Φίλτρα Νερού με Ζεόλιθο: Η Λύση για Υγιές και Ασφαλές Πόσιμο Νερό

Τα φίλτρα νερού με ζεόλιθο αποτελούν μια πρωτοποριακή λύση φιλτραρίσματος του νερού, αφού έχουν τη δυνατότητα να προσροφούν και να κατακρατούν διάφορες μολυσματικές ουσίες διατηρώντας το νερό καθαρό και ασφαλές.

Τι είναι ο Ζεόλιθος;

Ο Ζεόλιθος (zeolite) είναι ένα πορώδες αργιλοπυριτικό άλας με ηφαιστειογενή προέλευση και χαρακτηρίζεται από την ιοντοανταλλακτική του ικανότητα. Έτσι εξηγείται η συχνή παρουσία τους σε γεωγραφικές περιοχές με ηφαιστειογενή δραστηριότητα όπως η Ελλάδα. Το πιο ενδιαφέρον πράγμα για τους ζεόλιθους είναι η ανοιχτή δομή τους, που θυμίζει πλαίσιο με κελιά, κι ο τρόπος με τον οποίο μπορούν να παγιδεύσουν άλλα μόρια μέσα σε αυτό. Έτσι, τα μόρια του νερού και τα αλκαλικά ιόντα (θετικά φορτισμένα άτομα με πολύ λίγα ηλεκτρόνια, μερικές φορές αποκαλούμενα κατιόντα) γίνονται μέρος των κρυστάλλων ζεόλιθου (αν και δεν παραμένουν απαραίτητα μόνιμα εκεί). Οι ζεόλιθοι μπορούν να ανταλλάξουν άλλα θετικά φορτισμένα ιόντα με τα μεταλλικά ιόντα που παγιδεύθηκαν αρχικά μέσα τους (διαδικασία που είναι γνωστή ως ανταλλαγή κατιόντων) και όπως διαπίστωσε ο Cronstedt το 1756, μπορούν να προσλάβουν ή να αποβάλουν εύκολα τα μόρια του νερού σε ποσοστό που φτάνει το 30% του βάρους του (αναστρέψιμη αφυδάτωση).

Οι ζεόλιθοι έχουν μόνιμα ανοίγματα σταθερού μεγέθους, τα οποία επιτρέπουν τη διέλευση μικρών μορίων, αλλά ταυτόχρονα παγιδεύουν τα μεγαλύτερα. Για αυτό μερικές φορές χαρακτηρίζονται ως “μοριακές σίτες”.

Ο ζεόλιθος μπορεί να είναι αυτοφυής ή να παράγεται βιομηχανικά. Στη φύση υπάρχουν περισσότερα από 40 είδη φυσικών ζεόλιθων, τα οποία μπορούν να τροποποιηθούν με απλή ή συνδυασμένη επεξεργασία, όπως θέρμανση και χημική τροποποίηση (οξέα, βάσεις και ανόργανα άλατα).

Η χημική και θερμική επεξεργασία του ζεολίθου μπορεί να οδηγήσει σε μετακίνηση κατιόντων και έτσι να επηρεάσει τη θέση του κατιόντος και το άνοιγμα των πόρων. Η “μηχανική των πόρων” είναι ένας δημοφιλής όρος για τις μεθόδους που χρησιμοποιούνται στην τροποποίηση του ζεολίθου, κατά τη διάρκεια της οποίας γίνεται διαχείριση των ιδιοτήτων απορρόφησης. Η θερμική επεξεργασία σε υψηλή θερμοκρασία, ανάλογα με το στερεό δείγμα και τη θερμοκρασία που χρησιμοποιείται, μπορεί να ενισχύσει τον όγκο των πόρων του ζεόλιθου με την απομάκρυνση των μορίων ύδατος και των οργανικών ουσιών από τους πόρους των καναλιών.

Ίσως το πιο σημαντικό είδος φυσικού ζεόλιθου είναι ο κλινοπτιλόλιθος.

