Цеолиты - природные адсорбенты. Рыбоводство.

Цеолит природный

Эти природные минералы со свойствами поглощения и отдачи воды, являются водными алюмосиликатами с кальцием и натрием в своей основе. Встречаются в таких разновидностях, как ломонтит, шабозит, клиноптилолит и некоторых других. Их молекулярная структура напоминает вытянутые тетраэдры, а их структура молекул похожа на вытянутые тетраэдры SiO2/4 и AlO2/4, соединённые верхушками в объёмную конструкцию с окнами-проходами, или каналами размерами от 2 до 15 ангстрем. Имеет отрицательный заряд внутри структуры, что компенсируется противоионами в виде катионов металлов, аммония и прочих положительно заряженных ионов.  Молекулы воды ы этой структуре легко поглощаются и выводятся, стоит только измениться влажности, давлению  и/или температуре.

Применяют эти минералы в следующих случаях:

  • Когда требуется их способность к поглощению и отдаче загрязняющих реагентов, то есть адсорбционная.
  • Как ионообменная, когда требуется их способность обменивать катионы.
  • Каталитическая, где применяют возможность запуска цеолитами химических реакций.

Пространственная структура молекул цеолитов, с их окнами-проходами разного диаметра, позволяет поглощать и отдавать молекулы разных веществ.

Использование цеолитов в рыбоводстве

Такие свойства этих минералов в полной мере используются в рыбоводческих хозяйствах, где критические величины посторонних веществ, растворённых в воде, могут составлять доли миллиграммов на литр. Ведь личинки рыб, вылупляющиеся из икры, до их превращения в мальков в природе развиваются в основном в тех участках рек, где образованы тихие заводи, расположенные далеко от загрязняющих реку факторов. Соответственно и вода в них свободна от посторонних веществ, способных угнетающе действовать на организм рыб, особенно в столь «нежном» возрасте.

Но есть группа веществ, в микроскопических дозах способная блокировать усвоение растворённого в воде кислорода. Это, в первую очередь, производные аммония, или соли аммиака. Один миллиграмм этого вещества, растворённого в одном литре воды, убивает почти все виды разводимых в рыбоводческих хозяйствах рыб – и это при чистоте воды по всем остальным параметрам! Поэтому очистка воды именно от солей аммиака крайне важна. И лучше всех с этим справляются именно цеолиты, в силу их структуры и присущих им межмолекулярным связям.

Механизм очистки

Во всех водоёмах, которые используются как инкубаторы икры, питомники для мальков или какие-то водные объекты, где растущая рыба нагуливает свой вес, природный цеолит или рассыпается по дну после очистки водоёма от водорослей или механических загрязнений (ил, наносные песок и глина), или просто сыпется сверху на воду (зимой, в прудовых хозяйствах, на лёд). Производительность поглощения аммония у природных цеолитов до 3-5 граммов. Так что для того, чтобы убрать из инкубаторов или питомников случайно попавшие туда производные азотных удобрений с полей (а именно они служат главными виновниками доставки аммония в воду рыбоводческих хозяйств), двух-трёх сотен килограммов на гектар донной поверхности вполне хватает. Даже такая сверхчувствительная рыба, как форель, отлично чувствует себя в слабопроточном пруду, как в быстрой реке. Эффект внесения в воду цеолита длится до двух лет. Главный же механизм действия проявляется в том, что отсутствие азотистых соединений мало того, что делает усвоение растворённого в воде кислорода беспрепятственным, так ещё и не даёт развиваться сине-зелёным водорослям. А также гнилостным и анаэробным бактериям, из-за которых возможно заболачивание прудов. А вот пресноводный планктон в виде дафний и циклопов развивается в очищенной цеолитом воде прекрасно. А это отличный корм для молоди всех рыб. Получается, что очистка воды природным цеолитом оздоравливает всю экосистему водных хозяйств для искусственного разведения рыб.

Искусственные экосистемы

К искусственным экосистемам можно отнести обычный домашний аквариум с экзотическими рыбками. Цеолит для аквариума, конечно же, применяется не в таким промышленных количествах, как в прудовых хозяйствах или в питомниках молоди рыб. Если там на водоём с зеркалом воды примерно 100 х 100 метров нужно 5-6 50-килограммовых мешков. То для аквариумов, даже самых больших, потребуется буквально килограммы.

Недаром к цеолиту как к средству очистки воды сначала прибегли вовсе не рыбозаводчики, а именно аквариумисты. Произошло это более 50 лет назад, когда стали применяться компактные проточные фильтры для очистки аквариумной воды и производители аппаратуры озаботились их наполнителями.

Проблемы с цеолитом в качестве очистителя аквариумов возникают в связи с замкнутым объёмом экостистемы и возможностью цеолита отдавать обратно поглощённые вредные вещества при каких-то критических размерах насыщения ими адсорбента. Поэтому всегда прислушивайтесь к рекомендациям, изложенных в инструкции к фильтрам, где говорится о сроках.

Встречающиеся иногда рекомендации восстановления цеолита нагревом до 400-500 градусов с последующим плавным охлаждением не способны восстановить адсорбирующие свойства минерала полностью, надо иметь это в виду. Так же как и не восстанавливает его в полном объёме промывка под давлением соляным раствором. Ведь могут быть использованы разные разновидности цеолита, которые и ведут себя как очистители по-разному. Кроме того, разные виды и пропускную способность имеют «от» и «до» (как сказано выше – от 2 до 15 ангсрем). Большинство цеолитов в аквариуме ведут себя именно как ионообменные субстраты, а с прекращением своей деятельности в результате забивки каналов цеолит в лучшем случае превращается в обычный нейтральный грунт. В худшем – может загрязнить экосистему. Поэтому свободная его высыпка, как это практикуется в прудовых хозяйствах, нецелесообразна.