Diatomit to ziemia okrzemkowa, naturalny minera\u0142 pochodzenia organicznego. Ska\u0142y okrzemkowe powsta\u0142y w okresie trzeciorz\u0119du i czwartorz\u0119du z pancerzyk\u00f3w jednokom\u00f3rkowych glon\u00f3w – okrzemek, kt\u00f3re osiad\u0142y na dnie m\u00f3rz i jezior. Podstawowy sk\u0142adnik diatomitu to krzemionka o r\u00f3\u017cnym stopniu uwodnienia, kt\u00f3rej towarzysz\u0105 niewielkie ilo\u015bci innych substancji mineralnych. Sk\u0142ad chemiczny diatomitu jest zwi\u0105zany z miejscem jego pochodzenia. Ziemia okrzemkowa ma najcz\u0119\u015bciej barw\u0119 \u017c\u00f3\u0142t\u0105 lub bia\u0142\u0105, a uwag\u0119 zwraca jej lekka, porowata struktura, w powi\u0119kszeniu przypominaj\u0105ca d\u0142ugie rurki. Diatomit wyst\u0119puje w r\u00f3\u017cnym stopniu rozdrobnienia \u2013 od py\u0142u (frakcja 0,5 \u00b5m – 100 \u00b5m) po wi\u0119ksze fragmenty.<\/p>\n\n\n\n
Materia\u0142 o wielu zastosowaniach<\/strong> Drugie \u017cycie diatomitu<\/strong> Badania wykorzystania zu\u017cytego diatomitu jako nawozu wykaza\u0142y, \u017ce zastosowanie tego odpadu da\u0142o \u015brednio o 50% lepszy plon ziaren zb\u00f3\u017c w stosunku do plon\u00f3w z obszar\u00f3w nawo\u017conych obornikiem. Stwierdzono, \u017ce najlepsze w\u0142a\u015bciwo\u015bci jako naw\u00f3z posiada \u015bwie\u017cy odpad diatomitu, gdy\u017c wraz z czasem sk\u0142adowania mo\u017ce wzrasta\u0107 w nim zawarto\u015b\u0107 metali ci\u0119\u017ckich. Nie bez znaczenia jest fakt, \u017ce zastosowanie zu\u017cytej ziemi jako nawozu poprawia struktur\u0119 gleby. W przypadku gleb suchych, piaszczystych zastosowanie diatomitu daje mo\u017cliwo\u015b\u0107 lepszego zatrzymywania wody, a z kolei w przypadku gleb gliniastych – lepszego drena\u017cu. Z uwagi na lekko alkaliczny odczyn pH, zu\u017cyty diatomit mo\u017ce s\u0142u\u017cy\u0107 r\u00f3wnie\u017c jako naw\u00f3z odkwaszaj\u0105cy na glebach kwa\u015bnych. Ziemia okrzemkowa to materia\u0142 wykazuj\u0105cy unikalne w\u0142a\u015bciwo\u015bci, kt\u00f3re mog\u0105 by\u0107 wykorzystane w wielu dziedzinach gospodarki. Dotychczas diatomit by\u0142 traktowany jako materia\u0142 do jednokrotnego wykorzystania, lecz, jak wykazuj\u0105 liczne badania, mo\u017cliwe jest przeprowadzenie procesu jego regeneracji. Mo\u017cliwo\u015b\u0107 kolejnego jego u\u017cycia mo\u017ce przynie\u015b\u0107 nie tylko efekty ekonomiczne, ale tak\u017ce wp\u0142ywa\u0107 istotnie na popraw\u0119 \u015brodowiska naturalnego.<\/p>\n\n\n\n Autorki: <\/p>\n\n\n\n Monika Szyma\u0144ska, Dorota Kr\u0119giel Literatura:<\/p>\n\n\n\n Diatomit to ziemia okrzemkowa, naturalny minera\u0142 pochodzenia organicznego. Ska\u0142y okrzemkowe powsta\u0142y w okresie trzeciorz\u0119du i czwartorz\u0119du z pancerzyk\u00f3w jednokom\u00f3rkowych glon\u00f3w – okrzemek, kt\u00f3re osiad\u0142y na dnie m\u00f3rz i jezior. Podstawowy sk\u0142adnik diatomitu to krzemionka o r\u00f3\u017cnym stopniu uwodnienia, kt\u00f3rej towarzysz\u0105 niewielkie ilo\u015bci innych substancji mineralnych. Sk\u0142ad chemiczny diatomitu jest zwi\u0105zany z miejscem jego pochodzenia. Ziemia […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":11767,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[3,6,934,4],"tags":[],"class_list":["post-11766","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-browarnictwo","category-energia-woda-srodowisko","category-nowe-technologie","category-przetworstwo-owocow"],"yoast_head":"\n
