„Sapropelis – unikalus gamtos resursas, daug svarbios informacijos suteikiantis įvairių sričių mokslininkams ir vertingas ne tik praeities tyrimams, bet ir dabartinėms reikmėms. Tai organinės augalų liekanų, mikroorganizmų ir mineralinių dalelių organogeninės nuosėdos, susidariusios ežerų, pelkių ir kitų stovinčio vandens telkinių dugne, kur deguonies kiekis minimalus. Tik sapropelio sluoksniai formuojasi labai lėtai – nusėda vos 1–2 mm per metus, tad kelių metrų storio klodai gali būti net 10 tūkst. metų senumo“, – sako Lietuvos geologijos tarnybos vyriausiasis geologas Valdas Stankevičius.
Lietuvos ežeruose ir pelkėse preliminariai telkiasi apie 10 mlrd. m³ sapropelio – nuosėdų, pradėjusių formuotis prieš 10–12 tūkst. metų, po paskutinio ledynmečio. Lietuvos geologijos tarnybos duomenimis (2022), sapropelio prognoziniai ištekliai sudaro 152 886 tūkst. kub. metrų. Sapropelio yra visoje Lietuvos teritorijoje, bet daugiausia išžvalgytų išteklių – Vilniaus, Utenos ir Alytaus apskrityse.
Vis dėlto kol kas šalyje sapropelio eksploatuojama itin mažai – 2023 m. buvo išgauta vos apie 1 tūkst. kub. metrų. Šį ribotą panaudojimą lemia ne tik menka paklausa, bet ir specializuotos įrangos poreikis bei sudėtingas gavybos procesas, kas didina eksploatavimo kaštus.
Kam naudojamas sapropelis
Žemės ūkyje sapropelis naudojamas kaip natūrali trąša, papildanti dirvožemį organinėmis medžiagomis ir gerinanti struktūrą. Daug organinės medžiagos turintis sapropelis pagerina dirvožemio agrochemines, biologines, fizikines savybes ir padeda išlaikyti humuso balansą.
Sapropelis lėtai mineralizuojasi ir maisto medžiagas atpalaiduoja lėtai, todėl jo teigiamas poveikis dirvai gali išlikti net iki 20 metų. Sapropelis pasižymi baktericidinėmis savybėmis – juo mulčiuotoje dirvoje augalai mažiau serga.
Sapropelis – sveikas gyvulių ir paukščių pašarų priedas, tinkamas antibiotikų nenaudojančiuose ūkiuose. Dėl B grupės vitaminų, mikro- ir makroelementų, amino rūgščių ir biostimuliatorių tai labai vertingas pašarų priedas kiaulėms ir paukščiams. Tinkamai naudojamas sapropelis gerina virškinimą ir medžiagų pasisavinimą, didina kūno masės prieaugį, kalcio įsisavinimą ir paukščių dėslumą.
Medicina ir kosmetika. Sapropelis – vienas vertingiausių balneoterapijos komponentų ir natūrali gydomojo purvo rūšis, nes padeda sumažinti sąnarių ir raumenų skausmus, mažina uždegimus ir skatina odos regeneraciją. Taip pat skatina kraujotaką, prakaitavimą ir padeda iš organizmo šalinti toksinus. Kadangi sapropelyje gausu biologiškai aktyvių medžiagų, jis naudingas odai, ypač turint dermatologinių problemų, tokių kaip egzema, psoriazė ir kt.
Be to, dėl drėkinamųjų ir regeneracinių savybių bei antiseptinių komponentų kosmetikoje sapropelis naudojamas odos priežiūros produktuose.
Sapropelis, kaip ekologiška medžiaga, gali būti naudojamas biokuro briketams gaminti ir suteikti jiems papildomos šiluminės vertės. Biokuro briketų gamybai naudojamas tinkamai paruoštas organinis sapropelis. Jis kaloringas, pasižymi geromis rišamosiomis savybėmis formuojant kuro granules ir briketus, išdžiūvęs yra visiškai neimlus vandeniui. Galų gale jis – natūralus anglies kaupiklis, padedantis sumažinti anglies dvideginio kiekį atmosferoje.
