Шунгит - уникальный природный минерал

Шунгит

О лечении водой, настоянной на природном углеродсодержащем минерале шунгите, много сообщалось на нашем сайте. Шунгитная вода имеет общее оздоравливающее воздействие на организм, удаляет раздражения, зуд, сыпи, восстанавливает блеск волос, эффективна при вегето-сосудистой дистонии, при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, печени, камнях в почках. Этой водой лечат многие заболевания, в т.ч. дерматологические, аллергические, болезни суставов и др.

Но мало кто из читателей знает, что шунгит – уникальный природный нанотехнологический сорбент-очиститель воды, содержащий в своем составе природные фуллерены. Шунгит необычен по своей природе, происхождению, структуре входящего в его состав органического углерода и структуре входящих в его состав пород.

На вопросы читателей отвечает исследователь шунгита, канд. хим. наук, доц. Олег Викторович Мосин.
Где добывается шунгит?

Единственное месторождение шунгитовых пород – Зажогинское, находится в Медвежьегорском районе Республики Карелия (Российкая Федерация) в 5 км от судоходной губы Онежского озера. Производственная мощность предприятия по добыче и переработке шунгита - 200 тыс. тонн в год. Шунгитные запасы Зажогинского месторождения составляют 35 млн тонн. В настоящее время предприятие поставляет шунгит для доменного производства литейного чугуна, водоочистки и производства тонких порошков. При производстве литейного чугуна 1 тонна шунгита заменяет 1,3 тонны кокса. Использование шунгита обеспечивает глубокую очистку сточных вод от нефтепродуктов.

Что из себя представляет шунгит?

Шунгит – это уникальный фуллеренсодержащий природный минерал – нового поколения природных минеральных сорбентов (ПМС), промежуточный продукт между аморфным углеродом и кристаллическим графитом, содержащий углерод (30 масс. %), кварц (45 масс. %) и силикатные слюды (около 20 масс. %). Шунгитовый углерод по последним данным представляет собой окаменевшее вещество органических донных отложений высокого уровня карбонизации углерода с содержанием фуллеренсодержащих регулярных структур от 0,0001 до 0,001 мас.%. Свое название минерал получил в 1887 году благодаря поселку Шуньга в Карелии, где находится единственное Зажогинское месторождение шунгитных пород. Целебные свойства шунгита известны давно. В 1714 году Петр I основал в здешних краях курорт, который получил название Марциальные воды. По структуре шунгит представляет собой аллотропную форму метастабильного углерода, находящегося на предграфитовой стадии углефикации. Кроме углерода в состав шунгита входят SiO2 (57,0 масс. %), TiO2 (0,2 масс. %), Al2O3 (4,0 масс. %), FeO (0,6 масс. %), Fe2O3 (1,49 масс. %), MgO (1,2 масс. %), MnO (0,15 масс. %), К2О (1,5 масс. %), S (1,2 масс. %).

Основные минералы, входящие в состав шунгита (масс.%):

углерод.........................................................30
кварц.............................................................45
сложные силикаты (слюды, хлориды).......20
сульфиты……................................................3

Какими полезными свойствами обладает шунгит?

Шунгит обладает очистительными, каталитическими и антибактериальными свойствами: он адсорбционно активен по отношению к некоторым бактериальным клеткам, фагам, патогенным сапрофит. Настоянная на нем вода очищается от хлора, хлорорганических элементов, тяжелых металлов и нитратов, а также насыщвется полезными макро- и микроэлементами до физиологических величин. Такую воду рекомендуется использовать при лечении различных заболеваний, аллергии, астмы и кожных заболеваний. Шунгит также способен экранировать электромагнитное и радиоизлучение. Высокий спектр свойств шунгитовых пород и уникальная структура фуллеренсодержащего природного минерала шунгита определяет поиск новых областей применения этого минерала в науке и технике, что способствует более глубокому изучению структуры шунгита с помощью современных методов анализа.

Какова структура шунгита?

Уникальные свойства шунгита определяются наноструктурой и составом образующих его элементов. Шунгитовый углерод равномерно распределен в силикатном каркасе из мелкодисперстных кристаллов кварца, размерами 1–10 мкм, что подтверждено исследованиями ультратонких шлифов шунгита методом растровой электронной микроскопии (РЭМ) в поглощенных и обратнорассеянных электронах.

