Проф. Петров, бихте ли обяснили какво представляват зеолитите?
Природните зеолити оформят голяма група минерали и заемат обособено място в минераложките класификации. Те са отдавна известни като добре оформени кристали в жили и празнини на ефузивни скали и имат определена екзотична характеристика. Промишлено значими находища са образувани в следствие на вулканична дейност и имат седиментогенен характер. Те са алумосиликати с характерна специфична пореста микроструктура структура, която има канали с различни размери. Характеризират се с включвания на различни катиони в каналите на тази структура – най-често натрий, калий, калций, които имат свойството да се йонообменят, т.е. те могат да излязат от структурата и на тяхно място да влязат други, например вредни йони като стронций, цезий, олово или други вредни метали.
А как са се образували и къде са най-разпространени?
За да се образува пласт от зеолит трябва да има специфични геоложки условия – вулканична дейност и воден басейн. След изригването на вулкана, вулканичната пепел попада във водата, която е носител на различни елементи и като резултат се осъществява процеса зеолитизация. Общо зеолитите са около 60-70 минерала, като броят им непрекъснато нараства. Но само 4-5 от тях формират големи промишлено значими находища – клиноптилолит, какъвто е у нас в Източни Родопи, хабазит, морденит, филипсит. Зеолитни находища са установени в целия свят, а най-големите са в България, САЩ, Куба, Япония и др. За разработването на едно находище има значение съдържанието на полезния компонент – над 75% се смята за икономически значимо.
Нашите находища са много богати – имат около 80% съдържание на клиноптилолит. В Югоизточна Европа, в следствие на вулканичната активност, са се образували в Карпатско-Балканския регион – Словакия, Унгария, Сърбия, Гърция, България, Румъния. В България има шест големи находища на клиноптилолит и едно на морденит в Източните Родопи. „Бели Пласт”, „Мост”, „Голобрадово”, „Белия баир” имат огромни запаси с високо качество. Икономически най-важният зеолит е клиноптилолитът.
Напоследък и у нас се говори много за зеолитите. Какви са техните приложения?
Тяхното приложение се определя от структурата им и те се ползват главно като сорбенти и йонообменници. Използват се в индустрията като сушители на газове, за пречистване на газове, като обогатители на водата с кислород (прилагат се в рибарници при отглеждане на риба), за пречистване на питейна вода в пречиствателните станции, за деактивиране на радиоактивни замърсявания – клиноптилолитът има йонообменна селективност спрямо 137Cs и 90Sr и някои други радиоактивни изотопи, използват се също за екстракция на метали от индустриални отпадъчни води.
Действително ли зеолитът се прилага срещу радиоактивно замърсяване?
Катастрофата в Чернобил повдигна много проблеми по пречистването на почвите и околната среда от радиоактивното замърсяване. Именно там зеолитите намериха широко приложение – хиляди тонове клиноптилолитов материал в чист вид или в комбинация с други вещества бяха посипани в околността, за да адсорбират тежките метали (Pb) и радиоизотопите. Клиноптилолитът също се използва като пълнител за полимери, като увеличава здравината им, а на тази тема има разработен български патент.
Природни зеолити се използват и в производството на цимент, като се получават бетонови изделия с подобрени качества. Циментите със зеолитна добавка се характеризират с по-висока химическа устойчивост.
В земеделието се прилагат зеолитно-урейни добавки в храната за преживни животни. Възможно да се заменят до 3% от протеина в диетата на млечни крави и телета, отглеждани за месо, с клиноптилолит по време на кърменето или през периода на угояване.
Зеолитите се използват също и за рекултивация на почви, замърсени с хербициди: почвите, замърсени с хербициди Tordon 22 и Erbotan се възстановяват до 70-75%.
Какъв е българският принос в изследването на зеолитите?
През 70-те и 80-те години се е работило много по въпроса, но след това финансирането намаля и правим предимно фундаментални изследвания, тъй като за внедрявания засега няма интерес от индустрията. Въпреки това приносът на нашите учени все още се цени и България и международната зеолитна общност избра нашата страна през 2010 година за страна-домакин на международната конференция Zeolite 2010.
Споменахте, че имаме и български патенти в областта?
През годините колективи от български учени са разработили много патенти. Например патентовали са клиноптилолитните системи за пречистване на отпадните води от централата в Козлодуй.
