Comment les adsorbants sont-ils utilisés pour le nettoyage de l'environnement ?

Même si nous entendons parfois parler de déversements très médiatisés aux nouvelles, la mauvaise manipulation de matières et de déchets dangereux n'est pas rare. Selon l' Environmental Protection Agency (EPA) , cela s'est produit dans des dizaines de milliers de sites à travers les États-Unis, où les matières dangereuses ont contaminé la terre, l'eau et/ou l'air [source : EPA ]. Les matériaux connus sous le nom d' 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, ce qui fait gonfler le volume de l'absorbant. Pensez à une éponge ou à une serviette en papier qui absorbe votre lait renversé. D'autre part, un adsorbant attire d'autres liquides ou gaz uniquement sur sa surface. Cependant, la « surface » peut également inclure des surfaces internes, telles que des pores et des capillaires. Les substances hautement poreuses, comme le charbon actif, sont d'excellents adsorbants.

Une liaison adsorbante peut être physique ou chimique. L'adsorption physique implique une faible attraction électrostatique (également appelée attraction de van der Waals ) entre les molécules. Les substances polaires qui ont des charges de surface négatives et positives, comme l'eau, sont attirées par les adsorbants polaires. Les substances non polaires sans charge de surface distincte, comme les substances organiques, sont attirées par les adsorbants non polaires. L'adsorption physique est réversible dans un processus appelé désorption. L'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 passe à travers un lit d'adsorbant solide. Au passage de l'air, l'adsorbant attire les particules indésirables contenues dans l'air. Placer plusieurs couches de ces lits contribue à améliorer l'efficacité. Il peut s'agir d'un processus régénératif, 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. En savoir plus sur la page suivante.

Plusieurs facteurs déterminent l'efficacité d'un adsorbant pour le nettoyage de l'environnement. Ceux-ci incluent non seulement la surface, mais également la structure chimique, la taille des pores et la taille des particules. Le charbon actif, parce qu'il est si poreux, est un exemple d'adsorbant très efficace et largement utilisé. Étonnamment, dans de 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. Les autres utilisations du charbon actif comprennent l'élimination des solvants, des odeurs, des gaz et des vapeurs d'essence.

D'autres adsorbants courants comprennent le gel de silice, efficace pour éliminer les gaz inorganiques et purifier les gaz, et les tamis moléculaires, efficaces pour éliminer l'oxyde d'azote. Entre autres choses, l'alumine activée agit pour éliminer les biphényles polychlorés ( BPC ). Les PCB sont des composés synthétiques utilisés notamment dans l'industrie électrique jusqu'aux années 1970, date à laquelle ils ont été interdits. Mais parce qu'ils ne se biodégradent pas, de grandes quantités de PCB polluent encore l'eau, le sol et l'air.

De plus, des adsorbants (plus que des absorbants) sont utilisés pour compléter les opérations de 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 à 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 constituent des adsorbants efficaces pour nettoyer les déversements d'hydrocarbures dans l'eau.

Pour plus d'informations sur le nettoyage de l'environnement, consultez les liens à la page suivante.

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