Diatomit to materia\u0142 stosunkowo tani, \u0142atwo dost\u0119pny, a ze wzgl\u0119du na unikalne w\u0142a\u015bciwo\u015bci – szeroko wykorzystywany. Wykazuje on interesuj\u0105ce cechy technologiczne: jest bezwonny, prawie oboj\u0119tny chemicznie, ma nisk\u0105 konduktywno\u015b\u0107 termiczn\u0105, do\u015b\u0107 wysok\u0105 czysto\u015b\u0107 i nie jest toksyczny. Ziemia okrzemkowa wyst\u0119puje w dw\u00f3ch wariantach. Pierwszy typ, przeznaczony jest do kontaktu z \u017cywno\u015bci\u0105, sk\u0142ada si\u0119 z krzemu, wapnia, sodu, magnezu oraz \u017celaza. Drugi typ, stosowany w przemy\u015ble i rolnictwie, ze wzgl\u0119du na du\u017cy poziom r\u00f3\u017cnych zanieczyszcze\u0144 nie nadaje si\u0119 do spo\u017cycia.
Amorficzna krzemionka zosta\u0142a uznana przez Codex Alimentarius, czyli Kodeks \u017bywno\u015bciowy, jako bezpieczna dla zdrowia oraz dopuszczona przez EPA (US Environmental Protection Agency) oraz FDA (Food and Drug Administration) jako bezpieczny \u015brodek owadob\u00f3jczy, bezpieczny dodatek do preparat\u00f3w zwalczaj\u0105cych larwy m\u0105cznika i inne szkodniki, sk\u0142adnik przeciwzbrylaj\u0105cy stosowany w karmie dla zwierz\u0105t. Diatomit posiada tak\u017ce certyfikat ekologiczny Unii Europejskiej.<\/p>\n\n\n\n
W ostatnich latach diatomit zyska\u0142 du\u017c\u0105 popularno\u015b\u0107 w\u015br\u00f3d konsument\u00f3w, gdy\u017c wykazano, \u017ce systematyczne spo\u017cywanie ziemi okrzemkowej pozwala zmniejszy\u0107 poziom niekorzystnego cholesterolu (LDL) oraz trigliceryd\u00f3w. Wykazano tak\u017ce korzystny wp\u0142yw krzemu na ko\u015bci oraz tkank\u0119 \u0142\u0105czn\u0105. Krzem chroni przed osteoporoz\u0105, pomaga w oczyszczaniu przewodu pokarmowego, niweluje przykry zapach i chroni przed infekcjami. Ziemia okrzemkowa pobudza r\u00f3wnie\u017c do pracy w\u0105trob\u0119. Stosowana jako suplement diety mo\u017ce przyczyni\u0107 si\u0119 do poprawy kondycji w\u0142os\u00f3w oraz paznokci. Krzemionka posiada ujemny \u0142adunek elektryczny, st\u0105d zdolno\u015b\u0107 diatomitu przyci\u0105gania mniejszych cz\u0105steczek, do kt\u00f3rych nale\u017c\u0105 liczne zanieczyszczenia i szkodliwe substancje, w tym metabolity grzyb\u00f3w, bakterii, pestycydy oraz metale ci\u0119\u017ckie. Diatomit mo\u017cna stosowa\u0107 w kosmetyce do piel\u0119gnacji ka\u017cdego rodzaju cery, zw\u0142aszcza zm\u0119czonej, wra\u017cliwej, t\u0142ustej, tr\u0105dzikowej, normalnej, mieszanej i dojrza\u0142ej, materia\u0142 ten idealnie pos\u0142u\u017cy do domowych peeling\u00f3w i maseczek.<\/p>\n\n\n\n