Структура шунгитовой породы


Структура шунгитовой породы в растровом электронном микроскопе: Область сканирования – 100 ´ 100 мкм, разрешение – 0,3 нм, увеличение – 500000 раз. Стрелками показаны силикатный каркас из мелкодисперстного кварца, размерами 1–10 мкм и равномерно распределенный углерод

Шунгитовое углеродистое вещество является продуктом высокой степени карбонизации углеводородов. Его элементный состав (масс.%): С – 98,6–99,6, Н – 0,15–0,5, (Н + О) – 0,15–0,9. Рентгеноструктурные исследования показали, что по молекулярной структуре шунгитовый углерод представляет собой твердый углерод, компоненты которого могут находиться в состоянии близком как к графиту, так и к газовой саже и стеклоуглероду, т. е. максимально разупорядоченным. Основу шунгитного углерода составляют полые, многослойные фуллереноподобные сферическия глобулы, диаметром 10–30 нм, содержащие пакеты плавно изогнутых углеродных слоев, охватывающих нанопоры. Структура глобулы устойчива относительно фазовых переходов шунгитового углерода в другие аллотропные формы. Фуллереноподобные глобулы могут содержать от нескольких десятков до нескольких сотен атомов углерода и различаться по форме и размерам.

Нанодифракционная электронограмма углерода шунгита


Нанодифракционная электронограмма углерода шунгита в виде сферических многослойных фуллереноподобных глобул, диаметром 10–30 нм, полученная методом РЭМ: зонд – 0,3–0,7 нм, энергия пучка электронов – 100…200 кэВ, радиус пучка – 10 нм, диапазон поворота гониометра –27+270). Слева флуоресциирующие фуллереноподобные сферические глобулы; справа – многослойные фуллереноподобные сферические глобулы с пакетами углеродных слоев, при более высоком разрешении

Сколько углерода содержится в шунгите?

Шунгиты различаются по составу минеральной основы (алюмосиликатной, кремнистой, карбонатной) и количеству шунгитового углерода. Шунгитовые породы с силикатной минеральной основой подразделяются на малоуглеродистые шунгитсодержащие (до 5 масс.% С), среднеуглеродистые шунгитистые (5–25 масс.% С) и высокоуглеродистые шунгитовые (25–80 масс.% С). Сумма (C + SiO2) в шунгитах Зажогинского месторождения находится в пределах 83–88 масс.%.

Что такое фуллерены?

Фуллерены впервые были открыты в 1985 году при лазерном облучении твердого графита. Позже фуллерено-подобные структуры были обнаружены не только в графите, но и в образующейся в дуговом разряде на графитовых электродах саже, а также в шунгите (0,0001 масс. %). Кристалл, образованный молекулами фуллеренов (фуллерит) является молекулярным кристаллом; переходной формой между органическим и неорганическим веществом. Фуллерит имеет гранецентрированную кубическую (ГЦК) решетку размером 1,42 нм. Плотность фуллерита составляет 1,7 г/см3, что несколько меньше плотности и шунгита (2,1–2,4 г/см3) и графита (2,3 г/см 3).

Характерной особенностью структуры фуллеренов является, что атомы углерода расположены в вершинах правильных шести- и пятиугольников, покрывающих поверхность формирующейся графитовой сферы или эллипсоида и составляют замкнутые многогранники, состоящие из четного числа трехкоординированных атомов углерода, находящихся в состоянии sp2–гибридизации. Атомы углерода, образующие сферу, связаны между собой ковалентной С–С связью, длина которой в пятиугольнике – 0,143 нм, в шестиугольнике – 0,139 нм. Молекулы фуллеренов могут содержать 24, 28, 32, 36, 50, 60, 70 и т.д. атомов углерода. Фуллерены с количеством углеродных атомов n<60 являются неустойчивыми. Высшие фуллерены, содержащие большее число атомов углерода (n<400), образуются в незначительных количествах и часто имеют довольно сложный изомерный состав. В углеродистом веществе шунгитовых пород выявлены фуллерены (С60, С70, С74, С76, С84 и др.), а также фуллереноподобные структуры, как обособленные, так и связанные с минералами. Описаны и трубчатые разновидности углеродных фуллереноподобных кластеров – нанотрубки и пленочные формы.

Разновидности природных и синтетических фуллеренов с различным количеством атомов углерода: С24, С28, С32, С36, С50, С60, С70


Каковы области применения фуллеренов?