Οι συνθετικοί ζεόλιθοι κατασκευάζονται σε πολύ ακριβή και ομοιόμορφα μεγέθη (συνήθως από περίπου 1 μm έως 1 mm) για να ταιριάζουν σε μια συγκεκριμένη εφαρμογή. Με άλλα λόγια, φτιάχνονται σε συγκεκριμένα μεγέθη για να παγιδεύουν μόρια ενός συγκεκριμένου (μικρότερου) μεγέθους.

Δομή του Ζεόλιθου

Ο ζεόλιθος ανήκει στην ομάδα των αργιλοπυριτικών αλάτων, που σχηματίζονται από την ένωση ατόμων πυριτίου, οξυγόνου και αργίλιου που δημιουργούν σύνθετες δομές, γνωστές ως σύνθετες δομικές μονάδες (CBU), και αποτελούνται από «δακτυλίους» και «κλουβιά».

Στο σχήμα A παρατηρούμε τη σύνδεση 4 ατόμων οξυγόνου μεταξύ τους, τα οποία δημιουργούν έναν τετραμελή δακτύλιο οξυγόνου. Η σύνδεση ενός τετραμελή δακτυλίου οξυγόνου με ένα κεντρικό άτομο πυριτίου δημιουργεί ένα τετράεδρο πυριτίου.

Στο σχήμα B παρατηρούμε την ένωση διαφορετικών τύπων δακτυλίων, η οποία οδηγεί στο σχηματισμό ακόμη πιο πολύπλοκων δομών που ονομάζονται κλουβιά.

Στο σχήμα C παρατηρούμε την ένωση πολλών κλωβών που οδηγούν στη δημιουργία της δομής του ζεόλιθου.

Στην περιφέρεια του κρυσταλλικού πλέγματος, οι δακτύλιοι ονομάζονται παράθυρα και καθορίζουν την πραγματική διάμετρο των πόρων του ζεόλιθου, οι οποίοι περιορίζουν την είσοδο ορισμένων χημικών ειδών στην κρυσταλλική δομή.

 

Τι κατακρατούν τα φίλτρα νερού με ζεόλιθο;

Δέσμευση και Αποβολή Βαρέων Μετάλλων & Τοξινών

Λόγω της μοριακής δομής τους, εμφανίζουν αξιοσημείωτα υψηλή ικανότητα ανταλλαγής ιόντων (100 έως 400 meq/100g) και λειτουργούν ως ένα μοριακό κόσκινο το οποίο δεσμεύει τοξίνες, ελεύθερες ρίζες και βαρέα μέταλλα, όπως ο μόλυβδος, ο υδράργυρος, το κάδμιο, το αλουμίνιο και ο επιπλέον σίδηρος, χωρίς να αφαιρεί τα υγιή ιόντα και μέταλλα.

Απομάκρυνση Αμμωνίας & Χλωρίου

Η απομάκρυνση της αμμωνίας (NH3), του αμμώνιου (NH4+) και του χλωρίου(Cl) είναι ένα βασικό χαρακτηριστικό του ζεόλιθου για τη διήθηση του νερού. Η χρήση του σε ενυδρεία δεσμεύει την αμμωνία και το φώσφορο, απομακρύνοντας πάνω από το 90% των ιών και των βακτηρίων.

Ρύθμιση του pH

Μία άλλη ιδιότητα του ζεόλιθου είναι ότι προκαλεί μία μετατόπιση του pΗ προς ένα πιο αλκαλικό περιβάλλον (μεταξύ 7,35 και 7,45), ενώ παράλληλα δρα σαν ένα φυσικό ισοτονικό, κατάλληλο για αλκαλικές δίαιτες. Η ιδιότητα αυτή καθιστά το ζεόλιθο ιδανικό ως συμπλήρωμα διατροφής σε περιπτώσεις έλκους στομάχου.

