Применение активированного угля¶

Активированный уголь — пористое углеродное вещество с развитой удельной поверхностью, получаемое из органического сырья (древесины, каменного и бурого угля, скорлупы кокосов, косточек плодов) путём карбонизации и последующей активации — обработки водяным паром, углекислым газом или химическими реагентами при высокой температуре. Благодаря множеству пор размером от нанометров до микрометров один грамм такого материала имеет поверхность порядка 500–1500 м², что обеспечивает высокую адсорбционную способность. Именно это свойство определяет основные области применения: медицину, очистку воды и воздуха, химическую и пищевую промышленность, металлургию.

¶Медицинское применение

В медицине активированный уголь используется как энтеросорбент — средство, связывающее и выводящее вещества из желудочно-кишечного тракта.

¶Показания

• Острые отравления: лекарственными препаратами, алкалоидами, солями тяжёлых металлов, алкоголем и его суррогатами, грибами.
• Пищевые токсикоинфекции, сопровождающиеся интоксикацией и диареей.
• Метеоризм — повышенное газообразование в кишечнике.
• Аллергические и инфекционные заболевания, при которых требуется снижение эндогенной интоксикации.
• Подготовка к эндоскопическим и рентгенологическим исследованиям кишечника (для уменьшения газов).

¶Механизм действия

Уголь не всасывается в кровь: он проходит по пищеварительному тракту транзитом. Молекулы токсинов, газов и органических соединений прилипают к его порам и покидают организм вместе с содержимым кишечника. Наиболее эффективен уголь при отравлениях, если принят в первые 30–60 минут после попадания яда. Он не связывает ионы металлов столь же эффективно, как хелаторы, и практически не адсорбирует сильные кислоты и щёлочи, поэтому при отравлениях кислотами и щелочами не применяется.

¶Формы выпуска и особенности приёма

Выпускается в виде таблеток, капсул и порошка. Таблетированная форма содержит вспомогательные вещества (крахмал, сахарозу), порошок действует быстрее. Уголь может снижать всасывание одновременно принимаемых лекарств, поэтому между их приёмом выдерживают интервал не менее двух часов. Препарат окрашивает стул в чёрный цвет, что является нормой. Длительный бесконтрольный приём может приводить к запорам, нарушению всасывания витаминов и минералов.

¶Ограничения

Активированный уголь неэффективен при отравлениях цианидами, спиртами (метанолом, этиленгликолем), солями железа и лития — для них существуют специфические антидоты. При отравлении кислотами и щелочами он также бесполезен. В тяжёлых случаях самолечение недопустимо: необходима медицинская помощь.

¶Очистка воды и воздуха

Крупнейший потребитель активированного угля — системы водо- и воздухоподготовки.

• Водоподготовка. Угольные фильтры удаляют из воды хлор, хлорорганические соединения, нефтепродукты, пестициды, органические красители и вещества, придающие запах и привкус. В бытовых фильтрах используются гранулированные и прессованные (карбоновые) блоки. Уголь не задерживает соли жёсткости, тяжёлые металлы и микроорганизмы — для этого нужны ионообменные смолы, мембраны или УФ-обеззараживание.
• Очистка сточных вод. Применяется на промышленных и муниципальных очистных сооружениях для удаления органических загрязнителей и остатков лекарственных веществ.
• Очистка воздуха. Угольные фильтры используются в системах вентиляции, противогазах, респираторах, вытяжках, а также для улавливания летучих органических соединений на производствах. Пропитка специальными реагентами расширяет спектр улавливаемых газов.

¶Промышленное и техническое применение

• Металлургия. В доменном и литейном производстве уголь применяется как восстановитель и для очистки технологических газов.
• Химическая промышленность. Используется как катализатор и носитель катализаторов, для очистки растворов, рекуперации растворителей.
• Пищевая промышленность. Применяется для очистки сахарных сиропов, осветления соков, напитков, растительных масел, удаления примесей и посторонних запахов.
• Фармацевтика. Используется для очистки и обесцвечивания растворов лекарственных веществ.
• Золотодобыча. Уголь сорбирует золото из цианидных растворов (технология «уголь в пульпе» и «уголь в колонне»), что позволяет извлекать металл из бедных руд.
• Экология. Применяется для ликвидации разливов нефтепродуктов и как сорбент при аварийных сбросах.

¶Другие области

• Бытовая техника. Угольные фильтры устанавливают в кувшины-фильтры, вытяжки, холодильники, кондиционеры, аквариумные фильтры.
• Сельское хозяйство. Добавляется в корма и подстилку для животных как сорбент, снижающий воздействие токсинов.
• Косметология. Входит в состав масок и средств для очищения кожи.
• Безопасность. Используется в противогазах и защитных системах для поглощения токсичных газов.

¶Свойства и ограничения

Эффективность угля зависит от размера пор: микропоры удерживают мелкие молекулы газов, мезопоры — крупные органические соединения. Уголь горюч, при хранении поглощает влагу и посторонние запахи, поэтому его держат в герметичной упаковке. Отработанный сорбент требует утилизации: регенерация возможна термическим или химическим способом, но не всегда экономически оправдана. Активированный уголь не является универсальным средством: для каждой задачи подбирают марку с определённым распределением пор и гранулометрическим составом.