع وهي آمنة بيئيا.
9ـ ساعد كثيرا في ازالة عسر الماء نظرا لتميزه بالتبادل الأيوني.
10ـ الزيوليتات الطبيعية والاصطناعية قادرة على ترشيح الماء ونزع المواد والشوائب العالقة كتنظيف مياه المسابح. كما يستعمل لنزع الامونيا والمواد الملوثة تحت ايطار معالجة المياه المستعملة.
ثالثاً: في المجال الطبي
1ـ يستخدم فى امتصاص السموم والمعادن الثقيلة من الجسم وذلك عن طريق تناوله مع الماء او العصير يمعدل نصف ملعقة شاى لكل كوب مع التقليب الجيد.
2ـ يستخدم للتخلص من اثار التدخين والروائح الكريهة والجير وذلك باستخدامه بمعدل ملعقة صغيرة لكل كوب ماء دافئ ويقلب جيدا ويمضمض به الفم اكثر من مرة.
3ـ يستخدم فى الاسعافات الاولية (حيث يخلط 6 ملاعق كبيرة + 4 ملاعق ماء لعمل الزيولايت) ويدهن به اماكن حروق الشمس والحروق البسيطة، حيث يزيل الالم واحمرار لون البشرة ويسحب الحرارة منها، كما انه يزيل الخلايا الميته ويساعد على ظهور الخلايا الجديدة.
4ـ يزيل الام لدغات ولسعات الحشرات.
5ـ يزيل الام التواء الكاحل والالتهابات فى الحال.
6ـ يزيل الام تورم الاصابع.
7ـ يخلص الفاكهه من الكيماويات والمبيدات الضاره وذلك بوضع ملعقه صغيره الى ماء شطف الفاكهة مع نقعها لمدة 10 دقائق.
8ـ بوضع قدر ملعقة صغيرة فى الثلاجه للتخلص من الروائح الكريهة.
ابتكار طريقة لتحضير الزيوليت من خام الكاولين المصري
توصل المخترعان أ.د محمد محمد عبد المنعم سليم، د.إسلام حمدي عبدالمقصود. “طريقة لتحضير من خام الكاولين المصري” وحصلا على براءة اختراع.
الزيوليت هو مجموعة من سليكات الألمنيوم المائية تشتمل على صوديوم أو كلسيوم أو بوتاسيوم أو باريوم وعلى نسبة كبيرة من الماء. والزيوليتات معادن لينة نسبيا, ذات ثقل نوعي منخفض يتراوح ما بين 2 و2,5، وهي تنحل في الأحماض وتكون في الصخور البركانية وبخاصة البازلت.
يتم في إطار هذه الطريقة تنشيط الكاولين عند درجة حرارة تتراوح ما بين 500ْم، وحتى 900ْم لكي يتم تحويله إلى مادة فعالة. يتم بعد ذلك معالجة الكاولين بمادة قلوية، ثم تتم إضافة سيليكات الصوديوم التجارى بتركيزات محددة، وتجرى عملية البلورة لمعدن الكاولين عند درجة حرارة تتراوح ما بين 80ْم، وحتى 110ْم، وذلك لمدة تتراوح ما بين 1 إلى 10 ساعات، وبذلك يتم الحصول على زيوليت بدرجة عالية من التبلور.
ترجع اهمية استخدام الكاؤلين فى تحضير الزيولايت لاحتوائه على عناصر الزيولايت مثل السيليكون والالمونيوم.
أماكن تواجده: يتواجد ضمن صخور الحمم البركانيه على السطح بالوان مختلفة مثل الأخضر والاخضر الفاتح والاخضر المصفر والابيض المصفر كما يتواجد فى فراغات الصخور البازلتيه ويتميز بالشفافية او اللون الابيض والدول الرائدة في إنتاج الزيوليتات الطبيعية هى أوربا الشرقية والغربية وآسيا واستراليا. ومن الدول العربية الاردن وسوريا واليمن.
استخراجه: عملية استخراج هذا المعادن لا تحتاج إلى تقنيات عالية فهي تحتاج فقط إلى تكسير وطحن وتغليف والتوعية بطريقة استخدامها.
اسعار الزيولايت: فى مصر يبلغ ثمن الطن 85 يورو، اندونيسيا يبلغ ثمن الطن غير المطحون الى 180 دولار، ثمن الطن البودرة الى 220 دولار، ثمن الطن (احجار) خاص بامتصاص الروائح الى 1200 دولار، يضاف على الثمن قيمة استئجار الكنتينروالتى تتروارح من 20 قدم بـ1900 دولار، و40 قدم بـ2700 دولار.
استهلاك الزيولايت داخل مصر
رغم اهمية وفوائد استخدام الزيولايت فى المجالات المتعدده (الزراعة – الانتاج الحيوانى – الصناعة – المجال الطبى)، الا اننا نجد ان استهلاكه من قبل المصريين ضعيف يرجع ذلك الى:-
ـ انعدام قنوات الاتصال بين مراكز الابحاث والمزارعين.
ـ انعدام وسائل الدعايه للزيولايت واهميته فى المجالات المختلفة، وكذا للابحاث التطبيقية بين المزارعين والمستثمرين فى مجال الزراعة.
ـ شيخوخة قطاع الارشاد بوزارة الزراعة وعدم قيامه بالدور الواجب القيام به.