Απομάκρυνση Οργανικών Ουσιών

Ο ζεόλιθος μπορεί να απορροφήσει διάφορες οργανικές ενώσεις όπως οι χλωριωμένοι υδρογονάνθρακες. Τα μόρια προσροφώνται στους πόρους, ανάλογα με τη διάμετρό τους, ενώ η ικανότητα προσρόφησης εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τις συνθήκες υπό τις οποίες γίνεται.

Απομάκρυνση Χρωστικών Ουσιών

Μια ακόμα ιδιότητα του ζεόλιθου είναι η κατακράτηση των χρωστικών ουσιών, οι οποίες κατακρατούνται στην επιφάνεια του ζεόλιθου μέσω της ανταλλαγής ιόντων.

Απομάκρυνση Στερεών

Επειδή ο ζεόλιθος είναι κοκκώδης, τα στερεά και τα αιωρούμενα σωματίδια παγιδεύονται μεταξύ των κόκκων. Λόγω της πορώδους υφής απομακρύνει τα οργανικά και τα ορυκτά κολλοειδή σωματιδία από το νερό. Η ικανότητα απομάκρυνσης στερεών σωματιδίων είναι έως και 45% μεγαλύτερη από αυτήν της άμμου με ισοδύναμη κατανομή μεγέθους σωματιδίων.

Απομάκρυνση Φωσφορικών Ενώσεων

Η προσρόφηση των φωσφορικών ανιόντων λαμβάνει χώρα στην επιφάνεια του ζεόλιθου και πραγματοποιείται σε θετικά φορτισμένα σημεία που πρωτονιοποιούνται σε όξινο pH. Η έλξη των αρνητικά φορτισμένων μορίων σε αυτές τις θέσεις ακολουθείται από χημική αλληλεπίδραση, που οδηγεί σε υψηλότερη προσρόφηση του φωσφόρου.

Κατακράτηση Ραδιενεργών Στοιχείων

Ο ζεόλιθος μπορεί να καθαρίσει τα πυρηνικά απόβλητα που περιέχουν ραδιενεργά ισότοπα. Για αυτό το λόγο έχει χρησιμοποιηθεί κατά τη διαρροή πυρηνικής ακτινοβολίας στη Fukushima και στο Chernobyl.

Τα φίλτρα νερού με ζεόλιθο & τα πλεονεκτηματά τους

• Ο ζεόλιθος κατακρατά διάφορα μολυσματικά στοιχεία που βρίσκονται στο νερό όπως: βαρέα μέταλλα, χλώριο, αμμωνία, φωσφορικές ενώσεις, ραδιενεργά στοιχεία και οργανικές ουσίες.
• Διαθέτει αρκετά υψηλό αριθμό πόρων. Όσο περισσότεροι πόροι υπάρχουν στο εσωτερικό του υλικού φιλτραρίσματος, τόσο καλύτερη είναι η αποτελεσματικότητα της διήθησης.
• Επιπλέον τα σωματίδια και οι ρυπογόνες ουσίες δεν κατακρατούνται απλά μεταξύ των κόκκων, αλλά προσροφούνται στους πόρους του λόγω της ιδιότητας ανταλλαγής των ιόντων.
• Ένα ακόμα χαρακτηριστικό είναι ότι η επιφάνεια και οι πόροι του το καθιστούν λιγότερο επιρρεπή στο φράξιμο σε σύγκριση με άλλα υλικά φιλτραρίσματος. Αυτό είναι πολύ σημαντικό, διότι όταν ένα φίλτρο βουλώσει μειώνεται και η πίεση του νερού κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας.
• Ο ζεόλιθος επίσης είναι πολύ πιο ανθεκτικός στην τριβή από άλλα υλικά. Αυτό σημαίνει ότι είναι εξαιρετικά απίθανο να υποστεί ζημιές κατά την επεξεργασία και έτσι η ποιότητα της διήθησης του νερού δεν επηρεάζεται.
• Λόγω της ιδιότητας ανταλλαγής των ιόντων, ο ζεόλιθος μπορεί να χρησιμοποιηθεί και ως μέσο αποσκλήρυνσης του νερού, αφού παγιδεύει τα ιόντα ασβεστίου και μαγνησίου, απελευθερώνοντας στη θέση τους ιόντα νατρίου. Οπότε το νερό γίνεται πιο μαλακό αλλά πιο πλούσιο σε νάτριο.
• Τα φίλτρα νερού με ζεόλιθο αποτελούν μια φιλική μέθοδος φιλτραρίσματος για το περιβάλλον αφού ο ζεόλιθος είναι ένα φυσικό ορυκτό το οποίο δεν περιέχει τοξικά στοιχεία όπως πρόσθετα ή βαφές. Επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αφαίρεση ενός ευρέος φάσματος ρύπων χωρίς να επιβαρύνει το περιβάλλον.

