Como os adsorventes são usados ​​para limpeza ambiental?

Embora às vezes ouvimos falar de derramamentos de alto nível nos noticiários, o manuseio incorreto de materiais e resíduos perigosos não é uma ocorrência rara. De acordo com a Agência de Proteção Ambiental (EPA) , isso aconteceu em dezenas de milhares de locais nos Estados Unidos, onde os materiais perigosos contaminaram terra, água e/ou ar [fonte: EPA ]. Materiais conhecidos como adsorventes são essenciais no processo de limpeza.

É importante notar aqui que a adsorção não é o mesmo processo que a absorção. Um absorvente suga e contém outros materiais em seu corpo, fazendo com que o volume do absorvente inche. Pense em uma esponja ou papel toalha que absorva o leite derramado. Por outro lado, um adsorvente atrai outros líquidos ou gases apenas para sua superfície. No entanto, a "superfície" também pode incluir superfícies internas, como poros e capilares. Substâncias altamente porosas, como carvão ativado, são ótimos adsorventes.

Uma ligação adsorvente pode ser física ou química. A adsorção física envolve atração eletrostática fraca (também chamada de atração de van der Waals ) entre as moléculas. Substâncias polares que possuem cargas superficiais negativas e positivas, como a água, são atraídas por adsorventes polares. Substâncias não polares sem carga superficial distinta, como substâncias orgânicas, são atraídas por adsorventes não polares. A adsorção física é reversível em um processo chamado dessorção. A adsorção química, no entanto, acontece como resultado de uma ligação química e é em grande parte irreversível. Como os adsorventes são reutilizáveis ​​no processo de adsorção física, eles são mais baratos e preferíveis para fins de limpeza ambiental.

O processo de adsorção geralmente envolve o que é chamado de adsorvedor de leito fixo, no qual uma substância como o ar passa por um leito de adsorvente sólido. À medida que o ar passa, o adsorvente atrai as partículas indesejadas contidas no ar. Colocar várias camadas dessas camas ajuda a melhorar a eficiência. Este pode ser um processo regenerativo, onde o adsorvente pode passar por dessorção e então ser colocado de volta em serviço.

Agora que sabemos um pouco sobre o que é adsorção e como ela funciona, podemos entender como os adsorventes são úteis para a limpeza de materiais perigosos. Leia mais na próxima página.

Vários fatores determinam a eficácia de um adsorvente na limpeza ambiental. Estes incluem não apenas a área de superfície, mas também a estrutura química, o tamanho dos poros e o tamanho das partículas. O carvão ativado, por ser tão poroso, é um exemplo de adsorvente muito eficaz e amplamente utilizado. Surpreendentemente, sob as condições certas, um grama de carvão ativado pode ter uma área total de cinco campos de futebol [fonte: EPA ]. O carbono é ativado quando é aquecido e tratado com oxigênio para aumentar a estrutura dos poros. O carvão ativado é então eficaz na eliminação de impurezas da água (daí seu uso em filtros de água domésticos ), bem como na limpeza do ar de gases nocivos em máscaras de gás. Outros usos para o carvão ativado incluem a eliminação de solventes, odores, gases e vapores de gasolina.

Outros adsorventes comuns incluem gel de sílica, eficaz na remoção de gases inorgânicos e purificação do gás, e peneiras moleculares, eficazes na remoção de óxido de nitrogênio. Entre outras coisas, a alumina ativada funciona para remover bifenilos policlorados ( PCBs ). Os PCBs são compostos sintéticos utilizados principalmente na indústria elétrica até a década de 1970, quando foram banidos. Mas por não serem biodegradáveis, grandes quantidades de PCBs ainda poluem a água, o solo e o ar.

Além disso, adsorventes (mais do que absorventes) são usados ​​para complementar as limpezas de derramamento de óleo . Eles geralmente não são eficazes como o principal método de limpeza, a menos que o derramamento de óleo seja muito pequeno, mas são úteis para os estágios finais da limpeza. Os melhores adsorventes para limpar o óleo da água são oleofílicos (atraem o óleo) e hidrofóbicos (repelem a água). Pense em como você precisa de sabão e não apenas água para limpar os óleos naturais do seu cabelo, ou sobre como os animais emplumados podem ficar encharcados de óleo preto que não sai com água. Pelas mesmas razões, cabelos e penas são adsorventes eficazes para limpar derramamentos de óleo na água.

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