ArtykułyPorady

Montmorillonit w akwarium

Witam Redakcję,
Jak wyglądają skałki mineralne montmorylonit, które wyłapują metale ciężkie. Czy posiadają jakieś wady, gdy umieszczę je w akwarium?
Z poszanowaniem
Zbigniew Sokołowski

Szanowny Panie Zbigniewie, zawarty w pytaniu montmorillonit nie jest sam w sobie skałą, a minerałem należącym do dużej grupy minerałów ilastych, konkretnie smektytów, która zawiera kilka bardzo podobnych do siebie minerałów. Pod względem chemicznym jest to uwodniony krzemian glinu, magnezu, wapnia i sodu. Przyjmuje formę bardzo drobnoziarnistych, rozpadających się skupień, jest bardzo miękki (w skali Mohsa ma twardość 1-2) i jest „tłusty” w dotyku. Charakteryzuje się różną barwą – od białej, szarej, zielonej aż po żółtawą, w zależności od domieszek. Jest minerałem bardzo rozpowszechnionym w przyrodzie, lecz zwykle w stanie rozproszonym – występuje najczęściej w glebach oraz w skałach ilastych (bentonity, iły bentonitowe, iły montmorillonitowe).

Nagromadzenia montmorillonitu nie są częste. W Polsce złoża tego surowca (pod postacią wyżej wymienionych skał) występują bądź występowały na Dolnym i Górnym Śląsku, południowej części Gór Świętokrzyskich oraz w Karpatach i w okolicach Tarnobrzega.

Minerały ilaste, do których należy omawiany minerał, charakteryzują się właściwościami sorpcyjnymi, to znaczy, że potrafią pochłaniać niektóre substancje z bezpośredniego otoczenia. Ma to związek z ich budową wewnętrzną na poziomie atomowym. W nanoskali, minerały te budują jak gdyby warstwy (pakiety) zbudowane z odpowiednio pogrupowanych atomów. Atomy najbardziej zewnętrzne, najprościej mówiąc, są często naładowane ujemnie, przez co przyciągają kationy – jony naładowane dodatnio (np. kationy metali). Sorpcja w tych minerałach związana jest z przyciąganiem elektrostatycznym na powierzchniach bocznych pakietów oraz na ich powierzchniach, w przestrzeni między pakietami. Taka budowa minerałów przekłada się na powierzchnię właściwą, na której zachodzi zjawisko sorpcji. W niektórych typach minerałów ilastych, jak np. talku, odległość między pakietami jest zbyt mała, dodatkowo atomy obydwu warstw przyciągają się siłami van der Waalsa, co uniemożliwia efektywną sorpcję – ta zachodzi tylko na powierzchniach bocznych warstw.

Inaczej jest w przypadku montmorillonitu, najbardziej „chłonnego” minerału ilastego. W tym przypadku, między pakietami znajdują się cząsteczki wody, które niejako rozszerzają odległości między warstwami. Ta właściwość pozwala na wnikanie cząsteczek wody oraz innych substancji do wnętrza minerału oraz łączenie się i unieruchamianie ich na powierzchniach montmorillonitu, co wielokrotnie zwiększa efektywność sorpcji. Powierzchnia właściwa (a więc powierzchnia, na której dochodzi do sorpcji) dla montmorillonitu, uzyskana eksperymentalnie, wynosi 700-800 m2/g (w porównaniu do węgla aktywnego, dla którego ta wartość wynosi od kilkuset do ok. 1500 m2/g to względnie dużo). Oczywiście jest to bardzo uproszczony opis, w rzeczywistości jest to wszystko o wiele bardziej skomplikowane. Niestety, właściwości budowy minerałów ilastych pozwalają na sorpcję tylko jonów naładowanych dodatnio, nie za bardzo nadają się do sorpcji takich substancji jak np. azotany czy azotyny, które w roztworach wodnych mają postać anionów. Jednakże w laboratoriach, w procesach tzw. inżynierii mineralnej, budowa minerałów jest modyfikowana w celu umożliwienia sorpcji różnych innych substancji, co otwiera wiele nowych możliwości, chociażby w opracowaniu i produkcji nowych mediów filtracyjnych.

Montmorillonit oraz zbudowany głównie z niego bentonit są szeroko stosowane w przemyśle – wykorzystuje się je do produkcji nawozów, wyrobów ceramicznych, sorbentów, kosmetyków a nawet, ze względu na swoje właściwości pochłaniania dużej ilości wody – leków przeciwbiegunkowych. Czasami, np. na forach internetowych, można natknąć się na informacje na temat wykorzystywania jako podłoże akwariowe żwirków dla kotów. Faktycznie, zbudowane są one z bentonitu, jednak bardzo często dodawane są do nich różne substancje chemiczne, chociażby zapachowe, pomijając to, żwirek taki „puchnie” pod wpływem wody.

Wracając do głównego pytania Czytelnika – pomijając właściwość wielokrotnego zwiększania swojej objętości pod wpływem wody, stosowanie czystego montmorillonitu nie ma większego sensu. A oto kilka powodów, a raczej wad stosowania opisywanego minerału jako ozdoby czy medium filtracyjnego. Po pierwsze, jest to minerał sypki lub słabo zwięzły, co może powodować wypłukiwanie go z filtra i/lub rozmywanie struktur z niego zbudowanych, co spowoduje osiadanie materiału ilastego na wszystkich powierzchniach w akwarium.

Drugim powodem jest fakt, że sorpcja zachodzi najlepiej w wyższym pH (w środowisku alkalicznym), a więc w większości akwariów pochłanianie np. metali ciężkich nie będzie bardzo efektywne (pomijając sam minerał, w niższym odczynie kationy metali już nie są tak „mobilne”, a co za tym idzie, nie tak niebezpieczne jak w wyższych wartościach odczynu).

Po trzecie, nie jest to minerał zbyt estetyczny, przypominający w wilgotnej formie raczej błoto niż litą skałę.

Do zalet zaliczymy oczywiście zdolność sorpcji niepożądanych w akwarium kationów, jak np. metali ciężkich oraz względnie niską cenę. W ostatecznym rozrachunku, muszę przyznać, że użycie montmorillonitu w akwarium wypada raczej blado, w porównaniu chociażby z użyciem zeolitu lub węgla aktywnego jako medium filtracyjnego do wychwytywania metali ciężkich z wody akwariowej, a już na pewno nie nadaje się jako materiał dekoracyjny.

Karol Kopeć

Tagi
Pokaż więcej

Powiązane artykuły

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Sprawdź również
Close
Back to top button
Close
Close