Благодаря сетчато-шарообразному строению природные фуллерены и их синтетические производные являются идеальными сорбентами и наполнителями. Толщина сферической оболочки молекулы фуллерена С60 составляет ~0,1 нм с радиусом молекулы – 0,357 нм. Помещая внутри углеродных кластеров разные атомы и молекулы, можно создавать различные наноматериалы с широким спектром физико-химических свойств. Комбинация фуллерена с представителями множества известных классов веществ открывает для химиков-синтетиков возможность получения многочисленных производных этих соединений. В настоящее время на основе фуллеренов синтезировано более 3 тысяч новых элементорганических соединений.

Фуллеренсодержащие материалы используются в современных нанотехнологиях, микроэлектронике, медицине, космических и военных технологиях, в машинном производстве, в производстве технической продукции, новейших сталей и сплавов, строительных, огнеупорных материалов, красок, тонкодисперстных порошков.

Практическое применение шунгита в водоочистительных технологиях

Широкие перспективы использования шунгита в качестве сорбента и наполнителя открываются в технологиях водоподготовки и водоочистки. Природный шунгит, уступая пористостью и внутренней поверхностью лишь активированному углю, характеризуется рядом положительных свойств:

  • высокой адсорбционной способностью и технологичностью;
  • механической прочностью и малой истираемостью;
  • корозионной устойчивостью;
  • способностью к сорбции многих веществ, как органических (нефтепродуктов, бензола, фенола, пестицидов и др.) так и неорганических (хлор, аммиак, тяжелые металлы);
  • каталитической активностью;
  • сравнительно низкой стоимостью;
  • экологической чистотой и безопасностью.

Эти качества позволяет использовать шунгит в качестве сорбента для очистки сточных вод от органических и хлорорганических веществ (нефтепродуктов, пестицидов, фенолов, поверхностно-активных веществ, диоксинов и др). Шунгит абсорбирует на своей поверхности до 95 % загрязнителей, включая хлорорганические соединения, фенолы, диоксины, тяжелые металлы, радионуклиды и др., устраняет мутность и цветность воды. Адсорбционная активность шунгита по фенолу составляет 14 мг/г; по термолизным смолам – 20 мг/г; по нефтепродуктам более – 40 мг/г. В модельных экспериментах показано, что в воде, содержащей тяжелые металлы (медь, кадмий, ртуть, свинец), бор, фенол и бензол в концентрациях в 10–50 раз превышающих ПДК, после обработки шунгитом, содержание этих загрязнителей снижается ниже установленных нормативными документами уровней. Кроме этого, шунгит благодаря сорбционной активности по отношению к патогенной микрофлоре, имеет выраженные бактерицидные свойства по отношению к патогенным сапрофитам, и простейшим. Особенно эффективным и технологически оправданным является применение в фильтрующих системах смесей на основе шунгита с активированным углем или с цеолитом с возможной последующей регенерацией сорбентов.

Другие области применения шунгита

Электропроводящие свойства шунгитовых пород позволяют создавать на их основе новые электропроводные строительные материалы, обладающие радиоэкранирующими и радиопоглощающими свойствами (снижать уровни электромагнитных излучений частотой 10–30 ГГц и электрических полей с частотой 50 Гц). Они также позволяют создавать электропроводные краски, бетоны, асфальты, отделочные материалы, штукатурные растворы и др. На основе этих материалов разработаны термоустойчивые электронагреватели, созданы новые перспективные экологически чистые строительные и отделочные материалы и др.

Наличие в шунгите фуллерено-подобных молекул открывает перспективы его дальнейшего использования в различных отраслях промышленности: в машиностроении – для производства различных минеральных добавок и смазок, в строительстве – в качестве строительного материала при производстве кирпича или композита в штукатурных смесях, при создании экранирующих помещений, для защиты от воздействия различного рода излучений, в электроснабжении, в качестве заменителя черной сажи в производстве термокрасок и покрытий, которые позволяют получать электропроводные поверхности и др. Лимитирующим фактором при этом остается чрезвычайно низкий процент содержания фуллеренов в шунгите (до 0,001 масс. %).

Шунгит, благодаря своей структуре и многокомпонентным составом образующих его элементов обладает и высокой активностью в окислительно-восстановительных процессах, широким спектром сорбционных и каталитических свойств. Это позволяет эффективно использовать этот минерал в различных окислительно-восстановительных процессах: в т.ч. в доменном производстве литейных высококремнистых чугунов (1 тонна шунгита заменяет 1,3 тонны кокса), в производстве ферросплавов, в производстве фосфора, в производстве карбида (SiC) и нитрида (Si3N4) кремния и др.

