Les adsorbants physiques peuvent être réutilisés dans le processus de nettoyage. Voir plus de photos de science verte. Jonathon Nourok/Choix du photographe/Getty Images Même si nous entendons parfois parler de déversements très médiatisés aux actualités, la mauvaise gestion des matières dangereuses et des déchets n'est pas rare. Selon l'Agence pour la protection de l'environnement (EPA), cela s'est produit dans des dizaines de milliers de sites à travers les États-Unis, où les matières dangereuses ont contaminé des terres, eau et/ou air [source :EPA]. Des matériaux connus sous le nom adsorbants sont essentiels dans le processus de nettoyage.
Il est important de noter ici que l'adsorption n'est pas le même processus que l'absorption. Un absorbant aspire et contient d'autres matériaux dans son corps, faisant gonfler le volume de l'absorbant. Pensez à une éponge ou une serviette en papier qui absorbe votre lait renversé. D'autre part, un adsorbant n'attire d'autres liquides ou gaz que sur sa surface. Cependant, la "surface" peut également comprendre des surfaces internes, comme les pores et les capillaires. Substances très poreuses, comme le charbon actif, sont de grands adsorbants.
Une liaison adsorbante peut être physique ou chimique. L'adsorption physique implique une faible attraction électrostatique (également appelée attraction van der Waals ) entre les molécules. Substances polaires qui ont des charges de surface négatives et positives, comme l'eau, sont attirés par les adsorbants polaires. Substances non polaires sans charge de surface distincte, comme les substances organiques, sont attirés par les adsorbants non polaires. L'adsorption physique est réversible dans un processus appelé désorption. Adsorption chimique, cependant, se produit à la suite d'une liaison chimique et est en grande partie irréversible. Étant donné que les adsorbants sont réutilisables dans le processus d'adsorption physique, ils sont moins chers et préférables à des fins de nettoyage environnemental.
Le processus d'adsorption implique souvent ce qu'on appelle un adsorbeur à lit fixe, dans lequel une substance telle que l'air traverse un lit d'adsorbant solide. Comme l'air passe, l'adsorbant attire les particules indésirables contenues dans l'air. Placer plusieurs couches de ces lits contribue à améliorer l'efficacité. Cela peut être un processus de régénération, où l'adsorbant peut subir une désorption puis être remis en service.
Maintenant que nous savons un peu ce qu'est l'adsorption et comment elle fonctionne, nous pouvons comprendre comment les adsorbants sont utiles pour nettoyer les matières dangereuses. Lire la suite à la page suivante.
Les adsorbants oléophiles (attirant le pétrole) sont utilisés pour nettoyer les déversements de pétrole. Chris Ladd/Taxi/Getty Images Plusieurs facteurs déterminent l'efficacité d'un adsorbant pour le nettoyage de l'environnement. Il s'agit non seulement de la superficie, mais aussi structure chimique, la taille des pores et la taille des particules. Charbon actif, parce que c'est tellement poreux, est un exemple d'adsorbant très efficace et largement utilisé. Étonnamment, dans les bonnes conditions, un gramme de charbon actif peut avoir une surface totale de cinq terrains de football [source :EPA]. Le carbone s'active lorsqu'il est chauffé et traité avec de l'oxygène pour augmenter la structure des pores. Le charbon actif est alors efficace pour éliminer les impuretés de l'eau (d'où son utilisation dans les filtres à eau domestiques) ainsi que pour nettoyer l'air des gaz nocifs dans les masques à gaz. D'autres utilisations du charbon actif incluent l'élimination des solvants, odeurs, gaz et vapeurs d'essence.
D'autres adsorbants courants comprennent le gel de silice, efficace pour éliminer les gaz inorganiques et purifier les gaz, et tamis moléculaires, efficace pour éliminer les oxydes d'azote. Entre autres, l'alumine activée permet d'éliminer biphényles polychlorés ( PCB ). Les PCB sont des composés synthétiques utilisés notamment dans l'industrie électrique jusqu'aux années 1970, quand ils ont été interdits. Mais parce qu'ils ne se biodégradent pas, de grandes quantités de PCB polluent encore l'eau, sol et air.
En outre, des adsorbants (plus que des absorbants) sont utilisés pour compléter le nettoyage des déversements d'hydrocarbures. Ils ne sont généralement pas efficaces comme méthode principale de nettoyage à moins que le déversement de pétrole ne soit très petit, mais ils sont utiles pour les étapes finales du nettoyage. Les meilleurs adsorbants pour nettoyer l'huile de l'eau sont à la fois oléophiles (attirant l'huile) et hydrophobes (hydrofuges). Pensez à la façon dont vous avez besoin de savon et pas seulement d'eau pour nettoyer les huiles naturelles de vos cheveux, ou sur la façon dont les animaux à plumes peuvent être trempés dans de l'huile noire qui ne se rince pas. Pour les mêmes raisons, les cheveux et les plumes sont des adsorbants efficaces pour nettoyer les déversements d'huile dans l'eau.
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