Usuwanie skażeń – metody fizyczne

Nieodpowiednie zabezpieczenie materiałów, nieszczęśliwy splot zdarzeń, czy też działanie ludzkie to najczęstsze czynniki, bezpośrednio inicjujące wystąpienie danego wypadku, incydentu, czy zdarzenia. Do uwolnienia chemikaliów dochodzi zazwyczaj w trakcie realizowania przewozu, czynności mu towrzyszących, prac manipulacyjnych wykonywanych w pomieszczeniach magazynynowych lub w trakcie wykonywania zwyczajnych prac towarzyszących pracy zawodowej. Aby  zapobiec dalszemu uwalnianiu się indywiduów chemicznych, wyeliminować ryzyko dalszego rozprzestrzeniania się zagrożenia oraz usunąć powstałe skażenie, stosuje się następujące metody:

• mechaniczne,
• fizyczne,
• chemiczne.

Zalecane jest, aby metodami mechanicznymi, poprzez zbieranie i pompowanie zostało zebrane jak najwięcej uwolnionego materiału. W następnej kolejności stosowane są metody fizyczne polegające na związaniu materiału poprzez emulgowanie, czy też sorobowanie. W trakcie stosowania metod fizycznych substancja nie zmienia swoich właściwości. Ostatnimi sposobami, stosowanymi zazwyczaj w ostatnim etapie usuwania skażeń są metody chemiczne, których działanie sprowadza się do wykorzystania charakterystycznych reakcji chemicznych dla danej susbtancji, aby przeprowadzić ją z postaci szkodliwej, na nieszkodliwą lub stwarzającą zminimalziowane ryzyko w stosunku do pierwotnego zagrożenia.

Wśród metod fizycznych wykorzystywane są nastepujące procesy:

absorpcja

Absorpcja jest procesem polegającym na pochłanianiu składnika lub składników mieszaniny gazowej przez ciecz, która w tym przypadku stanowi absorbent.  Na skutek dyfuzji, gaz przenika przez powierzchnię międzyfazową, tworząc roztwór. W pochłanianiej mieszaninie mogą znajdować się zarówno składniki czynne (rozpuszczalne), jak również czynniki, które są praktycznie nierozpuszczlane w absorbencie – inerty. Procesowi bardzo często towarzyszy reakcja chemiczna i w wielu przypadkach trudno jest postawić wyraźną granicę pomiędzy typową absorpcją fizyczną, a absorpcją połączoną z reakcją chemiczną. W związku z tym faktem można wyróżnić kilka kierunków zachodzenia tego procesu:

• absorpcja fizyczna – pochłanianie składnika/składników gazowych przez ciecz, np. rozpuszczanie tlenu w wodzie,

• absorpcja połączona z dysocjacją gazu – np. pochłanianie chlorowodoru/siarkowodoru w wodzie i ich dysocjacja,

• absorpcja połączona z reakcją – np. rozpuszczanie tlenków siarki/azotu w wodzie,

• absorpcja połączona z reakcją ze składnikiem, który został uprzednio rozpuszczony w wodzie, np. pochłanianie ditlenku węgla przez roztwór wodorotlenku potasu.

W przemyśle chemicznym absorpcja wykorzystywana jest przy wielu kluczowych procesach, np. przy otrzymywaniu produktów końcowych, rozdziale mieszanin gazowych, oczyszczaniu gazów, czy też przy odzyskiwaniu lotnych rozpuszczalników. Przy usuwaniu skażeń natomiast, jej zastosowanie ogranicza się przede wszystkim do stosowania kurtyn wodnych. Rozwiązanie to ma na celu zahamowanie rozprzestrzeniania się gazów stwarzających zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi oraz środowiska.

adsorpcja

Adsorpcja to proces o charakterze fizycznym lub chemicznym, który zachodzi na powierzchni granic faz. W wyniku tego procesu następuje zmiana stężenia substancji w wartstwie międzyfazowej. Substancja, która ulega temu zjawisku powierzchniowemu nazywana jest adsorbatem, natomiast podłoże na którym proces zachodzi – adsorbentem. Z pierwszym typem adsoprcji, adsorpcją fizyczną, mamy do czynienia w momencie, gdy cząsteczki substancji wiązane są na powierzchni za pomocą słabych oddziaływań np. za pomocą sił Van der Waalsa. W tym przypadku zaadsorbowana cząsteczka zachowuje swoją toższamość, ponieważ niewielka zmiana entalpii nie jest wystarczająca do zerwania wiązań. W procesie chemisorpcji natomiast, cząsteczki lub atomy łączą się z powierzchnią adsorbatu za pomocją wiązań chemicznych (najczęściej kowalencyjnych). Entalpia chemisorpcji jest niemalże dziesięciokrotnie wyższa od entalpii fizysorpcji. W związku z tym, cząsteczka, która została zaadsorbowana na powierzchni, może ulec rozpadowi na skutek oddziaływania atomów powierzchniowych. Procesy adsoprcji mogą zachodzić nagranicach faz:

• ciecz/gaz,
• ciecz/ciecz,
• ciało stałe/gaz,
• ciało stałe/ciecz.

W praktyce, w procesach technologicznych, najczęściej wykorzystywanymi układami są: ciało stałe/gaz oraz ciało stałe/ciecz. W działaniach ratowniczych natomiast, proces ten rozpatrywany jest jako zjawisko towarzyszące wchłanianiu kapilarnemu, które występuje przy stosowaniu porowatych materiałów o właściwościach sorpcyjnych.

wchłanianie

adhezja