Gli adsorbenti fisici possono essere riutilizzati nel processo di pulizia. Guarda altre foto di scienze verdi. Jonathon Nourok/La scelta del fotografo/Getty Images Anche se a volte sentiamo parlare di sversamenti di alto profilo nei notiziari, la cattiva gestione di materiali pericolosi e rifiuti non è un evento raro. Secondo l'Agenzia per la protezione dell'ambiente (EPA), è successo in decine di migliaia di siti negli Stati Uniti, dove i materiali pericolosi hanno contaminato il terreno, acqua e/o aria [fonte:EPA]. Materiali noti come adsorbenti sono essenziali nel processo di pulizia.
È importante notare qui che l'adsorbimento non è lo stesso processo dell'assorbimento. Un assorbente aspira e contiene altri materiali nel suo corpo, facendo gonfiare il volume dell'assorbente. Pensa a una spugna o a un tovagliolo di carta che assorba il latte versato. D'altra parte, un adsorbente attrae altri liquidi o gas solo sulla sua superficie. Però, la "superficie" può comprendere anche superfici interne, come pori e capillari. Sostanze altamente porose, come carbone attivo, sono ottimi assorbenti.
Un legame adsorbente può essere fisico o chimico. L'adsorbimento fisico comporta una debole attrazione elettrostatica (chiamata anche attrazione di van der Waals ) tra le molecole. Sostanze polari che hanno cariche superficiali negative e positive, Come l'acqua, sono attratti dagli adsorbenti polari. Sostanze non polari senza carica superficiale distinta, come sostanze organiche, sono attratti da adsorbenti non polari. L'adsorbimento fisico è reversibile in un processo chiamato desorbimento. Adsorbimento chimico, però, avviene a seguito di un legame chimico ed è in gran parte irreversibile. Poiché gli adsorbenti sono riutilizzabili nel processo di adsorbimento fisico, sono più economici e preferibili per scopi di pulizia ambientale.
Il processo di adsorbimento spesso coinvolge quello che viene chiamato un adsorbitore a letto fisso, in cui una sostanza come l'aria passa attraverso un letto di adsorbente solido. Mentre l'aria passa, l'adsorbente attira le particelle indesiderate contenute nell'aria. Il posizionamento di più strati di questi letti aiuta a migliorare l'efficienza. Questo può essere un processo rigenerativo, dove l'adsorbente può passare attraverso il desorbimento e poi essere rimesso in servizio.
Ora che sappiamo un po' cos'è l'adsorbimento e come funziona, possiamo capire come gli adsorbenti siano utili per la pulizia di materiali pericolosi. Leggi di più nella pagina successiva.
Gli adsorbenti oleofili (che attirano l'olio) vengono utilizzati per ripulire le fuoriuscite di petrolio. Chris Ladd/Taxi/Getty Images Diversi fattori determinano l'efficacia di un adsorbente nella pulizia ambientale. Questi includono non solo la superficie, ma anche struttura chimica, dimensione dei pori e dimensione delle particelle. carbone attivo, perché è così poroso, è un esempio di un adsorbente molto efficace e ampiamente utilizzato. Sorprendentemente, nelle giuste condizioni, un grammo di carbone attivo può avere una superficie totale di cinque campi da calcio [fonte:EPA]. Il carbone si attiva quando viene riscaldato e trattato con ossigeno per aumentare la struttura dei pori. Il carbone attivo è quindi efficace nell'eliminare le impurità dall'acqua (quindi il suo utilizzo nei filtri per l'acqua domestica) e nella pulizia dell'aria dai gas nocivi nelle maschere antigas. Altri usi del carbone attivo includono l'eliminazione di solventi, odori, gas e vapori di benzina.
Altri adsorbenti comuni includono gel di silice, efficace nella rimozione di gas inorganici e gas purificante, e setacci molecolari, efficace nella rimozione dell'ossido di azoto. Tra l'altro, l'allumina attivata funziona per rimuovere policlorobifenili ( PCB ). I PCB sono composti sintetici utilizzati soprattutto nell'industria elettrica fino agli anni '70, quando sono stati vietati. Ma poiché non si biodegradano, grandi quantità di PCB inquinano ancora l'acqua, suolo e aria.
Inoltre, gli adsorbenti (più degli assorbenti) vengono utilizzati per integrare la pulizia delle fuoriuscite di petrolio. Di solito non sono efficaci come metodo principale di pulizia a meno che la fuoriuscita di petrolio non sia molto piccola, ma sono utili per le fasi finali della pulizia. I migliori adsorbenti per pulire l'olio dall'acqua sono sia oleofili (che attirano l'olio) che idrofobici (idrorepellenti). Pensa a come hai bisogno di sapone e non solo acqua per pulire gli oli naturali dai tuoi capelli, o su come gli animali piumati possono essere inzuppati di olio nero che non si risciacqua. Per gli stessi motivi, i capelli e le piume sono assorbenti efficaci per ripulire le fuoriuscite di olio nell'acqua.
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