Из материалов Первой Всероссийской Научно-практической Конференции Шунгиты и безопасность жизнедеятельности человека (г. Петрозаводск 3-5 октября 2006 г.)
Калинин Ю.К
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ШУНГИТА
Шунгит - древняя углеродсодержащая порода с возрастом около 2 млрд. лет. Шунгитовый углерод это твердый остаток древнейшей нефти, а шунгит Зажогинского месторождения – окаменевший органо-силикатный (силоксановый) гель. Порода получила свое название – «Шунгит» 130 лет назад, но до последнего времени не использовалась, т.е. не являлась полезным ископаемым. Активно входить в хозяйственную жизнь шунгит начинает только XXI веке.
Шунгит не находил применения в практике из-за своих необычных свойств. Как пример этого – история с использованием шунгита в качестве энергетического топлива. Шунгит в топках не горел. Не горел, потому что шунгитовый углерод обладает высокой активностью и реакционной способностью. Настолько высокой, что при нагреве ему нет необходимости забирать кислород из воздуха. Шунгит отнимает кислород у ближайших соседей – силикатных минералов, проявляя «антиоксидантные» свойства в термических процессах. Необычные свойства сообщает шунгитовому углероду и шунгитовым породам необычная особая (шунгитовая) структура углерода.
Шунгитовую структуру определяют как некристаллическую метастабильную неграфитируемую, глобулярную, фуллереноподобную. Главным элементом этой структуры является глобула с размерами 100-300 А0 (10-30 нанометров). Глобула имеет луковичную структуру и способность в небольших пределах изменять упорядоченность внутри фуллереноподобных слоев и расстояние между слоями. Это находит отражение в определении – «метастабильность структуры» шунгитового углерода. Структура самих глобул устойчива против фазовых переходов шунгитового углерода в другие типы кристаллического углерода – графит и алмаз.
Шунгит Зажогинского месторождения состоящий из 30% шунгитового углерода и 68% силикатов представляет собой наноструктурированный природный композит. Наноструктура такой породы определяет ее специфические свойства: сорбционные, каталитические, восстановительные (антиоксидантные), способность к саморегенерации.
Шунгит как сорбент характеризуется рядом положительных характеристик:
- высокой механической прочностью и малой истираемостью;
- высокой фильтрующей способностью (технологичностью, характеризуемой малым сопротивлением напору);
- способностью к сорбции многих веществ как органических (нефтепродуктов, бензола, фенола, пестицидов и др.), так и минеральных (железо, марганец, фосфор, мышьяк).
Шунгит способен чистить воду от нефтепродуктов до ПДК сброса воды в рыбохозяйственные водоемы. Этот эффект используется в шунгитовых фильтрах, установленных на МКАД и новых автотрассах.
Шунгит плотный материал с низкой пористостью, внутренней поверхностью значительно уступающей активированному углю. Поэтому правомочен вопрос – насколько эффективен шунгит как сорбент, как долго он может работать?
По данным работ выполненных в ВИМСе и Химико-технологическом университете им. Менделеева шунгитовый сорбент проигрывает активированному углю на первом этапе, в течение первых 250 часов, а в дальнейшем начинает очищать раствор с более высокой и постоянной скоростью. Это объясняется каталитическими свойствами шунгита, способностью каталитически окислять сорбируемые органические вещества.
Шунгит как сильный восстановитель поглощает кислород из воды. В процессе химического взаимодействия с этим кислородом образуется атомарный кислород, являющийся сильнейшим окислителем и окисляющий сорбированные органические вещества до CO2 и H2O и освобождающий поверхность шунгита для новых актов сорбции.
Длительное действие шунгита по отношению к растворенным металлам объясняется тем, что металлы переводятся шунгитом в форму нерастворимых карбонатов. Этому способствует процесс окисления органических веществ до CO2.
Способность шунгита поглощать кислород, активно с ним взаимодействовать при комнатных температурах в воде и на воздухе имеет многочисленные практические подтверждения.
В воде санатория «Марциальные воды» (Республика Карелия), выходящей из шунгитовых толщ нет кислорода. Благодаря этому железо, присутствующее в воде в высоких концентрациях находится в двухвалентной растворимой форме. При выходе на поверхность и контакте с воздухом железо окисляется и выпадает в осадок в виде охры.
Это явление полностью моделируется в искусственных условиях. В сосуде с шунгитом и водой железо выделяется на стенке сосуда только выше слоя шунгита. Непосредственно из воды слоя шунгитовой засыпки железо не выпадает. Очевидно, что шунгит поглощает растворенный кислород и активнее, чем железо.
И.О. Крылов и А.В. Крылова приводят сведения о разложении на поверхности шунгита сорбируемых нефтепродуктов при комнатной температуре. Концентрация нефтепродуктов на шунгите после хранения в течение 4-х месяцев снизилась на 77,0-99,7% в зависимости от исходной концентрации. «Саморегенерация» шунгитов, по-видимому, явилась следствием каталитического окисления нефтепродуктов.
