Ci sono molti tipi di scenari di lisciviazione; quindi, l’estensione di questo argomento è vasta. In generale, comunque, le tre sostanze possono essere descritte come:
- un vettore, sostanza A;
- un soluto, sostanza B;
- e un solvente, sostanza C.
Le sostanze A e B sono piuttosto omogenee in un sistema prima dell’introduzione della sostanza C. All’inizio del processo di lisciviazione, la sostanza C lavorerà per dissolvere la sostanza superficiale B ad un tasso abbastanza alto. Il tasso di dissoluzione diminuirà sostanzialmente una volta che dovrà penetrare attraverso i pori della sostanza A per continuare a colpire la sostanza B. Questa penetrazione può spesso portare alla dissoluzione della sostanza A, o al prodotto di più di un soluto, entrambi insoddisfacenti se si desidera una lisciviazione specifica. Le proprietà fisiochimiche e biologiche del vettore e del soluto dovrebbero essere considerate quando si osserva il processo di lisciviazione, e certe proprietà possono essere più importanti a seconda del materiale, del solvente e della loro disponibilità. Queste proprietà specifiche possono includere, ma non sono limitate a:
- Dimensione delle particelle
- Solvente
- Temperatura
- Agitazione
- Area superficiale
- Omogeneità del vettore e del soluto
- Attività dei microrganismi
- Mineralogia
- Prodotti intermedi
- Struttura dei cristalli
Il processo generale è tipicamente suddiviso e riassunto in tre parti:
- Dissoluzione del soluto superficiale da parte del solvente
- Diffusione del soluto interno attraverso i pori del vettore per raggiungere il solvente
- Trasferimento del soluto dissolto fuori dal sistema
Processi di lisciviazione per sostanze biologicheModifica
Le sostanze biologiche possono sperimentare la lisciviazione stessa, così come essere utilizzate per la lisciviazione come parte della sostanza solvente per recuperare i metalli pesanti. Molte piante subiscono la lisciviazione di fenoli, carboidrati e aminoacidi e possono subire fino al 30% di perdita di massa per lisciviazione, solo da fonti d’acqua come pioggia, rugiada, foschia e nebbia. Queste fonti d’acqua sarebbero considerate il solvente nel processo di lisciviazione e possono anche portare alla lisciviazione di nutrienti organici dalle piante come zuccheri liberi, sostanze pectiche e alcoli di zucchero. Questo può a sua volta portare a una maggiore diversità nelle specie di piante che possono sperimentare un accesso più diretto all’acqua. Questo tipo di lisciviazione può spesso portare alla rimozione di un componente indesiderato dal solido da parte dell’acqua, questo processo è chiamato lavaggio. Una delle maggiori preoccupazioni per la lisciviazione delle piante è se i pesticidi vengono lisciviati e trasportati attraverso il deflusso delle acque piovane; questo non è solo necessario per la salute delle piante, ma è importante da controllare perché i pesticidi possono essere tossici per la salute umana e animale.
La biolisciviazione è un termine che descrive la rimozione di cationi metallici da minerali insolubili tramite processi di ossidazione e complessazione biologica. Questo processo viene fatto in gran parte per estrarre rame, cobalto, nichel, zinco e uranio da solfuri o ossidi insolubili. I processi di biolisciviazione possono essere utilizzati anche nel riutilizzo delle ceneri volanti per recuperare l’alluminio utilizzando l’acido solforico.
Processi di lisciviazione per le ceneri volantiModifica
Le ceneri volanti del carbone sono un prodotto che subisce una forte lisciviazione durante lo smaltimento. Anche se il riutilizzo delle ceneri volanti in altri materiali come il calcestruzzo e i mattoni è incoraggiato, ancora gran parte di esse negli Stati Uniti viene smaltita in stagni, lagune, discariche e cumuli di scorie. Questi siti di smaltimento contengono tutti acqua dove gli effetti di lavaggio possono causare la lisciviazione di molti elementi principali diversi, a seconda del tipo di cenere volante e del luogo in cui è stata originata. La lisciviazione delle ceneri volanti è preoccupante solo se le ceneri volanti non sono state smaltite correttamente, come nel caso del Kingston Fossil Plant a Roane County, Tennessee. Il fallimento strutturale del Tennessee Valley Authority Kingston Fossil Plant ha portato ad una massiccia distruzione in tutta l’area e a seri livelli di contaminazione a valle sia dell’Emory River che del Clinch River.
Processi di lisciviazione nel suoloModifica
La lisciviazione nel suolo è altamente dipendente dalle caratteristiche del suolo, che rende difficili gli sforzi di modellazione. La maggior parte della lisciviazione deriva dall’infiltrazione dell’acqua, un effetto di lavaggio molto simile a quello descritto per il processo di lisciviazione delle sostanze biologiche. La lisciviazione è tipicamente descritta da modelli di trasporto dei soluti, come la legge di Darcy, espressioni di flusso di massa e comprensioni di diffusione-dispersione. La lisciviazione è controllata in gran parte dalla conduttività idraulica del terreno, che dipende dalla dimensione delle particelle e dalla densità relativa a cui il terreno è stato consolidato tramite stress. La diffusione è controllata da altri fattori come la dimensione dei pori e lo scheletro del suolo, la tortuosità del percorso del flusso e la distribuzione del solvente (acqua) e dei soluti.