Hvordan bruges adsorbenter til miljøoprydning?

Selvom vi nogle gange hører om højt profilerede spild af nyheder, forkert håndtering af farlige materialer og affald er ikke en sjælden forekomst. Ifølge Environmental Protection Agency (EPA), det er sket på titusinder af websteder i hele USA, hvor de farlige materialer har forurenet jord, vand og/eller luft [kilde:EPA]. Materialer kendt som adsorbenter er afgørende i oprydningsprocessen.

Det er vigtigt at bemærke her, at adsorption ikke er den samme proces som absorption. Et absorberende stof suger til sig og indeholder andre materialer i kroppen, får volumenet af absorbenten til at svulme op. Tænk på en svamp eller et køkkenrulle, der opsuger din spildte mælk. På den anden side, et adsorbent tiltrækker kun andre væsker eller gasser på overfladen. Imidlertid, "overfladen" kan også omfatte indre overflader, som porer og kapillærer. Meget porøse stoffer, som aktivt kul, er gode adsorbenter.

En adsorberende binding kan enten være fysisk eller kemisk. Fysisk adsorption involverer svag elektrostatisk tiltrækning (også kaldet van der Waals attraktion ) mellem molekyler. Polare stoffer, der har negative og positive overfladeladninger, som vand, tiltrækkes af polare adsorbenter. Ikke-polære stoffer uden tydelig overfladeladning, som organiske stoffer, tiltrækkes af upolare adsorbenter. Fysisk adsorption er reversibel i en proces kaldet desorption. Kemisk adsorption, imidlertid, sker som følge af en kemisk binding og er stort set irreversibel. Fordi adsorbenter kan genbruges i den fysiske adsorptionsproces, de er billigere og foretrukne til miljøoprydning.

Processen til adsorption involverer ofte det, der kaldes en adsorber med fast seng, hvor et stof som luft passerer gennem et leje af fast adsorbent. Når luften passerer, adsorbenten tiltrækker de uønskede partikler i luften. Placering af flere lag af disse senge hjælper med at forbedre effektiviteten. Dette kan være en regenerativ proces, hvor adsorbenten kan gennemgå desorption og derefter tages i brug igen.

Nu hvor vi ved lidt om, hvad adsorption er, og hvordan det fungerer, vi kan forstå, hvordan adsorbenter er nyttige til rengøring af farligt materiale. Læs mere på næste side.

Brug af adsorbenter til miljøoprydning

Flere faktorer bestemmer, hvor effektivt et adsorbent er ved miljøoprydning. Disse omfatter ikke kun overfladeareal, men også kemisk struktur, porestørrelse og partikelstørrelse. Aktivt kul, fordi det er så porøst, er et eksempel på et meget effektivt og meget udbredt adsorbent. Overraskende, under de rette betingelser, et gram aktivt kul kan have et samlet overfladeareal på fem fodboldbaner [kilde:EPA]. Kulstof aktiveres, når det opvarmes og behandles med ilt for at øge porestrukturen. Det aktive kul er derefter effektivt til at fjerne urenheder fra vand (dermed dets anvendelse i husholdningsvandfiltre) samt rense luften for skadelige gasser i gasmasker. Andre anvendelser af aktivt kul omfatter eliminering af opløsningsmidler, lugt, gasser og benzindampe.

Andre almindelige adsorbenter omfatter silicagel, effektiv til fjernelse af uorganiske gasser og rensning af gas, og molekylsigter, effektiv til fjernelse af nitrogenoxid. Blandt andet, aktiveret aluminiumoxid virker til at fjerne polychlorerede biphenyler ( PCB'er ). PCB er syntetiske forbindelser, der især blev brugt i den elektriske industri indtil 1970'erne, da de blev forbudt. Men fordi de ikke nedbrydes biologisk, store mængder PCB forurener stadig vandet, jord og luft.

Ud over, adsorbenter (mere end absorberende stoffer) bruges til at supplere oprensning af olieudslip. De er normalt ikke effektive som den primære oprydningsmetode, medmindre olieudslippet er meget lille, men de er nyttige i de sidste faser af oprydningen. De bedste adsorbenter til rensning af olie fra vand er både oleofile (olietiltrækkende) og hydrofobe (vandafvisende). Tænk over, hvordan du har brug for sæbe og ikke kun vand til at rense de naturlige olier fra dit hår, eller om hvordan fjerdyr får det, kan blive gennemblødt i sort olie, der ikke skylles af. Af samme årsager, hår og fjer udgør effektive adsorbenter til at rense olieudslip i vandet.

For meget mere information om miljøoprydning, se links på næste side.

Masser mere information

relaterede artikler

• Hvordan renser du et olieudslip?
• Hvad er civilisationens indvirkning på Jordens miljø?
• Kan solens energi bruges til at rense vand?
• Kan bagepulver redde miljøet?
• 10 ting, du kan gøre for at redde jorden

Kilder

• Air Pollution Training Institute. "APTI 415:Kontrol af gasformige emissioner:Kapitel 4:Adsorption." EPA. (28. marts kl. 2012) http://www.epa.gov/apti/Materials/APTI%20415%20student/415%20Student%20Manual/415_Chapter_4_12-15-2008.pdf
• Air Pollution Training Institute. "SI:431 Luftforureningskontrolsystemer til udvalgte brancher:Lektion 6:Adsorbere." EPA. (28. marts kl. 2012) http://yosemite.epa.gov/oaqps/eogtrain.nsf/fabbfcfe2fc93dac85256afe00483cc4/1453fe02b1ff08af85256b88004ca92f/$FILE/si431-lesson6.pdf
• Dynamiske Adsorbenter, Inc. "Fjernelse af printkort:Ofte stillede spørgsmål." Dynamiske Adsorbenter, Inc. (28. marts, 2012) http://www.pcbremoval.net/faq.htm
• EPA. "Rydde op i vores land, Vand og luft. "Environmental Protection Agency. Sidst opdateret 17. januar, 2012. (30. marts, 2012) http://www.epa.gov/cleanup/
• EPA. "Sorbenter." Miljøstyrelsen. Sidst opdateret 27. januar, 2011. (30. marts, 2012) http://www.epa.gov/osweroe1/content/learning/sorbents.htm
• ITOPF. "Brug af sorberende materialer i olieudslip reagerer." The International Tanker Owners Pollution Federation Limited. (30. marts, 2012) http://www.itopf.com/information-services/publications/documents/TIP8UseofSorbentMaterialsinOilSpillResponse.pdf
• Pani, Balram. "Lærebog i miljøkemi." I.K. International Pvt Ltd. 1. jan. 2007. (30. marts, 2012) http://books.google.com/books?id=Y7GyU5SVLkQC