Gnojidba bazaltom za kvalitetnije tlo i uklanjanje ugljikovog dioksida iz zraka

Ugljikov dioksid rastače silikatne stijene. To je prirodni proces. Bi li se taj proces mogao ubrzati – i tako usporiti globalno zatopljenje?

Naš prvi popularizator kemije, profesor Fran Bubanović (1883. – 1956.) sažeo je čitavu geokemiju u jednu misao, naime da se na našem planetu vodi vječna borba između dvije kiseline ili – kemijski točnije – između dva kisela oksida (kiselinska anhidrida), ugljikova i silicijeva dioksida. Prvi, CO2, se otapa u vodi i u obliku ugljične kiseline (H2CO3) rastače silikate pretvarajući ih u karbonate, minerale gline (glinu, ilovaču) i kremeni pijesak. Karbonati i novi silikatni minerali na kraju postaju stijene te dospijevaju, pomicanjem tektonskih ploča, u magmu. Tamo se pak događa obratni proces: karbonati se pretvaraju u silikate, a CO2, oslobođen reakcijom karbonata sa SiO2,  izlazi s dimom iz vulkanskog kratera.  

Jasno je: prirodni proces kojim se uklanja ugljikov dioksid iz zraka nije samo biološki, poznati nam proces fotosinteze u listu zelene biljke, nego i geološki, koji se očituje u vječitom, no oku nevidljivom otapanju stijena u ugljičnoj kiselini. Bi li se taj proces, proces trošenja stijena mogao nekako pospješiti?

Upravo se tim posljednjem procesom pozabavio znanstveni rad što se nedavno pojavio u časopisu Nature. Riječ je o tome – što se vidi već iz naslova „Potential for large-scale CO2 removal via enhanced rock weathering with croplands“ – da se pokuša potaknuti trošenje (weathering) stijena posipanjem njihova praha po njivama (croplands). Od toga i ime postupka,  „enhanced silicate rock weathering“ (pojačano trošenje silikatnih stijena) ili, kraće, ERW.

ERW je nešto sasvim jednostavno: njiva  se, u debljini nekoliko centimetara, zaspe prahom bazalta, najrasprostranjenije silikatne stijene. Bazalt nastaje hlađenjem vulkanske lave te ga se u obilnim količinama nalazi kako na kopnu tako i na dnu mora, no – zgodno je i to spomenuti – ne samo zemaljskih mora nego i onih (posve suhih) mora na Mjesecu. Osim toga, možda najvažnije, bazalt praktički ne sadržava SiO2 u slobodnom stanju, za razliku od drugih silikatnih stijena, primjerice granita. Takvim bi se postupkom, smatraju autori spomenutog znanstvenog rada, moglo godišnje uklanjati iz atmosfere 0,5 do 2 milijarde tona ugljikova dioksida, ili – drugačije rečeno – 140 do 550 milijuna tona ugljika. 

Bazalt u prirodnom....
Bazalt u prirodnom….

Lijepo za čuti, ali zasipanje njiva bazaltom ne bi moglo potpuno riješiti problem globalnog zatopljenja. Računa se naime da svaki čovjek doprinese globalnom zatopljenju s nekoliko tona ugljikova dioksida godišnje. To dakako ovisi o tome gdje „svaki“ čovjek živi: Indijac godišnje proizvede deset puta manje (1,7 t)  CO2 od Amerikanca (16,5 t). Između tih krajnosti nalaze se Brazil (2,6 t), Kina (7,5 t) i Europa (7,3 t) te odmah do Sjedinjenih Država, Kanada (15,1 t). No bez obzira na to, od silikata bi moglo biti i drugih  koristi.  Oni bi naime mogli pridonijeti poboljšanju kvalitete tla.

... i izmrvljenom stanju
… i izmrvljenom stanju

Trošenjem silikata nastaju karbonati, a kako karbonati zalužuju tlo, gnojidba silikatima dobro bi došla kiselim tlima. Trošenje silikata usto oslobađa mineralne tvari zarobljene u stijeni, prije svega kalcij, kalij i magnezij, no također cink i željezo, pa bi i to pridonijelo boljem rastu biljaka i njihovoj većoj prehrambenoj vrijednosti. No, ima i druga strana medalje. Bazalt se nigdje ne nalazi u obliku pijeska nego u obliku tvrde stijene. Tu stijenu treba razbiti, izmrviti te dovesti do polja. A to nije baš jeftino, ni u pogledu uloženog rada (novca) ni u pogledu utrošene energije (koja, opet, ne mora dolaziti samo iz obnovljivih izvora).

No i za to ima rješenja. Prije svega, mnogo se silikatnog, ne nužno bazaltnog praha proizvede pri preradi ruda (jalovina). Za silikatnu gnojidbu  mogla bi poslužiti i troska, bilo  da nastaje pri proizvodnji sirovog željeza (iz visoke peći) ili čelika. (Računa se da se pri proizvodnji tone čelika dobije i 185 kg troske prve i 117 kg troske druge vrste.) Nepresušan izvor silikata mogla bi biti i šuta (otpadni beton), preostala nakon rušenja građevina. Ukratko: otpadni silikati mogli bi, na ovaj ili onaj način, pronaći put do polja i na njima se prirodnim putem razgraditi.

Ovisno o izvoru silikata i državi u kojoj bi se primjenjivala nova poljoprivredna tehnologija ovisila bi i cijena uklanjanja ugljikova dioksida: od 80 do 180 dolara po toni. Kolika bi pak bila neizravna korist od takve gnojibe, teško je, pravo rečeno nemoguće izračunati.

I na kraju ostaje nam odgovoriti na pitanje koje proizlazi iz same naravi anorganskog (geokemijskog) ugljikovog ciklusa. Ako pogledamo kemijske jednadžbe na priloženoj slici vidjet ćemo da će se sav ugljikov dioksid što su ga silikatne stijene uzele iz atmosfere u nju vratiti kroz vulkansko grotlo. To je točno, ali dok naša polja dospiju pod tektonsku ploču proteći će milijuni, ako ne i deseci milijuna godina – a do tada ćemo, nadam se, već naći trajno rješenje za globalno zatopljenje.  

Nenad Raos, rođen 1951. u Zagrebu, je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik, sada u mirovini. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti.  Autor je više stručnih  i 13 znanstveno-popularnih knjiga, a nedavno mu je izišla još jedna: „Mala škola pisanja (za znanstvenike i popularizatore)“. Urednik je rubrike „Kemija u nastavi“ u časopisu Kemija u industriji, za koji piše i redovite komentare. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.