Fysiska adsorbenter kan återanvändas i saneringsprocessen. Se fler gröna vetenskapsbilder. Jonathon Nourok/Photographer's Choice/Getty Images Även om vi ibland får höra om högprofilerade spill på nyheterna, felaktig hantering av farligt material och avfall är inte en sällsynt händelse. Enligt Environmental Protection Agency (EPA), det har hänt på tiotusentals webbplatser i hela USA, där de farliga materialen har förorenat mark, vatten och/eller luft [källa:EPA]. Material som kallas adsorbenter är viktiga i saneringsprocessen.
Det är viktigt att notera här att adsorption inte är samma process som absorption. En absorbent suger upp och innehåller andra material i kroppen, orsakar volymen av absorbenten att svälla upp. Tänk på en svamp eller en pappershandduk som suger upp din spillda mjölk. Å andra sidan, en adsorbent drar bara andra vätskor eller gaser till dess yta. Dock, "ytan" kan också innefatta inre ytor, som porer och kapillärer. Mycket porösa ämnen, som aktivt kol, är bra adsorbenter.
En adsorberande bindning kan vara antingen fysisk eller kemisk. Fysisk adsorption innebär en svag elektrostatisk attraktion (även kallad van der Waals attraktion ) mellan molekyler. Polära ämnen som har negativa och positiva ytladdningar, som vatten, attraheras av polära adsorbenter. Ipolära ämnen utan distinkt ytladdning, som organiska ämnen, attraheras av icke-polära adsorbenter. Fysisk adsorption är reversibel i en process som kallas desorption. Kemisk adsorption, dock, sker som ett resultat av en kemisk bindning och är i stort sett irreversibel. Eftersom adsorbenter kan återanvändas i den fysiska adsorptionsprocessen, de är billigare och att föredra för miljöstädning.
Processen för adsorption innefattar ofta vad som kallas en adsorber för fast säng, i vilken ett ämne som luft passerar genom en bädd av fast adsorbent. När luften passerar, adsorbenten drar till sig de oönskade partiklarna i luften. Att placera flera lager av dessa sängar hjälper till att förbättra effektiviteten. Detta kan vara en regenerativ process, där adsorbenten kan gå igenom desorption och sedan tas i bruk igen.
Nu när vi vet lite om vad adsorption är och hur det fungerar, vi kan förstå hur adsorbenter är användbara för rengöring av farligt material. Läs mer på nästa sida.
Oleofila (oljeattraktande) adsorbenter används för att rengöra oljeutsläpp. Chris Ladd/Taxi/Getty Images Flera faktorer avgör hur effektivt ett adsorbent är vid miljörensning. Dessa inkluderar inte bara ytarea, men också kemisk struktur, porstorlek och partikelstorlek. Aktivt kol, för det är så poröst, är ett exempel på en mycket effektiv och allmänt använd adsorbent. Otroligt, under rätt förutsättningar, ett gram aktivt kol kan ha en total yta på fem fotbollsplaner [källa:EPA]. Kol aktiveras när det värms upp och behandlas med syre för att öka porstrukturen. Det aktiverade kolet är då effektivt för att eliminera föroreningar från vatten (alltså dess användning i hushålls vattenfilter) samt rengöra luften från skadliga gaser i gasmasker. Andra användningsområden för aktivt kol inkluderar eliminering av lösningsmedel, lukt, gaser och bensinångor.
Andra vanliga adsorbenter inkluderar kiselgel, effektiv för att avlägsna oorganiska gaser och rena gas, och molekylsiktar, effektivt för att avlägsna kväveoxid. Bland annat, aktiverad aluminiumoxid fungerar för att ta bort Polyklorerade bifenyler ( PCB ). PCB är syntetiska föreningar som används särskilt i elindustrin fram till 1970 -talet, när de förbjöds. Men eftersom de inte biologiskt nedbryts, stora mängder PCB förorenar fortfarande vattnet, jord och luft.
Dessutom, adsorbenter (mer än absorbenter) används för att komplettera sanering av oljeutsläpp. De är vanligtvis inte effektiva som den primära rengöringsmetoden om inte oljeutsläppet är mycket litet, men de är användbara för de sista skedena av saneringen. De bästa adsorbenterna för rengöring av olja från vatten är både oleofila (oljedragande) och hydrofoba (vattenavvisande). Tänk på hur du behöver tvål och inte bara vatten för att rengöra de naturliga oljorna från ditt hår, eller om hur fjädrade djur får kan dränkas i svart olja som inte sköljer bort. Av samma skäl, hår och fjädrar gör effektiva adsorbenter för att rensa upp oljespill i vattnet.
För mycket mer information om miljörensning, se länkarna på nästa sida.