Μια πολλή καλή επιλογή ενός φίλτρου νερού που συνδυάζει την τεχνολογία του ενεργού άνθρακα με τον ζεόλιθο είναι το Φίλτρο Νερού Βρύσης Primato USA-TF, το οποίο κατασκευάζεται στην Ελλάδα από υψηλής ποιότητας ανακυκλώσιμα υλικά και συνδέεται απευθείας πάνω στις περισσότερες βρύσες παροχής νερού, με διακόπτη ροής.

Τα φίλτρα νερού με ζεόλιθο & τα οφέλη τους για την ανθρώπινη υγεία 

Ενίσχυση του ανοσοποιητικού

Σύμφωνα με προκλινικές μελέτες και δοκιμές σε ανθρώπους σε ανοσοκαταστολή, η συμπληρωματική χορήγηση μικρονιζέ κλινοπτιλόλιθου από το στόμα μπορεί να ενισχύσει τη θεραπεία πληθώρας διαταραχών λόγω ανοσοανεπάρκειας.

Ζεόλιθος και δερματικές παθήσεις

Ο ζεόλιθος μπορεί ακόμη και να εξαλείψει τις μυκητιασικές λοιμώξεις του δέρματος. Ειδικότερα, έχει διαπιστωθεί πως βελτιώνει την κατάσταση σε περιπτώσεις όπως είναι η σμηγματορροϊκή δερματίτιδα, η πιτυρίδα, ο έρπης, η ψωρίαση και η ξηροδερμία, ενισχύοντας παράλληλα την επιδερμίδα έναντι εξωτερικών παραγόντων όπως είναι οι ακτινοβολίες UV. Λόγω των παραπάνω ιδιοτήτων του, ο ζεόλιθος μπορεί να χρησιμοποιηθεί ακόμη και για την επούλωση επιφανειακών πληγών και εγκαυμάτων.

Ζεόλιθος και καρκίνος

Σύμφωνα με μελέτη που έλαβε χώρα στο Τμήμα Μοριακής Ιατρικής της Κροατίας σε πειραματόζωα με καρκίνο, η συνδυαστική χημειοθεραπεία με κλινοπτιλόλιθο, οδήγησε σε βελτίωση της συνολικής κατάστασης της υγείας, παράταση της διάρκειας ζωής και σε ορισμένες περιπτώσεις μείωση του μεγέθους του όγκου των υποκειμένων.

Άλλες ευεργετικές ιδιότητες του ζεόλιθου

Ο ζεόλιθος έχει διαπιστωθεί πως έχει θετική επίδραση σε διάφορες νευρολογικές παθήσεις όπως είναι το Αλτσχάιμερ, η νόσος Πάρκινσον, η σχιζοφρένεια και η επιληψία. Έχει επίσης συνδεθεί με τη βελτίωση των συμπτωμάτων της αϋπνίας, της κατάθλιψης και του άγχους. Τέλος, εικάζεται πως βοηθά στην ανακούφιση από τις επιπτώσεις της οστεοπόρωσης και της ρευματοειδούς αρθρίτιδας, στη μείωση του σακχάρου στο αίμα, στη μείωση της χοληστερόλης και αλλού χωρίς ωστόσο να υπάρχουν επαρκή επιστημονικά τεκμηριωμένα στοιχεία.

