Potenţialităţile ecologice ale Shungitului

Yu.К. Kalinin

Complexul ştiinţific şi industrial "Carbon-Şunghit", Petrozavodsk

E-mail:shungitnpk@onego.ru

    Shungitul este o roca cu continut de carbon avand o vechime de aproximativ 2 miliarde de ani. Carbonul shungit se prezinta ca un reziduu dur de titei foarte vechi, iar shungitul din zacamantul de la Zajoghino, ca un gel organic silicatic (siloxanic) pietrificat. Roca a primit numele de "Shungit" in urma cu 130 de ani. Totusi, pana nu demult, ea nu a fost practic utilizata in vreun scop oarecare, nefiind considerata minereu. Abia îi secolul XXI shungitul incepe sa aiba aplicare in activitatea economica.

    Shungitul nu si-a gasit mult timp aplicare practica tocmai din cauza proprietatilor sale neobisnuite. Drept exemplu poate servi istoria cu folosirea shungitului drept combustibil energetic. Shungitul nu ardea în sobe. Nu ardea pentru ca carbonul shungit poseda o activitate ridicata si capacitati reactive. Atat de ridicate sunt toate acestea incat la incalzire nu are nevoie sa consume oxigen din aer.

    Shungitul consuma oxigen preluat de la vecinii sai cei mai apropiati, mineralele de silicat, astfel manifestandu-si in timpul proceselor termice proprietatile "antioxidante". Carbonul shungit si rocile de shungit capata proprietati neobisnuite tocmai datorita structurii neobisnuite, specifice (shungitice) a carbonului.

    Structura shungitică este definita ca fiind negrafitata metastabila necristalina, globulara, fulerenica. Elementul principal al acestei structuri este globula avand urmatoarele dimensiuni: 100-300 А⁰ (10-30 nanometri). Globula este structurata sub forma de bulb si are capacitatea de a-si modifica, in proportii neobisnuite, organizarea ordonata in straturile fulerenice si distanta dintre straturi. Acest fapt se defineste prin Ťmetastabilitatea structuralať a carbonului shungit.

    Cat despre structura globulelor insesi, aceasta este rezistenta fata de transformarile fazice ale carbonului shungit in alte tipuri de carbon cristalin - grafit sau almaz.  

   Shungitul din zacamantul de la Zajoghino format din 30% carbon shungit si  68% silicate reprezinta un compozit natural nanostructurat. Nanostructura unei asemenea roci ii determina si proprietatile specifice:  adsorbante, catalitice, recuperatoare (antioxidante), capacitatea autoregeneratoare.

    In calitatea sa de agent de adsorbtie (sorbent), shungitul se caracterizeaza printr-o serie de  caracteristici pozitive:

- Rezistenta mecanica inalta si grad de uzura scazut;

- Capacitate inalta de filtrare (grad de tehnicitate caracterizat prin rezistenta scazuta la presiune);

- Capacitate de adsorbtie a mai multor substante organice (produse petroliere, beznen, acid carbolic, pesticide etc.) si minerale (fier, mangan, fosfor, arsenic).

    Shungitul are capacitatea sa curete apa de produse petroliere pana la CMA (concentrarea limita admisibila) a apei evacuate in bazinele piscicole. Efectul respectiv e folosit la filtrele cu shungit instalate pe marginea soselei de centura a Moscovei si a noilor autostrazi.

    Shungitul este un material cu o porozitate scazuta si cu o suprafata interioara net inferioara carbunelui activ. De aceea, este absolut legitima intrebarea: cat de eficient  este shungitul ca agent adsorbtie, cat de indelungata poate fi durata sa de functionare?

    Conform datelor obtinute de Centrul de Cercetari Stiintifice in domeniul Materiei Prime Minerale din Rusia (VIMS) si Universitatea de chimie si tehnologie in domeniul chimiei "Mendeleev" sorbentul de shungit cedează carbunelui activ în  prima etapa, in primele 250 ore, mai departe insa incepe sa curete solutia cu o viteza mult mai mare care se mentine constanta. Acest lucru se explica prin proprietatile catalitice ale shungitului, prin capacitatea de oxidare catalitica a substantelor organice adsorbite.