Высокие восстановительные, антиоксидантные свойства шунгита проявляются не только по отношению к кислороду. Исследования антиоксидатных свойств шунгита по отношению к хлорорганическим соединениям и свободным радикалам, выполненные в Московском университете и Военно-Медицинской Академии показали, что шунгит выводит свободные радикалы из воды в 30 раз лучше, чем активированный уголь и почти полностью. Это исключительно важное обстоятельство потому, что свободные радикалы, образующиеся при обработке воды хлором, оказывают крайне негативное влияние на организм человека и являются причиной многих серьезных заболеваний (сердечно-сосудистых, онкологических, а также диабета, патологий старения, атеросклероза). Регулярное потребление свободнорадикальных частиц с питьевой водой истощает биохимические механизмы организма и способствует развитию разнообразных патологий. Одним из направлений решения проблемы антиоксидантной защиты населения является поиск природных антиоксидантов и шунгит является эффективным природным антиоксидантом.
Исключительные антиоксидантные свойства шунгита должны быть предметом рассмотрения и использования этого материала в различных системах подготовки питьевой воды с целью улучшения ее качественных характеристик в направлении придания воде оздоровительных свойств.
Спектр оздоровительных свойств шунгита достаточно широк. Во-первых, шунгитовые воды издавна использовались для лечения кожных заболеваний. На территории Заонежского полуострова в Онежском озере есть источник «Три Ивана», который местное население чтило святым и лечиться к которому ездили из других регионов, несмотря на его труднодоступность.
Искусственные настои на шунгите также лечат заболевания кожи. В тульском НИИ «Новые медицинские технологии" выполнены исследования, показавшие, что шунгитовые препараты ускоряют обновление клеток и эпитализацию, обогащают клетки необходимыми питательными элементами, стимулируют циркуляцию крови и регенерацию клеток кожи, осуществляют купирование раздражения. Шунгитовые препараты обладают бактерицидным эффектом, снимают зуд, оказывают обезболивающее действие.
При использовании шунгитовых препаратов в корме поросят отмечен эффект полного излечения их от диареи. Применение шунгита в корме песцов по данным Института биологии Карельского научного центра РАН увеличило массу песцов, улучшило качество меха, способствовало сохранности щенков в помете и увеличило поголовье.
Введение шунгита в рацион цыплят – бройлеров выявило его способность компенсировать негативное влияние некачественных, зараженных микотоксинами кормов на рост птицы.
Шунгит рекомендован ВНИИТИ птицеводства птицефабрикам страны в качестве минеральной добавки для профилактики хронических микотоксикозов и стимуляции роста птицы.
Отмеченные свойства шунгита открывают возможности использования его в медицине (в частности, в дерматологии, стоматологии, гинекологии), в ветеринарии, животноводстве, птицеводстве.
Шунгит Зажогинского месторождения – электропроводный камень. Это свойство шунгита явилось базой для создания на его основе широкого класса электропроводных строительных материалов, обладающих радиоэкранирующими и радиопоглощающими свойствами.
Шунгитовые радиоэкранирующие материалы прошли всестороннее опробование на промышленных объектах для защиты электронной информации и показали себя надежными, долговечными, экологически чистыми и более безопасными, чем металлические экраны.
Тема защиты от электромагнитного смога становится все более актуальной. Это обуславливает приход в быт и хозяйственную практику электронной бытовой техники, средств связи, понимание вредного влияния на здоровье солнечных бурь и геопатогенных зон. Шунгиты способные к взаимодействию с электромагнитными полями различной природы, обеспечивают защиту человека от вредного влияния этих излучений. Помещения экранированные шунгитовыми материалами снижают уровень облучения человека искусственными и природными источниками в сотни раз и создают условия для комфортного пребывания в них человека и восстановления здоровья. В палатах Военно-Медицинской Академии (г. Санкт-Петербург), экранированных шунгитом, выздоровление пациентов происходит значительно быстрее.
В Тульском НИИ «Новые медицинские технологии" показано, что наличие шунгитовых материалов вблизи источника излучений частот сотовой связи существенно ослабляет их влияние на организм.
В последние годы разработан ряд новых материалов на основе шунгита для защиты от электромагнитных излучений помещений (фирма «Альфа Пол» г. С-Петербург) и для индивидуальной защиты человека (Белоруссия).
Экологический потенциал шунгита весьма широк. Он реализуется в процессах очистки воды и воздуха, защиты человека от электромагнитных излучений различной природы, повышения иммунных характеристик человека и животных, в лечебных свойствах по отношению к широкому ряду заболеваний.
В конкретных практических выражениях это находит применение в фильтрах по подготовке питьевой воды и очистки стоков, в создании радиозащитных материалов и устройств, лечебно-восстановительных центрах шунгитотерапии, в сельском хозяйстве – ветеринарии, для улучшения качества кормов, производстве чистых природных «не химических удобрений».