Natura pochodzenia i rodzaje sorbentów.
SORBCJA- pochłanianie gazów, par i cieczy i ciał rozpuszczonych lub znajdujących się w cieczy przez porowate ciała stałe. Jeśli sorbcja polega na utworzeniu cienkiej cząsteczkowej warstwy na powierzchni sorbenta, mówimy o adsorpcji, jeśli zaś substancja pochłaniana przenika wgłąb sorbenta, mówimy o absorpcji. Gdy oba te zjawiska nakładają się, to jest to sorpcja.
SORBENTY- ciała porowate zdolne do wchłaniania pewnej ograniczonej ilości substancji zanieczyszczającej środowisko. Najczęściej używane przy usuwaniu węglowodorów ze środowiska wodnego oraz z podłoża stałego (np:asfaltu).Dzielą się na syntetyczne i naturalne. Sorbenty syntetyczne, dostępne w postaci luźnej (wata syntetyczna, granulki, arkusze) lub przetworzone (zapory sorbcyjne, maty, taśmy).Osiągają niekiedy wysoką chłonność. Do zastosowań ekologicznych sorbenty syntetyczne powinny spełniać warunek palności bez wydzielania toksycznych związków lotniczych i nadmiernego zadymienia.
SORBAT-substancja pochłaniana przez sorbent.
Rodzaj sorbentu należy dobrać do okoliczności rozlewu. Sorbenty naturalne, dostępne powszechnie w postaci słomy, siana, liści, mchu mają zwykle dużo niższą chłonność niż sorbenty syntetyczne, a także w przypadku użycia na wodach powierzchniowych - toną po pewnym czasie. Stosowane w postaci podręcznych zapór i zastawek budowlanych na miejscu akcji usuwania rozlewu olejowego lub jako wypełnienia komór profesjonalnych - zapór sorbcyjnych. Zaletą jest możliwość spalania na miejscu działań bez ryzyka emisji toksycznych spalin, mały koszt zakupu i powszechna dostępność.
Sorbentami olejów i chemikaliów są materiały pochodzenia naturalnego i syntetycznego, organiczne i nieorganiczne, posiadające zdolność zatrzymywania olejów i substancji niebezpiecznych lub chemikaliów wewnątrz porów (absorpcji) lub na powierzchni (adsorpcja) bądź charakteryzuje się występowaniem obu tych zjawisk jednocześnie.
W zależności od zastosowania materiału, zatrzymywania oleju lub chemikaliów przebiega dwoma drogami:
a) w zależności od charakteru powierzchni sorbentu, ciecz przylega do jego powierzchni i jest absorbowana do jego wnętrza warstwą molekularną (teoretycznie). Praktycznie zaś, grubość zatrzymywanej warstwy uzależniona jest od lepkości cieczy z tym, że pierwsza warstwa molekułgraniczy w sposób trwały z powierzchnią sorbentu wskutek przylegania fizycznego, kolejne zaś wiążą się z sorbentem coraz słabiej. Grubość warstwy przylegającej cieczy jest tym większa, im bardziej lepka jest ciecz.
b) szereg materiałow sorbcyjnych wiąże oleje i chemikalia, dzięki występującemu w ich włókienkach tzw: zjawiska kapilarnego. Polega ono na wciąganiu cieczy do wnętrza znajdujących się w drobinach, włókienkach wąskich rurek w postaci porów.
Zjawisko to jest pochodną ciśnienia kapilarnego, wytwarzanego na zakrzywionej powierzchni cieczy (menisk) i napięcia powierzchniowego.
Głębokość penetracji cieczy w głąb sorbentu jest wprost proporcjonalna, do średnicy kapilaru a odwrotnie proporcjonalna do lepkości.
Czas sorbcji wzrasta wraz ze wzrostem długości kapilar lub porów oraz lepkości cieczy.