    Ca reductor puternic, shungitul absoarbe oxigenul din apa. In timpul contactul chimic cu oxigenul din apa se formeaza oxigenul atomar care este un oxidant puternic si care oxideaza substantele organice adsorbite pana la conditia de CO₂ si H₂O, eliberand totodata suprafata shungitului pentru un nou act de adsorbtie.

   Actiunea mai indelungata a shungitului in raport cu metalele dizolvate se explica prin faptul ca shungitul confera metalelor forma carbonatelor nesolubile. La aceasta contribuie procesul de oxidare a substantelor organice pana la conditia de  CO₂.

    Capacitatea shungitului de a absorbi oxigenul, de a interactiona cu el, la temperaturi de camera, in apa si in aer a fost de mai multe ori confirmata in practica.

    In apa de la sanatoriul "Martialnîe vodî"("Apele Marţiale") (Republica Karelia), care iese din straturile masive de shungit nu există oxigen. Gratie acestui fapt, fierul prezent in concentratii mari in apa se afla sub forma solubila bivalenta. La iesirea la suprafata si la contactul cu aerul, fierul se oxideaza si se sedimenteaza sub forma de ohra.

    Acest fenomen e susceptibil de a fi modulat totalmente in conditii artificile. In vasul cu shungit si apa, fierul se depune separat pe peretii vasului intotdeauna mai sus de stratul de shungit. Direct din apa aflata in stratul de umplutura cu shungit, fierul nu cade niciodata. Se vede clar ca shungitul absoarbe oxigenul diluat, il absoarbe intr-o maniera mai activa decat fierul.

    I.О. Krîlov si А.V. Krîlova aduc dovezi de descompunere pe suprafata shungitului a produselor petroliere adsorbite la temperaturi de camera. Concentratia de produse petroliere pe suprafata shungitului, după o perioada de depozitare de  4 luni s-a redus cu 77,0-99,7% in functie de concentratia initială. "Autoregenerarea" shungitelor, pe cat se pare, e rezultatul oxidarii catalitice a produselor petroliere.

    Inaltele proprietati reductoare, antioxidante ale shungitului se manifesta nu numai in raport cu oxigenul. Studiile privind insusirile antioxidante ale shungitului in raport cu compusii clororganici si radicalii liber, efectuate la Universitatea din Moscova si  la Academia de Medicina Militara din Rusia au demonstrat ca shungitul elimina radicalii liberi din apa cu o eficientă de 30 de ori mai mare decat carbunele activ si in proportie de aproape 100%.  Acest lucru e deosebit de important daca luam in calcul faptul ca radicalii liberi formati in timpul tratamentului cu clor a apei exercita o influenta extraordinar de negativa asupra organismului uman si constituie cauza mai multor boli serioase (cardiovasculare, oncologice, precum si a diabetului,  patologiilor imbatranirii, arterosclerozei). Consumul sistematic de particule de radicali liberi, impreuna cu consumul de apa, slabesc puternic mecanismele biochimice ale organismului si contribuie la dezvoltarea diverselor patologii. Una din directiile de cautare a solutiilor pentru problema spinoasa privind protectia antioxidanta a populatiei este descoperirea unor antioxidanti naturali eficienti si shungitul tocmai este un asemenea antioxidant. 

    Proprietatile antioxidante extraordinare ale shungitului trebuie sa fie obiectul examinarii si folosirii acestui material in diverse sisteme de pregatire a apei potabile in scopul ameliorarii caracteristicilor de calitate ale acesteia in sensul innobilarii ei cu proprietati curative. Proprietatile curative ale shungitului cunosc un spectru destul de larg. In al doilea rand, apele tratate cu shungit sunt folosite din timpuri stravechi pentru tratarea bolilor pielii.  Pe teritoriul peninsulei Zaonega (Trans-Onega) din lacul Onega exista un izvor cunoscut sub numele de "Trei Ivani" (Tri Ivana), pe care localnicii il considera sfant si la care vin oameni din cele mai diverse locuri sa se vindece de diverse boli, chiar daca accesul la el ridica mari dificultati.

    Infuziile artificiale pe baza de shungit sunt folosite de asemenea pentru tratarea unor boli ale pielii. In cadrul Centrului de Cercetări Stiintifice "Novîe meditinskie tehnologhii" ("Tehnologii medicale novatoare") s-au realizat mai multe studii care au demonstrat ca preparatele din shungit accelereaza innoirea celulelor si epitelizarea, imbogatesc celulele cu elementele nutritive necesare, stimuleaza circulatia sangelui si regenerarea celulelor epidermei, fac sa dispara iritatiile. Preparatele din shungit au un efect bactericid, fac sa dispara mancarimea pielii, au efect anestezic.