Diatomit jest stosowany w rolnictwie, sadownictwie, ogrodnictwie i uprawach domowych. Ziemia okrzemkowa dostarcza ro\u015blinie krzem oraz dzia\u0142a korzystnie na struktur\u0119 gleby. Ponadto odstrasza i w spos\u00f3b mechaniczny zwalcza szkodniki ro\u015blin, utrzymuje odpowiedni poziom wilgoci w glebie, zmniejszaj\u0105c konieczno\u015b\u0107 jej nawadniania. Dodatek diatomitu do gleby lub w postaci oprysk\u00f3w usprawnia proces fotosyntezy oraz mechanizmy antyoksydacyjne oraz ogranicza wp\u0142yw metali ci\u0119\u017ckich na ro\u015blin\u0119. Wszystkie wspomniane czynniki przek\u0142adaj\u0105 si\u0119 na znaczn\u0105 korzy\u015b\u0107 ekonomiczn\u0105 dla w\u0142a\u015bciciela upraw \u2013 poprzez zmniejszenie koszt\u00f3w produkcji oraz ograniczenie start.<\/p>\n\n\n\n
Wyj\u0105tkowe w\u0142a\u015bciwo\u015bci ziemi okrzemkowej czyni\u0105 z niej materia\u0142 szeroko wykorzystywany r\u00f3wnie\u017c do proces\u00f3w filtracyjnych. Szacuje si\u0119, \u017ce ponad po\u0142owa produkcji diatomitu jest wykorzystywana w\u0142a\u015bnie do cel\u00f3w filtracji. <\/strong>Ziemia okrzemkowa jest powszechnie stosowana jako medium filtracyjne w browarnictwie i w winiarstwie. W trakcie filtracji na powierzchni diatomitu zostaj\u0105 zatrzymane niepo\u017c\u0105dane zwi\u0105zki powoduj\u0105ce zm\u0119tnienia, takie jak bia\u0142ka, taniny i kom\u00f3rki dro\u017cd\u017cy. Jednak przemys\u0142owe wykorzystanie ziemi okrzemkowej generuje ogromne ilo\u015bci odpad\u00f3w. Szacunkowe zu\u017cycie ziemi okrzemkowej potrzebne do przefiltrowania 1 litra piwa wynosi od 1 do 2 gram\u00f3w, ale po filtracji odpad ziemi okrzemkowej jest nawet 10-krotnie wi\u0119kszy i wynosi ok. 17 gram\u00f3w.<\/p>\n\n\n\n
Zu\u017cyty diatomit sk\u0142adowany jest na wysypiskach, a tylko niewielka jego cz\u0119\u015b\u0107 podlega zagospodarowaniu. Sk\u0142adowanie ogromnej odpadowej masy ziemi okrzemkowej jest niebezpieczne dla \u015brodowiska naturalnego, gdy\u017c ma negatywny wp\u0142yw na jako\u015b\u0107 w\u00f3d gruntowych. Ponadto otwarte sk\u0142adowiska zu\u017cytego diatomitu mog\u0105 wydziela\u0107 silny, nieprzyjemny zapach, poniewa\u017c ten odpad zawiera znaczne ilo\u015bci substancji organicznej o wysokiej zawarto\u015bci bia\u0142ka i innych zwi\u0105zk\u00f3w azotowych.
Badania sk\u0142adu chemicznego i cech fizyko-chemicznych zu\u017cytej ziemi okrzemkowej powsta\u0142ej po procesach filtracji piwa wykaza\u0142y, \u017ce zawiera ona znaczne ilo\u015bci organicznych zwi\u0105zk\u00f3w w\u0119gla, azotu, fosforu oraz rozpuszczalne kationy Na+, Mg2+, Ca2+, K+ oraz aniony Cl-, SO42-, oraz HCO3-. Ten sk\u0142ad chemiczny oraz du\u017ce zdolno\u015bci sorpcji wody (176,21 mm\/m2) pozwalaj\u0105 oceni\u0107 ten odpad jako naturalny naw\u00f3z do upraw rolniczych. <\/p>\n\n\n\n
Badania nad wykorzystaniem zu\u017cytej ziemi okrzemkowej nie dotycz\u0105 tylko jej wykorzystania w rolnictwie. Podj\u0119to bowiem dzia\u0142ania na rzecz przekszta\u0142cenia diatomitu z materia\u0142u jednokrotnego wykorzystania w materia\u0142 podlegaj\u0105cy ca\u0142kowitej regeneracji. Z ha\u0142d zu\u017cytej ziemi okrzemkowej wyizolowano gramdodatnie bakterie Lysinibacillus fusiformis o silnej aktywno\u015bci proteolitycznej. Efektem dzia\u0142ania proteaz by\u0142 rozk\u0142ad zaadsorbowanych na diatomicie bia\u0142ek do peptyd\u00f3w, wolnych aminokwas\u00f3w, a nast\u0119pnie ich rozk\u0142ad do amoniaku. Tak zregenerowan\u0105 ziemi\u0119 wykorzystywano p\u00f3\u017aniej do sorpcji barwnik\u00f3w i metali z roztwor\u00f3w wodnych.