W związku z powyższym spodziewać się należy, że skuteczność absorbowania cieczy przez daną substancje, ściśle będzie związana z właściwościami cieczy,
a szczególnie z jej lepkością.
W większości przypadków mamy do czynienia z olejami będącymi mieszaninami różnych węglowodorów w związku z czym obserwowane jest zjawisko wybiórczego absorbowania przez sorbent lżejszych frakcji a pozostawienie frakcjicięższych w wodzie.
W przypadku chemikaliów, każdy przypadek ma indywidualny charakter.
Generalną zaletą jaką powinny charakteryzować się sorbenty przeznaczone do zwalczania rozlewisk cieczy, powinna być jak skłonność do ich wiązania z jednoczesną jak największą hydrofobością.
Powinny być to materiały, których nie muszą posiadać sorbenty przeznaczone do użycia na gruncie.
Syntetyczne sorbenty organiczne
Najbardziej ożywiony ruch we wprowadzeniu nowych rodzajów sorbentów ma miejsce w grupie syntetycznych aorbentów organicznych. Szacuje się , że corocznie na całym świecie zgłaszanych jest po kilkaset nowych wynalazków z tej gruoy. Jastto następstwem możliwości otrzymywania najprzeróżniejszych produktów na drodze polimeryzacji, polikondensacji i poliaddycji oraz przekształcenia istniejących już, produktów chemicznych np: przez wykorzystanie zużytych opon samochodowych.
ponadto wykorzystywane są również strzępki, wióry, granulki, pył.
Syntetyczne sorbenty dają się z łatwością przystosować w najbardziej porządanych postaciach, tj. mat, taśm, zapór poduszek, trałów olejowych, kostek strzępów, sznurów, wiórek.
Najchętniej stosowanymi sorbentami syntetycznymi są: pianki poliuretanowe, polieterowe, mocznikowo-formaldehydowe, o różnych wymiarach porów, włukna nylonowe, polistyrenowe, polipropylenowe, strużyny polistyrenowe, politereftalanowoetylenowe oraz i inne.
ZASTOSOWANIE TORFU DO LIKWIDOWANIA ROZLEWISK
Torf łączkowy charakteryzuje się bardzo dobrymi właściwościami sorpcyjnymi w stosunku do węglowodorów i wielu chemikaliów, dostępnością, łatwością przygotowania i transportu oraz niskimi kosztami.
Jest to zespół zalet, które czynią torf jako jeden z bardziej pożądanych sorbentów organicznych pochodzenia naturalnego.
Torf może być zużytkowany w postaci surowej, zmielonej a także po obrubce chemicznej, zwiększającej hydrofobowość. Zdolność sorpcyjna trzech postaci torfu przy jednoczesnym porównaniu ze zdolnością sorpcyjną ziarnistego szkła wulkanicznego i wełny szklanej zestawiono.
Sorbenty pochodzenia organicznego.
Stanowią liczniejszą rodzinę od omówionych sorbentów nieorganicznych.
Dzielą się na sorbenty, które są pochodzenia roślinnego i sorbenty syntetyczne otrzymywane w instalacjach przemysłowych.
Naturalne sorbenty organiczne.
Do naturalnych sorbentów organicznych które powszechnie mogą byćstosowane do likwidowania rozlewisk cieczy zaliczają się:
-Słoma zbożowa - pszenna, żytnia, jęczmienna itp. używana w postaci luźnej, snopków, mat, balotów, zapór poduszek. Zatrzymana ciecz o ile jest palna może być z łatwością zlikwidowana poprzez spalanie.
-Siano - wysoce ceniony sorbent naturalny, stosowany w postaci luźnej, snopków, poduszek. Siano wraz z zatrzymaną cieczą o ile jest palna likwiduje się przez spalanie.
-Trzcina - aplikowana w postaci luźnej, mat, zapór i rozdrobnionej. Trzcinę wraz z zatrzymaną cieczą (o ile jest palna) spala się.
