معرفی،خواص وکاربردهای زئولیت ها(3)
چهارشنبه 26 آذر 1393 7:27 PM
خصوصیات فیزیکی و شیمیای منحصر به فرد زئولیتهای طبیعی آنها را در بسیاری از کاربردهای کشاورزی و باغبانی سودمند نموده است. تکنولوژی‌های وابسته به زئولیت در کشاورزی و باغبانی شامل آزاد سازی تدریجی کودها، زئوپونیک و اصلاح و بهبود خاک است. این کاربرد‌ها میزان تقاضای زئولیت را در طیف تکنولوژیکی (از کاربرد آنها در کشورهای در حال توسعه گرفته تا کاربرد آنها در سیارات دیگر) افزایش می‌دهد.
بطور كلی سه عامل ساختمان شیمیایی، فراوانی و قابلیت دسترسی و نیز ارزش اقتصادی، زمینه های كاربردی فراوانی را برای زئولیتها فراهم آورده است. با وجود فراوانی و وفور زئولیت طبیعی، در بسیاری از موارد نمی توان با زئولیتهای مصنوعی رقابت نماید و هنور بازار عمده مصرف در انحصار زئولیتهای مصنوعی است.
کاربردهای زئولیت ها در کشاورزی رامی توان به طور کلی به این صورت بیان کرد:
**به عنوان ماده جاذب رطوبت در زراعت
**افزایش دهنده تبادلات کاتیونی و حاصلخیزی
**کنترل بو
**مواد افزودنی خوراک دام
**گلخانه، گلخانه
** پرورش گل
** سبزیجات
**درخت و درختچه Transplanting
**اصلاح خاک چمن
** محوطه سازی
**احداث جنگل (سازمان جنگلها، مزارع درخت)
**کاربرد در سیستم های آبکشت
**تصفیه آمونیاک استخر ماهی و آبزیان
برخی از زئولیتها پس از انجام تبادل یونی با كاتیونهای مغذی و اساسی مورد نیاز گیاهان مانند پتاسیم و آمونیم میتوانند به عنوان حاصلخیز كننده های یونی به خاك افزوده شوند. یونهای مغذی موجود به تدریج از درون فاز زئولیت رها می شوند و در دسترس گیاهان قرار میگیرند. افزون بر یونهای مغذی اصلی از این راه میتوان یونهای مورد نیاز گیاهان نظیر آهن، مس، منگنز و روی را نیز در دسترس گیاهان گذاشت.
بكارگیری زئولیتهای ناخالص به جهت كاهش هزینه و قیمت امكان پذیر است. زئولیتها همچنین می توانند به عنوان رقیق كننده به كودهااضافه شده و در بهبود شرایط فیزیكی و نگهداری رطوبت خاك مؤثر واقع شوند.
زئولیتها از راه واكنشهای تبادل یونی ویا از شیوه های تركیبی واكنشهای تبادل یونی و واكنشهای انحلال كانیها، مواد حاصلخیز كننده را به كندی و به تدریج دردسترس گیاهان می گذارند. زئولیتی مانند كلینوپتیلولیت می تواند به عنوان ماده ای برای رها سازی آهسته مواد عمل كند تا میزان عرضه در كودهای پرفشار آمونیكی را كاهش دهد، چرا كه عرضه زیاد این كودها می تواند برای محصولات كشاورزی سمی بوده و ریشه آنها را بسوزاند. از طرف دیگر هدر رفتن آن را در اثر زهكشی آب باران كم می كند از راه تبادل كلینوپتیلولیت اشباع ازپتاسیم، می توان پتاسیم و به كمك كلینوپتیلولیت اشباع ازNH4 ،نیتروژن را در دسترس گیاهان گذاشت.
خصوصیات فیزیکی و شیمیای منحصر به فرد زئولیتهای طبیعی آنها را در بسیاری از کاربردهای کشاورزی و باغبانی سودمند نموده است. تکنولوژی‌های وابسته به زئولیت در کشاورزی و باغبانی شامل آزاد سازی تدریجی کودها، زئوپونیک و اصلاح و بهبود خاک است
به تازگی، مشخص شده است كه مخلوط كلینوپتیلولیت اشباع ازNH4 ؛ با سنگ فسفاته( آپاتیت) به طور همزمان و به صورت تدریجی Nو Pراآزاد می سازد و به خاك اضافه می كند. توانایی جذب آب توسط زئولیت جالب و مهیج است.زئولیتها تا 70 درصد وزنی خودشان آب جذب می كنند و بدون اینكه وضعیت خاك بهم بخورد یا غرقات شود، رطوبت خاك را حفظ می كنند.
برای كشت و پرورش گیاهان 25% زئولیت به خاك كشاورزی اضافه می شود. بدین منظورتقریباً 5/1سانتیمتر زئولیت بر روی خاك پاشیده میشود و با شنكش یا كج بیل و یا هر وسیله دیگری آن را با خاك مخلوط می كنند.
در تجاربی دیگر مشخص شده است كه افزودن 10درصد زئولیت به خاك كشاورزی، به حاصلخیزی خاك، تهویه و جذب آب در خاك منجر می شود. این امر سبزی پایدار، سلامتی و استحكام گیاهان را به دنبال خواهد داشت. هزینهای كه برای اضافه كردن زئولیت به خاك صرف می شود با افزایش محصول گیاهان جبران خواهد شد.