Chemijos pramonė. Iš sapropelio gali būti išskiriama derva, bitumai, ligninas, koksas, pikis.
Statybinių medžiagų gamyba. Kaip efektyvi rišamoji medžiaga, gali būti naudojamas termoizoliacinių plokščių iš spalių, mineralinės vatos, pjuvenų gamyboje. Šioje srityje sapropelio panaudojimo galimybes tyrinėjo Kauno technologijos universiteto mokslininkai. Sapropelio kiekis bendroje su užpildu masėje gaminio formoje sudaro 15–20 proc. (drėgnis 92–95 proc.).
Presu suslėgta ir suformuota plokštė išdžiovinama ir pakaitinama 140–160 °C temperatūroje. Kaitinant labai pagerinamos klijuojančios ir hidrofobinės (nedrėksta nuo vandens) sapropelio ir gaminio savybės. Gaminiai su sapropeliu atsparūs pelėsiui. Šioje srityje daugiau tyrimų yra atlikę baltarusiai.
Keramikos gamyba. Karbonatinis ir organinis sapropelis gali būti naudojamas keramikos dirbinių gamybai. Karbonatinis sapropelis lemia pagrindines technologines molio savybes (plastiškumą, susitraukimą, sukepimą) ir keraminio gaminio spalvą, tankį, stiprumą, atsparumą šalčiui.
Keramikos dirbinys su karbonatinio sapropelio priedu mažiau susitraukia degant, išdegtas yra lengvesnis, geresnių termoizoliacinių savybių, šviesesnės spalvos. Gaminiai iš molio, į kurį įmaišyta iki 10 proc. išdžiovinto ir tinkamai paruošto (sumalto) kalkinio sapropelio, greičiau išdega, visiškai nesideformuoja degant, beveik nepakinta jų stiprumas ir higroskopiškumas.
Organinis sapropelis tinka gaminant akytos struktūros keramiką, tinkamą termoizoliaciniams gaminiams. Tokia keramika nepakinta esant 1000 °C temperatūrai. Įmaišius į molį organinio ir kalkinio sapropelio, pagerėja keraminių gaminių struktūra – skylant karbonatams dėl išsiskiriančio anglies dvideginio atsiranda daug smulkių porų, pagerinančių gaminio savybes. Sapropelio panaudojimą keramikos gaminių gavybai vertino Kauno technologijos universiteto mokslininkai ir pavieniai meno srities atstovai.
Geologinė ir istorinė vertė
Sapropelis leidžia mokslininkams tyrinėti praeities klimato ir aplinkos sąlygas. Taigi, analizuojant jo sluoksnius, galima nustatyti per tūkstantmečius įvykusius pokyčius.
Sapropelyje randami grūdų ar augalų likučiai rodo žemdirbystės pradžią tam tikruose regionuose. Europoje aptikti sluoksniai liudija, kad žemdirbystė čia ėmė plisti daugiau nei prieš 5000 metų.
Pavyzdžiui, kai kuriose Europos vietovėse aptinkami sapropelio sluoksniai netgi parodo, kad tam tikru metu dėl žmogaus veiklos buvo padažnėję gaisrų. Sapropelio sluoksniuose aptinkama antropogeninių atliekų ir dirvožemio erozijos pėdsakų. Jie pasakoja apie miškų kirtimą, žemės dirbimą ar miestų plėtrą. Kai kurių vietovių sapropelyje išlikę sunkiųjų metalų pėdsakai liudija apie taršą pramonės revoliucijos laikotarpiu. Pvz., Šiaurės Europoje aptikta didelė švino ir gyvsidabrio koncentracija yra susijusi su intensyvia metalurgija XVIII–XIX a.