    In urma introducerii preparatelor de shungit in hrana purceilor s-a constatat vindecarea completa a acestora de diaree. Introducerea shungitului in tainul vulpilor polare, conform datelor obtinute de Institutul de Biologie din cadrul Centrului stiintific RAN din Karelia greutatea vulpilor a crescut, calitatea blanii lor s-a imbunatatit, puietul s-a păstrat mai bine, efectivul animalelor a crescut.

    Introducerea de shungit in hrana puilor-broileri a demonstrat capacitatea acestuia de a compensa impactul negativ al hranei de proasta calitate, infectata cu micotoxine, asupra ritmului de crestere a pasarilor.

    Institutul Tehnologic de Cercetări Stiintifice in domeniul aviculturii (VNIITI) din Rusia recomanda shungitul fermelor de pasari din tara ca supliment nutritiv pentru profilaxia micotoxicozelor cronice si stimularea ritmului de crestere al pasarilor.

    Proprietatile mentionate mai sus ale shungitului deschid noi perspective de folosire a shungitului in medicina ( in special in dermatologie, stomatologie, ginecologie), in practica veterinara, in zootehnie si avicultura.

    Shungitul extras din zacamantul de la Zajoghino este o piatra conducatoare de electricitate. Aceasta proprietate a shungitului sta la baza crearii unei clase largi de materiale de constructie electroconductoare cu proprietati de radioecranare si radioabsobtie.

    Materialele din shungit folosite pentru radioecranare au fost supuse unor incercari de ansamblu la diverse unitati industriale pentru protectia informatiilor electronice si s-au recomandat ca fiind fiabile, durabile, ecologice si mai putin periculoase pentru sanatate decat ecranele din metale.

    Protectia omului fata de poluarea electromagnetica este o tema din ce in ce mai actuala. Prin aceasta se explica introducerea in viata de zi cu zi si in practica economica a unor echipamente electronice de uz casnic, a unor mijloace de telecomunicatie. Prin aceasta se explica si constientizarea actiunii daunatoare a furtunilor solare si a zonelor heliopatogene. Shungitele sunt capabile sa intre in contact cu felurite campuri electromagnetice, asigurand protectia omului fata de actiunea iradianta daunatoare a acestora. Spatiile ecranate cu shungit fac sa scada de sute de ori nivelul de iradiere a omului de catre surse artificiale si naturale, creand conditii de sedere confortabila a omului in spatiile respective si de refacere a sanatatii acestuia. În saloanele ecranate cu shungit ale Academiei de Medicină Militară din St.-Petersburg pacientii se insanatosesc mult mai repede.

   In urma cercetarilor efectuate de Institutul de Cercetari stiintifice din Tula "Tehnologii medicale novatoare" s-a demonstrat ca aflarea materialelor din shungit in proximitatea surselor de radiatie pe frecvente de comunicatie celulara diminueaza considerabil actiunea acestor asupra organismului.

    In urma cu cativa ani, au fost elaborate noi materiale pe baza de shungit pentru a fi folosite ca mijloace de protectie a spatiilor (firma "Alpha Pol" din St.-Petersburg) si a individului uman (Belorusia) fata de actiunea razelor electromagnetice.

    Potentialitatile ecologice ale shungitului sunt foarte vaste. Ele vizeaza epurarea apei si a aerului, protectia omului fata de felurite radiatii electromagnetice, ameliorarea caracteristicilor de imunitate ale omului si ale animalelor, folosirea proprietatilor curative ale shungitului in tratarea mai multor boli.

    In mod concret, aceste obiective isi gasesc aplicare practica in elaborarea de filtre de preparare a apei potabile si de epurare a apelor evacuate, in crearea de materiale si dispozitive de protectie radioactiva, in infiintarea unor centre de tratament si recuperare prin aplicarea shungitoterapiei, in folosirea shungitului in agricultura, in special in domeniul veterinar, pentru ameliorarea calitatii hranei pentru animale si pasari, pentru fabricarea unor ingrasaminte ecologice, naturale, complet diferite de ingrasamintele chimice.