Επιπλέον Εφαρμογές του Ζεόλιθου

Στον κατασκευαστικό τομέα χρησιμοποιείται περίπου το 80% του φυσικού ζεόλιθου παγκοσμίως, καθώς αποτελεί ένα ορυκτό που μπορεί να αντικαταστήσει έως και κατά το ⅓ τη χρήση τσιμέντου, μειώνοντας το βάρος και ενισχύοντας την αντοχή του σκυροδέματος.

Στην κτηνοτροφία και στην πτηνοτροφία ο φυσικός ζεόλιθος χρησιμοποιείται για την ενίσχυση του ανοσοποιητικού σε σταβλιζόμενα ζώα και πτηνά με θεαματικά αποτελέσματα ως προς τη βελτίωση της υγείας τους. Μάλιστα, η χορήγηση φυσικού ζεόλιθου σε αγελάδες απέφερε αύξηση της παραγωγής γάλακτος έως και κατά 17%.

Ο ζεόλιθος χρησιμοποιείται επίσης στη γεωργία και στην κηπουρική, βελτιώνοντας την απόδοση και την ποιότητα των φυτών. Το ορυκτό δεσμεύει τα βαρέα μέταλλα και τα τοξικά κατάλοιπα των λιπασμάτων που βρίσκονται στο χώμα, αλλά και στο νερό. Μάλιστα, τα αποτελέσματα είναι μόνιμα καθώς ο ζεόλιθος δεν αποδομείται, δεν αποσαθρώνεται και δεν αλλάζει τη σύστασή του. Σε πειράματα που έχουν γίνει, η ανάπτυξη του ριζικού συστήματος των φυτών ήταν εντυπωσιακή. Ενδεικτικά αναφέρεται πως η προσθήκη ζεόλιθου στην καλλιέργεια βιολογικής τομάτας είχε σαν αποτέλεσμα την αύξηση της παραγωγής έως και κατά 52%, ενώ στην ελιά παρέχει προστασία από το δάκο, τη μαργαρόνια και το κυκλοκόνιο.

Στην ιχθυοκαλλιέργεια ο ζεόλιθος χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό του νερού και τον εμπλουτισμό του με επιπλέον οξυγόνο. Η χρήση του σε ενυδρεία δεσμεύει την αμμωνία και το φώσφορο, απομακρύνοντας πάνω από το 90% των ιών και των βακτηρίων. Επιπλέον, βοηθά στην άρση των αλάτων, καθώς μπορεί και ρυθμίζει το pH του νερού προς το ουδέτερο κάνοντάς το πιο μαλακό.

Στην ιατρική ο ενεργοποιημένος κλινοπτιλόλιθος (είδος ζεόλιθου) χρησιμοποιείται κυρίως ως στυπτικό, ως μέσο μείωσης της οξύτητας των γαστρικών υγρών καθώς επίσης και για τη δέσμευση της αμμωνίας και άλλων τοξικών ουσιών στο αίμα.

Στην παρασκευή φαρμάκων χρησιμοποιείται ως συστατικό σε σκευάσματα για τη μείωση της χοληστερόλης και κατά της διάρροιας. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια χρησιμοποιείται και σκέτος σαν συμπλήρωμα διατροφής, το οποίο έχει την ιδιότητα να δεσμεύει τα βαρέα μέταλλα, τις τοξίνες και τις ελεύθερες ρίζες, να ρυθμίζει το pH του στομαχικού περιεχομένου και να βελτιώνει το ανοσοποιητικό μας σύστημα γενικότερα.

Τέλος, ο ζεόλιθος χρησιμοποιείται στην οδοντιατρική σε σκευάσματα στίλβωσης των δοντιών και στην παρασκευή οδοντιατρικών εμφρακτικών υλικών.