Sapropelyje aptinkama didelė biogeninių medžiagų koncentracija, rodanti klimato kaitos laikotarpius. Pavyzdžiui, Viduržemio jūros sapropelio sluoksniuose musoninės liūtys ir su jomis susijęs gėlo vandens antplūdis sukūrė aplinką, kurioje beveik nėra deguonies. Tai įvyko, kai į jūrą patekęs gėlas vanduo sudarė paviršinį sluoksnį, o giliau liko šiltesnis, druskingas ir sunkesnis jūros vanduo.
Todėl deguonis nebegalėjo patekti į gilius sluoksnius ir jo trūkumas giliuose Viduržemio jūros vandenyse sustabdė organinių medžiagų irimą (oksidaciją). Šios sąlygos, kurioms būdingas deguonies stygius, neleido irti organinėms medžiagoms, taip sudarydamos palankią aplinką sapropelio susidarymui.
Sapropelyje aptinkama ir parazitų kiaušinėlių, nes šis organinės kilmės nuosėdų sluoksnis susidaro ežerų, pelkių ar kitų stovinčio vandens telkinių dugne, kur kaupiasi augalų ir gyvūnų liekanos. Parazitų buvimas rodo tam tikras sąlygas (pavyzdžiui, šiltus ir drėgnus laikotarpius), paskatinusias parazitų populiacijos augimą. Toks tyrimas padeda atkurti ligų paplitimą ir suprasti parazitinių organizmų evoliuciją bei jų įtaką augmenijai, gyvūnų populiacijoms.
Taigi sapropelis – unikalus gamtos resursas, daug svarbios informacijos suteikiantis įvairių sričių mokslininkams ir vertingas ne tik praeities tyrimams, bet ir dabartinėms reikmėms.
Sapropelio sudėtis
Praktikoje sapropelis apibrėžiamas kaip bestruktūrė, koloidinės sandaros ežerų nuosėda, nuo primenančios skystus drebučius iki tankios, plastiškos arba purios konsistencijos ir turinti ne mažiau kaip 15 proc. organinės kilmės medžiagų.
Priemaišas sudaro mineralinė dalis – smiltelės, molis ar gėlavandeniai karbonatai. Pagal cheminę sudėtį sapropelis skirstomas į organinį (mažai peleningas – iki 30 proc. pelenų) ir labai peleningą (30–85 proc. pelenų).
Labai peleningas sapropelis, priklausomai nuo pelenų sudėties, skirstomas į karbonatinį, silicinį ir mišrų. Šių komponentų kiekių santykis nuosėdose sukurią didelę seką įvairių sapropelio atmainų. Plačiausiai gali būti panaudotas ir didžiausią vertę turi gausiai organine medžiaga prisotintas sapropelis. Vertingiausios sudėties organinis sapropelis aptinkamas pelkių apsuptuose eutrofiniuose ir distrofiniuose ežeruose.
Sausoje medžiagoje gali būti iki 98 proc. organinių medžiagų. Sapropelyje randama hidrolizuotų mikroelementų bei metalų – Al, Ca, Co, Cu, Fe, K, Mo, Zn, Se; B, Br, C, J, N, P, S, Si ir kt. Vienas būdingiausių sapropelio požymių – koloidinė struktūra (tai tarpinė forma tarp kietojo kūno ir skysčio). Sapropelyje esantys organiniai koloidai pasižymi maža filtracija, lipnumu ir dideliu vandens imlumu, todėl gali absorbuoti daug vandens. Jo kiekis sapropelyje svyruoja nuo 40 iki 97 proc.
Natūralios būklės (ežere) sapropelio tankis siekia 1,03–1,08 t/m3. Džiūdamas jis praranda daug drėgmės, jo tūris sumažėja 4–6 kartus ir daugiau, tankis padidėja iki 1,25–1,35 t/m3. Tik peršaldžius koloidinė struktūra suyra, sapropelis pasidaro purus, tankis sumažėja iki 0,4–0,7 t/m3.