При диспергировании шунгитов получаются тонкодисперстные порошки, хорошо смешивающиеся с органическими и неорганическими веществами. Это свойство шунгитовых порошков позволяет использовать их в качестве черного пигмента красок на различной основе (масляных и водных), наполнителей полимерных материалов и резин (полиэтилена, полипропилена, фторопласта), заменителей технического углерода в составе резин, а также в качестве сорбента.

Получаемый из шунгита искусственный пористый материал шунгизит применяется в качестве теплоизоляционного материала и наполнителя для легких бетонов (шунгизитбетон).

Насколько эффективен шунгитный фильтр для очистки воды?

В России фильтры для очистки воды на основе шунгита разрабатываются с 1995 года. Сейчас на рынке отечественных производителей фильтров имеется ряд крупных фирм, которые производят бытовые и промышленные шунгитные фильтры. Шунгит абсорбирует на своей поверхности до 95% загрязнителей, и может очищать воду от многих органических и неорганических загрязнений – хлорорганических соединений, фенолов, диоксинов, тяжелых металлов, радионуклидов, устраняет мутность и цветность воды. Кроме этого, шунгит благодаря сорбционной активности по отношению к патогенной микрофлоре, имеет выраженные бактерицидные свойства по отношению к патогенным сапрофитам и простейшим. Но у каждого метода есть свои сторонники и противники. Говоря об эффективности использования шунгитных фильтров необходимо отметить, что процесс искусственного фильтрования через шунгитный фильтр всё же далёк от природного; фильтр невелик по размерам, а вода находится в кратковременном контакте с минеральным веществом.

Что такое шунгитовая вода?

Вода, настоянная на шунгите, становится не просто чистой питьевой водой, но коллоидным раствором гидратированных фуллеренов, которые относятся к новому поколению лекарственных и профилактических средств с многоплановым действием на организм.

Чем полезна шунгитовая вода?

Если настоять воду на шунгите, получается минерализованная высококонцентрированная шунгитовая вода с удивительными, выявленными в ходе исследований свойствами. Она обладает выраженным противовоспалительным действием при обработке кожи и слизистых, полоскание горла этой водой лечит ангину, ополаскивание десен — пародонтоз,обтирания и примочки показаны при гнойных ссадинах и ранах. Эту воду можно использовать в качестве первой помощи при аллергии, порезах, при солнечных и бытовых ожогах, для орошений и ванночек при гинекологических заболеваниях. Потребление внутрь шунгитовой воды полезно при заболеваниях обмена веществ, сахарном диабете, атеросклерозе, заболеваниях печени и желчного пузыря и др.

При каких заболеваниях можно использовать шунгитную воду?

Перечень заболеваний, для профилактики и лечения которых показана шунгитовая вода довольно большой:

  • анемия;
  • аллергии различных видов;
  • бронхиальная астма;
  • гастрит;
  • диспепсия;
  • заболевания почек;
  • заболевания печени;
  • диабет;
  • желчнокаменная болезнь, болезни желчного пузыря;
  • ослабленный иммунитета;
  • болезни печени;
  • болезни поджелудочной железы;
  • простудные заболевания;
  • сердечно-сосудистые заболевания;
  • холецистит;
  • синдром хронической усталости.
Использование шунгитовой воды в косметических целях

Ежедневное умывание шунгитовой водой разглаживает кожу, повышает ее эластичность, придает ей здоровый вид. Эта простая процедура при регулярном ее проведении может помочь избавиться от угрей и воспалений, снимает шелушение, покраснения. Регулярное ополаскивание этой водой волос придает им блеск и шелковистость, а также сокращает их выпадение, укрепляет корни, избавляет от перхоти.

Компрессы и полоскания из шунгитовой воды

Для того чтобы сделать компресс, достаточно намочить марлю в шунгитовой воде и приложить ее на больное место на 1,5-2 часа. Компрессы помогают ускорить заживление ран, порезов, мозолей, ссадин, способствуют быстрому заживлению ожогов. При помощи таких компрессов излечиваются артриты, артрозы, варикозное расширение вен.

В качестве полоскания достаточно использовать слегка подогретую, но не кипяченную воду, настоянную на шунгите в течение трех суток. Такие полоскания полезны при заболеваниях горла, простуде, воспалении десен, стоматите, тонзилите.

Шунгитовые ванны очень полезны и для улучшения общего самочувствия: снимают утомляемость, повышают работоспособность, заряжают энергией, улучшают кровообращение. В приготовлении шунгитовых ванн есть свои особенности: минерал или его гранулы помещаются в матерчатый мешочек, а затем мешочек опускается в ванну на 10 минут.