Зеолитите имат също термо-техническо приложение, пионер в тази област е д-р Г. Чернев, българин, който е реализирал зеолитов хладилник. От този хладилник са купени над 2500 броя от Световната здравна организация (ООН) за съхранение на ваксини в Африка, на местата където няма електричество. В България са тествани работещи модели освен на зеолитов хладилник, също и на бойлер с електрическо и слънчево захранване, които също са български патенти.
А как се отразяват зеолитите на растенията, имат ли благоприятно действие?
Много интересни са зеолитните субстрати за отглеждане на растения. Първите успешни опити за отглеждане на растения върху зеолитни почви – „zeoponics“ са извършени през 1975 г. в Софийския университет, а след това са продължили в специализирани агрономически институции. Зеолитният субстрат се получава чрез сравнително проста химическа обработка на фракциониран клиноптилолит. Методът е патентован в България, САЩ и Италия. Български патент са продуктите Balkanine-1 и Balkanine-2 на базата на клиноптилолит.
Парникът „SVET Space”, в който се използва изкуствена почва на базата на клиноптилолит, е също български принос в космическите изследвания. Проведени са космически експерименти 680 дни на орбиталната станция MIR за периода 1990-2000 година. Основните резултати са, че растенията могат да се отглеждат през целия им жизнен цикъл върху тази почва и че те могат да произведат семена от второ поколение. Като хранителна среда е използван субстрат Balkanine от клиноптилолит от Бели Пласт, обогатен с всички необходими минерални компоненти за растенията – NH4, P2O5, K2O, Na2O, CaO, MgO и микроелементите B, Cn, Zn. Балансираното съдържание на хранителните вещества позволява 2-3 години използване, без по-нататъшна употреба на торове или хранителен разтвор, като позволява растежа на няколко последователни култури.
В такъв случай, според вас, какво ще бъде бъдещото използване на природните зеолити?
Ще продължи използването им като сорбенти за радиоактивни нуклиди, също и използването им за пречистване на вода – за отстраняване на амоняк, флуор, олово от питейната вода, както и на цинк, кадмий и мед от руднични води.
Активно се работи и по разработването на т.нар. повърхностно-модифицирани зеолити: след модификация на повърхността с органични съединения, те са способни да абсорбират бензен, толуен, ксилен от бензин и нефтен. Тъй като се оказва, че основните замърсители на околната среда са с отрицателен заряд, се налага разработването на зеолити с анионно-обменни свойства, което води до разработването на изцяло нова група продукти.
Работата върху ситнетичната почва „zeoponics“ със сигурност ще продължи, тъй като такава технология е много важна за бъдещото развитие на оранжерии в близост до големи градове, на арктическите ледоразбивачи, на космически станции (MIR например), или в райони с бедни почви.
Зеолитите ще намират все по-голямо приложение и като допълнение в хранителния режим на пилета, прасета, говеда, овце, зайци, защото водят до 10-20% по-голям растеж, на фона на по-ниска честота на заболяване и смърт. Последните проучвания показват, че добавени към храната на животните, природните зеолити ги предпазват от микотоксини, открити в заразени дажби, защото зеолитът сoрбиpa такива съединения и предотвратяват навлизането им в кръвоносната система.
Напоследък много се шуми около ефекта на природните зеолити върху човешкото здраве, продават се в специализирани сайтове и магазини, като им се приписват лечебни свойства. Каква е истината?
Емпирично е установено, че зеолитът оказва много положителен ефект върху някои кожни наранявания както на хората, така и на животните – раните бързо се изсушават, не се развива инфекция и заздравяват по-бързо. Доказано е, че клиноптилолитът има антиациден ефект, когато попадне в храносмилателната система на човека. Дори в чужбина се произвеждат хапчета за вътрешно ползване. Но е важно да се подчертае, че зеолитите работят в храносмилателния тракт, те могат да регулират рН в стомаха и да намалят киселините, но няма доказателства, че могат да лекуват сериозни заболявания. Правени са проучвания и е доказан антимикробния потенциал на клиноптилолит, зареден със сребро и цинк. Има разработени медицински и козметични препарати на базата на зеолити, като носители на катиони с бактерицидно действие, които са със забавено освобождаване в организма.
Всички тези ефекти върху здравето на човека са основа за една напълно нова област в изучаването на природните зеолити, но са още на много ранен етап, необходими са години проучвания. Зеолитът не се разтваря в организма, за 24 часа преминава през храносмилателната система и го напуска. Приемането на вода, пречистена със зеолит или на стрит зеолит, няма да навреди, но определено няма да ви помогне да разрешите здравословните си проблеми.
