Diyatomeler ve Doğal Mineral Diyatomit
Diyatomeler biyolojik, ekolojik ve ekonomik yönden büyük öneme sahip, her türlü sucul ortamda yaşayabilen fotosentetik alglerdir. Şekil bakımından fevkalade zenginlik gösteren, küçük, esmer renkli, tek hücreli veya koloni halinde yaşayan diyatomeler özellikle tatlı su, deniz ve okyanusların en önemli planktonik organizmalarıdır. AB ülkelerinde yürürlükteki Su Çerçeve Direktifi (WFD, 2000/60/EC) kapsamında, tatlı ya da tuzlu sularda kıyıdan itibaren güneş ışığının girebildiği derinliklere kadar olan yerlerde yaşayan bentik diyatomeler, su kaynaklarının ekolojik açıdan kalitesinin belirlenmesi için temel organizmalardır. Tanımlanmış 285 diyatome türünün kendine özgü geometrik şekli, gözenek yapısı ve büyüklüğü vardır. Büyüklükleri 2-500 μm arasında değişir.
Diyatome çeperleri kuru silisyum ihtiva eder ve hiçbir element bunun yerini tutamaz. Hücre çeperlerinde silisyum olması onlara diğer algler arasında karakteristik bir özellik kazandırır. Diyatomelerin gelişebilmesi için mutlak suretle silisyuma ihtiyaç vardır. Diyatomelerin büyümesini destekleyen diğer kimyasal elementler de ortamda mevcut ise, gelişmesi silisyum konsantrasyonu ile doğru orantılı olarak artar. Çok fazla miktarda silisleşmiş formlarda, silisyum organizmanın kuru ağırlığının %50’si kadar bir miktarını teşkil edebilir. Diyatomeler suda erimiş silisin en büyük tüketicisidirler ve sudaki silis oranını denetlerler.
Doğal sularda 10 mg/lt den az olmamakla birlikte, bazı sularda ve özellikle volkanik sularda 60 mg/lt ve hatta 100 mg/lt kadar silikat bulunmaktadır. Bu durumda pH 9 a çıkar. Buhar türbinlerinde kullanılan sular yüksek basınçta, kanatlar üzerinde sert kabuklar meydana gelmesine neden olduğundan sulardaki silikatın 0,1 mg/lt yi aşmaması gerekir.
Diyatomelerden oluşan Diyatomit minerali
Diyatomit, diyatomelerin fosilleşmiş silisli kabuklarından meydana gelen organik bir çökeldir. Suda erimiş silis oranının birden artması diyatomelerin yaygınlaşmasına, öldükten sonra kabukların çözülmemesine ve diyatomit oluşumuna yol açmaktadır. Organizma öldüğü zaman tortu halinde çöker ve organik kısmı çürüyerek kaybolur. Böylece silisli kabukları birikir ve taşlaşarak diyatomit yataklarını meydana getirir. Diyatomit, diğer bilinen adıyla kizelgur, biyolojik orijinli tek doğal mineraldir.
Deniz, göl ve durgun nehir yataklarında çökelen bu rezervler, yer kabuğu hareketleri ile yükselerek beyaz görünümlü tepecikleri meydana getirmektedir. Diyatomeler ilk defa Kretase çağında (135-65 milyon yıl önce) çok büyük miktarlara ulaşmışlar ve bugün ticari değeri olan diyatomit yataklarının çoğunu ise Miyosen çağında (27-7 milyon yıl önce) meydana getirmişlerdir. Dünyada diyatomit rezervi bakımından en zengin kıta Avrupa olup, onu Amerika takip etmektedir. Türkiye’nin diyatomit rezervi 125 milyon tondur. Hırka (Kayseri) Türkiye’nin bilinen en büyük diyatomit yatağıdır (106 milyon ton).
Diyatomitin kullanım alanları
Diyatomit en fazla filtrasyon alanında kullanılır. Anadolu’nun bazı bölgelerinde pekmez şırasının süzülmesinde kullanıldığı için “pekmez toprağı” olarak da adlandırılmaktadır.