Применение и дозировка при кожных заболеваниях

Если врач не назначил другого режима лечения, то шунгитовый порошок, предварительно тщательно перемешивается с водой (до сметанообразной консистенции), наносится ровным, тонким слоем (0,5-1 мм) на пораженную поверхность. На пасту накладывается полиэтилен и сверху теплая, мягкая ткань. Длительность аппликации составляет от 30 мин до 1,5-2 часов. Паста смывается теплой водой и при необходимости обрабатывается ватным тампоном, смоченым в оливковом масле.

Как приготовить шунгитовую воду для внутреннего применения?

Для этого нужно профильтровать обычную воду или прокипятить её. Затем заполнить водой стеклянную или эмалированную ёмкость. Предварительно промытую шунгитовую крошку опустить в ёмкость с водой из расчета 100 г породы на 0,5 л воды. Настаивать в воде 2-х суток. Затем ее нужно аккуратно (без взбалтывания) слить в расходную емкость для использования, оставляя на дне слой воды объемом 0,5 л. Вода в этом слое содержит загрязняющие примеси, поэтому ее следует профильтровать через несколько слоев марли и также использовать.

Сколько можно пить шунгитовой воды в день?

По количеству потребляемой шунгитной воды особых ограничений нет. Можно пить сколько требует организм. Поэтому можно заменить обычную воду шунгитной. Однако, существует ограничение по количеству шунгита, на котором настаивается воду. На 1 литр воды идет 100 г шунгита (если не пользоваться фильтром). Если положить шунгита больше, то у воды появится металический привкус из-за излишней минерализации. Поэтому в начале лучше класть 70-80 г шунгита на литр воды, а потом через месяц положить остальные 20-30 г.

Какой шунгит можно использовать для приготовления шунгитовой воды?

Для приготовления шунгитовой воды можно использовать любой природный шунгит, приобретенный в аптеке или в магазине для здорового питания. Перед приготовлением шунгитовой воды минерал нужно хорошо промыть в проточной холодной воде до чистых вод.

Можно ли использовать шунгит в комбинации с другими минералами – кремнем и цеолитом?

Да, можно. В результате такой комбинации получаются новые свойства. Особенно эффективным и технологически оправданным является применение в фильтрующих системах смесей на основе шунгита с активированным углем или с цеолитом с возможной последующей регенерацией сорбентов. При добавлении в систему очистки к шунгиту других природных сорбентов (кремень, доломит, глауконит) очищаемая вода обогащается до физиологически оптимальных значений кальцием, магнием, кремнием и гидрокарбонатами.

Существуют ли противопоказания употребления шунгитовой воды?

Употребление шунгитовой воды практически не имеет противопоказаний и показано для профилактики многих заболеваний. Побочных явлений при лечении шунгитовой водой не выявлено. Использование шунгитной воды не является показанием для отмены других лекарственных средств. Шунгитная вода не токсична, при попадании на слизистую не вызывает раздражения. Но есть и противопоказания при лечении шунгитовой водой. Это - злокачественные и доброкачественные новообразования, сердечно сосудистые и хронические воспалительные заболевания в фазе обострения, склонность к тромбозам. Поэтому, прежде чем начать пить шунгитовую воду людям, имеющим многочисленные проблемы со здоровьем, по возможности лучше посоветоваться с врачом, который знаком с действием этого минерала.

Полезный совет

При покупке шунгита нужно быть осторожным, поскольку недобросовестные предприниматели зачастую выдают за шунгит совершенно другие каменные породы, похожие по цвету и структуре на шунгит.

Последнее время у недобросовестных производителей участились случаи продажи под маркой шунгит шунгизита, - материала, внешне схожего, а по свойствам ничем не похожего на шунгит. Цена на него намного ниже, но содержание всех компонентов, в том числе углерод (в структуре фуллеренов) в шунгизите в несколько раз меньше (меньше 10%), чем в шунгите (от 26% и выше).

Отличить подделку от оригинала на первый взгляд сложно даже специалисту. Существует один простой, но самый надёжный способ отличить настоящий шунгит от подделки. Настоящий шунгит можно очень легко отличить от подделки, а также от шунгитового сланца благодаря наличию свойства электропроводимости.

Электропроводимость - крайне редкое явление в каменных породах. В обычных условиях достаточно иметь обычную батарейку, лампочку от карманного фонаря и два провода. Соедините последовательно лампочку и батарейку, прикоснитесь двумя проводками к любому изделию из шунгита - лампочка загорится. Если нет – то вы приобрели подделку.

На вопросы отвечал к.х.н., доц. О.В. Мосин