-Otręby zbożowe - rozrzucone są po powierzchni plamy w postaci luźnej.
Zebraną masę można zlikwidować poprzez spalanie. Przed spalaniem można składać w pryzmy, z kórych grawitacyjnie wycieknie ciecz do rowków gromadzących.
-Sieczka zbożowa - tak jak otrąby zbożowe.
-Zielone kolby kukurydzy - w ten sam sposób jak otręby zbożowe.
-Trociny - rozrzucone po powierzchni plamy w postaci luźnej lub poduszek.
Po zebraniu w pryzmy i grawitacyjnym ocieknięciu, trociny spala się.
Proces ten najlepiej przeprowadzić w miejscu pryzmowania.
-Sproszkowana kora drzewa - najchętniej stosuje się wysuszoną i sproszkowaną korę drzewa iglastego. Proszek może być rozpylany z dmuchaw. Zebraną mieszaninę sproszkowanej kory wraz z zatrzymaną cieczą składuje się w pryzmach, a po grawitacyjnym wycieknięciu zebranej cieczy, niszczone przez spalenie.
Naturalne sorbenty organiczne w porównaniu z sorbentami nieorganicznymi.
Mają zdolność utrzymania się na wodzie. Czas przebywania jest różny: od kilku godzin w przypadku trocin i sorbentów sproszkowanych do kilku i więcej dób dla słomy i torfu, szczególnie po przejściu procesu chemicznego powiększa hydrofobowość.
SORBENTY SPECJALNEGO PRZEZNACZENIA
Uni-safe -głównym składnikiem Uni-safe jest polimer posiadający dużą zdolność wchłaniania. Wchłania ciecze nawet do 75-krotnego swojego ciężaru jednostkowego poprzez wiązanie fizyczno-chemiczne. Jest sorbentem wchłaniającym wszystkie ciekłe materiały chemiczne. Jest zdolny do przerwania procesu palenia, ogranicza parowanie cieczy oraz rozmiary migracji poziomej i pionowej rozlanej cieczy. Jest indykatorem dla kwasów i zasad. prawidłowe użycie wymaga równomiernego rozsypania proszku Uni-safe po powierzchni rozlanej cieczy skropienia rozproszonym prądem wody i zebrania jako substancji stałej do zbiorników.
Zugol - sorbent wszechstronnego zastosowania na ziemi. 1 kg sorbentu wchłania
ok. 1.2 kg cieczy.
Neocosal - sorbent wszechstronnego zastosowania na ziemi i na wodzie. 1 kg sorbentu wchłania 2.2 kg cieczy.
Ekoperl 33 - sorbent wszechstronnego zastosowania na ziemi i na wodzie z zaleceniem stosowania do produktów ropopochodnych. 1 kg sorbentu wchłania 2.8 kg cieczy.
Ekoperl 99 - sorbent specjalnego przeznaczenia do neutralizacji kwasów.
Ekoperl 66 - sorbent wszechstronnego zastosowania na lądzie i na wodzie z zaleceniem stosowania do produktów ropopochodnych. Odznacza się bardzo dużą hydrofobowością. 1 kg sorbentu wiąże 2.25 kg cieczy.
Teraperl S - sorbent wchłaniający związki chemiczne poprzez wiązanie fizyko-
- chemiczne. Jest w pełni hydrofobowy. Każdy kg sorbentu wchłania
0.8 kg cieczy.
Flamole- sorbent wchłaniający związki chemiczne poprzez wiązanie fizyko-
- chemiczne. Jest w pełni hydrofobowy. Każdy kg flamoleu wchłania
0.6 kg związków chemicznych.
BN 1-s-PZ - sorbent wchłaniający związki chemiczne poprzez wiązanie fizyko-
-chemiczne. Jest w pełni hydrofobowy. Każdy kg sorbentu wiąże 1.5 kg związku chemicznego.
Archie12