Mis on poorne keskkond?

Poorne keskkond on aine, mis sisaldab poore või tühikuid tahke materjali vahel, millest vedelik või gaas läbib. Looduslikult esinevate poorsete ainete näideteks on liiv, pinnas ja teatud tüüpi kivid, nagu pimss ja liivakivi. Käsnad, keraamika ja võrkvaht toodetakse ka poorse kandjana. Nende materjalide võimalikud rakendused teaduses, tööstuses ja igapäevaelus on tohutud, kuigi neid kasutatakse ehk kõige sagedamini filtritena.

Füüsiliselt saab poorset keskkonda teistest materjalidest, sealhulgas muudest poorsetest ainetest, eristada selle poorsuse või pooride suuruse järgi. Madala poorsusega materjalid on vähem läbilaskvad ja neil on tavaliselt väiksemad poorid, mis muudab gaasi või vedeliku läbimise raskemaks, samas kui suure poorsusega materjalid on suurte pooridega ja kergesti läbitavad. Poorsus on filtreerimisel oluline, sest kui osakesed tuleb eemaldada poorse keskkonnaga, peavad poorid olema piisavalt väikesed, et need tõhusalt kinni püüda. Geoloogid võtavad nafta- ja maagaasireservuaaride vaatluste käigus arvesse ka ümbritseva kivi ja pinnase poorsust. Madala poorsusega kividesse lõksu jäänud maagaas on tuntud kui “tihe gaas” ja sellele on raskem juurde pääseda kui teistele varudele.

Poorsus ulatub madalast protsendist tihedas kivis ja liivakivis kuni umbes 50% liivas ja kuni 70% savis. Kunstlikud materjalid võivad olla veelgi poorsemad. Näiteks õhukonditsioneeri filtrites ja kosmeetikaaplikaatorites kasutatav poorne vahukiht on poorsus kuni 98%.

Üks poorse kandja levinumaid rakendusi teaduses ja tööstuses on filtreerimine. Tootmisettevõtetes saab neid materjale kasutada gaaside või vedelike filtreerimiseks kas mehaaniliselt, osakesi püüdes või keemiliselt, eemaldades selektiivselt teatud ühendeid. Filtreeritav aine kurnatakse läbi poorse keskkonna ja muutub materjali pooride läbimisel puhastatuks. Selle meetodi tööstuslikuks kasutamiseks on näiteks veetöötlus ja nafta rafineerimine.

Poorset kandjat kasutatakse sageli ka vesiviljeluses ja koduakvaariumisüsteemides. Poorsest aktiivsöest koosnevaid süsinikfiltreid kasutatakse akvaariumides veest soovimatute orgaaniliste ühendite ja metallide imamiseks. Aktiivsüsi on näide keemilisest filtreerimisest, kuid võimalik on ka mehaaniline filtreerimine. Viimases süsteemis filtreerib poorne käsn mehaaniliselt tahked osakesed, luues paagis elavatele organismidele puhtama keskkonna.