Il Carbone Vegetale assorbe quasi tutte le sostanze organiche e inorganiche. Una sostanza adsorbente evidenzia
una superficie capace di produrre legami con le diverse sostanze.
Il carbone vegetale attivo è l’unico absorbente attualmente riconosciuto dal gruppo di esperti dell’FDA per il trattamento di soggetti che abbiano ingerito sostanze tossiche. Esso è usato nel trattamento di una potenziale tossicità conseguente all’ingerimento di sostanze velenose, e, adeguatamente trattato, è usato per scopi medicinali.
La “carbonella”, carbone ottenuto dalla legna, che possiamo definire un antenato del moderno carbone attivo, era già in uso per scopi medicinali ai tempi degli antichi Egizi (2000 a.C.) come in questo famoso papiro in cui si parla anche di tumori, il Papiro di Ebers; cenni dell’utilizzo di questi particolari carboni nell’adsorbimento di gas nocivi sono stati riportati in letteratura da Scheele (1773) e da Fontana (1777).
Pesticidi, solventi e altre sostanze chimiche organiche volatili (VOC) non sono completamente rimossi dai sistemi ad osmosi inversa, perché i pori della membrana bloccano solo le molecole più grandi.
Solo una ulteriore filtrazione con i carboni attivi è efficace e in grado di rimuovere le sostanze molecolarmente più piccoli e sostanze chimiche come pesticidi, erbicidi e cloro.
Per questo motivo un numero sempre maggiore di impianti di trattamento acque prevedono uno stadio di filtrazione a carboni attivi per migliorare la qualità dell’acqua o dell’aria in uscita. I carboni attivi è uno dei più versatili adsorbenti presenti in natura, infatti presentano affinità verso un elevato numero di composti organici e verso alcuni materiali inorganici. Il carbone attivo può acquisire un’elevata porosità che si traduce in alta superficie specifica (da 650 a 1500 metri quadri per grammo).
Una grande varietà di materiali grezzi a base di carbonio può essere usata per ottenere un carbone attivo.
Il carbone attivo ha una struttura casuale altamente porosa, con una notevole variazione dell’ampiezza dei pori, essa può andare da piccole fratture a cavità che raggiungono le dimensioni molecolari. E’ anche descritto come avente una superficie “sgualcita”, in cui i piani lamellari sono disposti in maniera casuale. Il processo secondo cui questi materiali funzionano passa sotto il nome di adsorbimento, un fenomeno superficiale di attrazione molecolare che si verifica attraverso il contatto tra due fasi: una fase solida (il carbone attivo) e una fase fluida (un gas o un liquido), a seconda della struttura molecolare queste forze di attrazione sono più o meno intense, risultando così che alcuni composti vengono adsorbiti maggiormente rispetto ad altri.
L’adsorbimento di tipo fisico è un processo reversibile e, data la sua stessa natura, dà luogo di regola alla formazione di uno strato multi molecolare di adsorbato sulla superficie del materiale adsorbente.
Il fenomeno dell’adsorbimento, in condizioni definite, raggiunge uno stato di equilibrio; ciò avviene in un certo tempo. Lo studio specifico e di relazione fra i due aspetti, equilibrio e cinetica, costituiscono il fondamento teorico per comprendere, e al limite prevedere, l’andamento e l’intensità del fenomeno. Ciò, insieme alla valutazione di altri parametri di natura fisica, chimica e microbiologica, consente di scegliere e dimensionare un processo di trattamento basato sull’impiego del carbone attivo.