Inn\u0105 metod\u0105 regeneracji zu\u017cytego diatomitu mo\u017ce by\u0107 obr\u00f3bka wysok\u0105 temperatur\u0105 w atmosferze gazu oboj\u0119tnego lub te\u017c wysok\u0105 temperatur\u0105 i mocnym kwasem\/zasad\u0105. Procesy te maj\u0105 na celu usuni\u0119cie organicznych substancji zgromadzonych na powierzchni ziemi okrzemkowej. W procesach termicznych stosowane s\u0105 temperatury od 100 do 900oC. W trakcie obr\u00f3bki termicznej usuwana jest te\u017c woda. Po takim procesie i dok\u0142adnym wyp\u0142ukaniu reagent\u00f3w powierzchnia filtracyjna diatomitu po regeneracji wynios\u0142a oko\u0142o 100 m2\/g. Metody chemiczne regeneracji diatomitu wykaza\u0142y wysok\u0105 skuteczno\u015b\u0107 w odzyskiwaniu aktywnej powierzchni sorpcyjnej ziemi okrzemkowej. S\u0105 to metody szybkie, jednak rozwa\u017caj\u0105c zastosowanie takiej fizykochemicznej obr\u00f3bki nale\u017cy zwr\u00f3ci\u0107 uwag\u0119 na do\u015b\u0107 wysokie nak\u0142ady energetyczne oraz zu\u017cycie wody.
Unikatowe w\u0142a\u015bciwo\u015bci sorpcyjne ziemi okrzemkowej czyni\u0105 z niej materia\u0142 przydatny do oczyszczania roztwor\u00f3w wodnych z r\u00f3\u017cnych substancji toksycznych i zanieczyszcze\u0144. Diatomit zosta\u0142 wykorzystany do oczyszczania \u015bciek\u00f3w z barwnik\u00f3w takich jak: b\u0142\u0119kit metylowy, \u017c\u00f3\u0142\u0107 czy czer\u0144 reaktywna. Mechanizm sorpcji jest \u015bci\u015ble zwi\u0105zany z pH roztworu, gdy\u017c ten parametr wp\u0142ywa \u0142adunek powierzchniowy diatomitu. Istotn\u0105 rol\u0119 w procesie sorpcji odgrywa grupa hydroksylowa o \u0142adunku ujemnym. Dlatego te\u017c ziemi\u0119 okrzemkow\u0105 wykorzystuje si\u0119 jako sorbent kation\u00f3w metali ci\u0119\u017ckich. Wyniki bada\u0144 s\u0105 bardzo obiecuj\u0105ce i potwierdzaj\u0105 skuteczno\u015b\u0107 diatomitu jako materia\u0142u wychwytuj\u0105cego jony metali ze \u015brodowiska wodnego.
Zu\u017cyt\u0105 ziemi\u0119 okrzemkow\u0105 stosuje si\u0119 r\u00f3wnie\u017c jako sk\u0142adnik materia\u0142\u00f3w budowalnych. Jej niewielki dodatek, wynosz\u0105cy 4-5%, poprawia struktur\u0119, obni\u017ca ci\u0119\u017car i daje mo\u017cliwo\u015b\u0107 zast\u0105pienia cz\u0119\u015bci recepturowego materia\u0142u wsadowego. Innym intersuj\u0105cym przyk\u0142adem wykorzystania walor\u00f3w diatomitu jest wytwarzanie tkanin termicznych. Stwierdzono \u017ce dodatek diatomitu znacznie poprawia w\u0142a\u015bciwo\u015bci termoizolacyjne i antybakteryjne takich materia\u0142\u00f3w.<\/p>\n\n\n\n
Katedra Biotechnologii \u015arodowiskowej
Wydzia\u0142 Biotechnologii i nauk o \u017bywno\u015bci
Politechnika \u0141\u00f3dzka<\/p>\n\n\n\n