چنانچه كودهای شیمیایی یا مواد حاصلخیز كننده به نسبت 50 با زئولیت مخلوط شده و به وسیله كودپاش در زمینهای كشاورزی پراكنده شوند، به بهبود تهویه هوای خاك و حاصلخیزی خاك كمكی شایان توجه می شود زیرا زئولیتها مواد حاصلخیزكننده حل شده در آب را در ساختار غربالی خود جای می دهند و از بیرون رفتن آن از خاك جلوگیری میكنند ومجدداً به تدریج در دسترس خاك می گذارند.
زئوپونیك به تازگی به عنوان فرآیندی مهم در علم تولید غلات، مدیریت خاك و پرورش گلها مورد توجه قرار گرفته است. این اصطلاح برای توصیف كشت گیاهان در خاك مصنوعی دربردارنده زئولیت، ورمیكولیت و تورب( زغال سنگ نارس) استفاده می شود.
مطلوب‌ترین سیستم‌های زئوپونیک، آن‌هایی هستند که خصوصیات جالب توجه زئولیتی (شامل ساختمان سخت و متخلخل، چگالی حجم متوسط، زهکشی خوب، قابلیت تبادل کاتیونی بالا و ثبات شیمیایی در برابر تغییرات pH) را دارا باشند و تغذیه متعادل گیاه را برای چرخه‌های تولید بدون اضافه نمودن کودها تامین نمایند. سیستم‌های زئوپونیکی با دارا بودن این خصوصیات میتوانند در بخش‌های عظیم تجاری و فروشگاه‌های مصرف کننده، به عنوان واسطه‌های رشد گیاه مورد توجه قرار بگیرند. زئولیتها میتوانند ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) خاک و رطوبت را افزایش دهند و هدایت آب را توسعه بخشند. همچنین میزان محصولات را در زمینهای اسیدی افزایش داده و میزان جذب عناصر سنگین و مضر مانند مس، کادمیوم، سرب و روی توسط گیاه، در خاک‌های آلوده را کاهش دهند. وسعت تاثیر این خصوصیات بستگی به مقدار زئولیت اضافه شده دارد. اگر قرار باشد زئولیتهای تجاری برای مصارف کشاورزی و باغبانی توسعه یابند، بهتر است در تکنولوژی استفاده از آنها در رابطه با هر محصول گیاهی به خصوص تجدید نظر به عمل آید تا بتوانند نیاز‌های ویژه محصولات را تامین نمایند.
یكی دیگر از مصارف زئولیتها، كاهش سختی آبهای آشامیدنی و صنعتی است. مقدار آبی که زئولیتها میتوانند تصفیه کنند، وابسته به منبع زئولیت و ابزاری است که آنها استفاده می‌کنند. در مورد زئولیتهای زغال‌سنگ، محتوای کربن این ماده به طور قابل توجهی سطح مخصوص و در نتیجه ظرفیت جذب زئولیت را تحت تأثیر قرار می‌دهند.یكی از روشهای كاستن درجه سختی آب،عوض كردن یونها و متداولترین آن روش پرموتیت است كه در آن آب سخت را از صافیهای سربسته تحت فشار می گذرانند. در این صافیها، ذرات رزین از سیلیكات آلومینیم آبدار یعنی زئولیت بصورت طبیعی خود و یا به صورت مصنوعی(پرموتیت) تشكیل می شوند.
بسته به درجه سختی آبی كه تصفیه می شود، زئولیتها پس از مدتی خاصیت خود را از دست می دهند. در این صورت بایستی برای ادامه كار مطابق روابط زیر:
Na2(Zeolite) + CaCl2 = Ca(Zeolite) + 2Nacl
Mg (Zeolite) + 2 NaCl = Na2 (Zeolite) + MgCl2
با جریان آب نمك غلیظ سیلیكات كلسیم و منیزیم بدست آمده در صافی را دوباره به زئولیت كارآمد و احیاء شده تبدیل كرد. از این گونه صافیها اكنون در تصفیه خانه آب آشامیدنی شهر كرمان استفاده می شود. به جای پرموتیت می توان از تركیبات دیگر نظیر وفاتیت (Wofatite) و لواتیت (Lewatite) ا ستفاده كرد.
زئولیتهای طبیعی در مکزیک و مجارستان، آرسنیک را از منابع آب آشامیدنی تا حد مورد پذیرش سازمان بهداشت جهانی کاهش می‌دهند. زئولیتهای ساخته شده از زغال‌سنگ میتوانند گستره‌ای از فلزات سنگین شامل سرب، مس، روی، کادمیم، نیکل و نقره را از آب آلوده جذب کنند. همچنین میتوانند تحت شرایط خاصی کروم، آرسنیک و جیوه را جذب کنند. ظرفیت جذب زئولیتها متأثیر از چند عامل؛ ترکیبشان، PH آب و غلظت انواع آلودگی‌هاست. به عنوان مثال تأثیرات PH آب بر روی سطح باردار شده منفی و یا مثبت زئولیت قابل ذکر است. همچنین با توجه جذب آسان سرب و مس در زغال‌سنگ، غلظت بالای این مواد، مقدار کادمیم و نیکل حذف شده را کاهش می‌دهد. ترکیبات زئولیت- نقره AgIoN، بازدهی را در مقابل میکروارگانیسم‌ها که شامل باکتری‌ها و کپک‌هاست، ارتقا می‌دهند.