Diyatomit aynı zamanda doğal bir puzolandır. Doğal puzolanlar, binlerce yıldan beri söndürülmüş kireçle birleştirilerek su altında da sertleşebilen ve suya dayanıklı harç ve bir tür beton yapımında kullanılmıştır. Portland çimentosunun icadından sonra da hem doğal puzolanlar hem de yapay puzolanlar portland çimentolu beton yapımında mineral katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Gerek betonun birçok teknik özeliğini olumlu yönde değiştirmeleri, gerekse portland çimentosundan daha ekonomik olmaları ve beton karışımının içerisinde çimento ağırlığının %50’sine varan miktarlarda kullanılmaları nedeniyle, puzolanik katkı maddelerinin beton endüstrisinde çok önemli yeri bulunmaktadır.
Diyatomitin kullanımı çok eskilere dayanır. Ayasofya’nın kubbesinde hafifliğinden dolayı diyatomit tuğla kullanıldığı bilinmektedir. Nobel tarafından 1867 yılında nitrogliserin ile diyatomitin 3:1 oranında karışımı ile taşınabilir bir patlayıcı olan dinamit yapılmıştır. 19. yüzyılın ikinci yarısında pancardan şeker üretiminde diyatomitin filtre yardımcısı olarak kullanımına ilişkin patentlerden sonra, o ana kadar dolgu ve izolasyon maddesi olarak kullanılan diyatomit filtre yardımcısı olarak kullanılmaya başlanmıştır. Gerek Amerika’da gerek Avrupa’da diyatomitin katkı ve izolasyon maddesi olarak kullanımı uzun yıllar önemini sürdürmüştür. Diyatomitler, kalsine edildikten sonra birçok baraj yapımında kullanılmıştır. Örneğin; ABD’de 1957 yılında yapımı tamamlanan Monticello Barajı yapısında pişirilmiş toprak şeklinde kullanılmışlardır.
Günümüzde, diyatomit tüketiminin %60’ını filtre yardımcısı olarak kullanımı teşkil etmektedir. Diyatomit dolgu maddesi olarak kullanıldığı zaman elde edilen ürünün özelliklerini geliştirmekte ve performansını yükseltmektedir. Bu alanda en çok boya, plastik, kağıt, lastik, cila, kibrit, diş macunu ve bazı kimyasal maddelerin üretiminde faydalanılmaktadır. Bu alandaki tüketim %21 paya sahiptir ve minimum %80 SiO2içermesi gerekmektedir.
Diyatomit kağıt sanayinde de kullanım alanı bulmaktadır. Saflığı, beyazlığı, ince taneli dokusu, yüksek gözenekliliği, sağlamlığı, hafifliği, elastikiyeti, kimyasal maddelere karşı dayanıklılığı, ısıyı az geçirmesi, ışık yansımasını azaltması gibi özelliklerinden dolayı kağıt imalinde dolgu maddesi olarak kullanılmaktadır.
Diyatomit, gaz beton adıyla beton veya geleneksel kagir malzemelere oranla çok hafif, buna ek olarak, içindeki hava kabarcıkları nedeniyle yüksek ısı yalıtım özelliğine sahip, bir tür hafif beton olarak yapı sektöründe aranan bir malzemedir. Yapısındaki hava kabarcıkları dolayısıyla bu malzemeye gaz beton adı verilmiştir.
Çatı ve cephe kaplama sıvalarında, kalorifer kazanlarında, fırınlarda ve ısı taşıyıcı borularda diyatomit izolasyon malzemesi olarak kullanılmaktadır. Bu alanda kullanımı %1-2 olmasına rağmen daha saf (en az %94 SiO2 içeren) diyatomitler tercih edilir.
Çevre kirliliğinin giderilmesine yönelik çalışmalarda diyatomit adsorbant olarak özellikle ağır metal giderimi ve boyar madde giderimi amacıyla kullanılmaktadır.
Nasıl ki plankton adı verilen mikroskobik deniz canlılarından bugünkü enerji ihtiyacımızın karşılanması için milyonlarca yıl öncesinden petrol oluşumu başlatıldıysa, aynen buna benzer şekilde, mikron boyutundaki diyatome isimli alglerden, yine milyonlarca yıl önce, günümüzde birçok sanayide kullanılan doğal mineraller üretilmeye başlandı. Bu gerçekler, her ihtiyacımızı çok öncelerden hazırlayan Yüce Kudret’e teşekkür etmemiz gerektiğini bize hatırlatıyor.
Kaynak:
Murat Çetin, Beyhan Taş (2012). Bi̇yoloji̇k Ori̇ji̇nli̇ Tek Doğal Mi̇neral: Di̇yatomi̇t. Tübav Bi̇li̇m Dergi̇si̇, Cilt:5, Sayı:2, Sayfa: 28-46.