Aktiivsüsi

Aktiivsüsi ehk aktiveeritud süsi on suure poorsuse, eripindala (umbes 10³ m²/kg) ja adsorbeerimisvõimega peeneteraline süsi. Keemiliselt koostiselt põhiliselt süsinik: grafiit ja amorfne süsinik.

Granuleeritud aktiivsüsi mikroskoobi all. Söeosakeste pude struktuur annab tunnistust tohutu suurest pinnast. Pildil näha olevate osakeste läbimõõt on umbes 0,1 mm, pindala aga mitu ruutmeetrit

Aktiivsöegraanul skaneeriva elektronmikroskoobi all

Seda kasutatakse peamiselt adsorbendina gaaside ja vedelike puhastamisel muu hulgas keemias, meditsiinis, veterinaarias, vee ja vedelike puhastamisel, reoveepuhastuses, ventilatsioonitehnikas ja kliimatehnikas ning sõjanduses (näiteks gaasimaskides). Samuti kasutatakse seda heterogeense katalüüsi katalüsaatorite kandjana.

USA-s oli nõudlus aktiveeritud söe järele 2005. aastal 165 miljonit kg.

Toiduainetetööstustes võidakse kofeiinivaba tee ja kohvi valmistamisel tootmisprotsessis kasutada aktiveeritud sütt. Mõnede mahlade tööstuslikul valmistamisel (näiteks õunamahl) võidakse värvumise vältimiseks kasutada aktiivsütt. Sütt on kasutatud želatiini, õlide, rasvade, sorgosiirupi ja varem ka suhkru rafineerimisel. Aktiivsütt võidakse kasutada ka mitmete alkohoolsete jookide tootmisel, näiteks õlle filtreerimisel.

Varem on aktiivsütt kasutatud tsitruseliste viljade koore kibeda maitse neutraliseerimiseks, kuid sellest on tänapäeval ilmselt loobutud, kuna süsi imes endasse ka C-vitamiini ja karotenoidid.

Farmaatsiatööstuses võidakse kasutada C-vitamiini preparaatide valmistamisel aktiivsütt.

Nimetused ja tähised

CAS-number on 64365-11-3.

Empiiriline valem: C₉₈H₁₈₇N₅O₄.

Adsorptsiooniga seotud omadused

Aktiivsüsi koosneb valdavalt (enamasti üle 90%) väga poorsest süsinikust. Poorid on (nagu ka käsnas) omavahel ühenduses. Eripindala on 300–2000 m²/g, seega võrdub 4 grammi aktiivsöe sisepindala ligikaudu jalgpalliväljaku pindalaga. Aktiivsöe tihedus on 0,2–0,6 g/cm³.

Poorisuuruse järgi eristatakse mikropoore (alla 2 nm), mesopoore ehk üleminekupoore (2–50 nm) ja makropoore (üle 50 nm).

Makropoorid on gaaside ja vedelike peamised ligipääsuteed; adsorptsiooni seisukohast ei ole neil nimetamisväärset tähtsust. Valdav osa adsorptsioonist toimub mikropooride pinnal. See piirkond on aktiivpind ja määrab söe adsorbeerimisomadused. Kuubi puhul, mille serva pikkus on üle 1 cm, ületab sisepindala välispindala rohkem kui 10 000 korda.

Keemiline ühend adsorbeerub aktiivsöes seda paremini, mida:

• suurem on selle molekulmass;
• mida rohkem on seal funktsionaalseid rühmi, kaksiksidemeid ja halogeeniligande;
• mida suurem selle molekuli polariseeritavus.

Saamine

Aktiveeritud sütt saadakse mitmel viisil.

Aktiivsütt valmistatakse taimsetest, loomsetest, mineraalsetest või petrokeemilistest ainetest. Lähtematerjalideks on kas juurviljad, puit (näiteks männi- ja kasepuit), turvas, pähklikoored (näiteks kookospähkli), pruunsüsi, kivisüsi või plastid. Loomasöeks ehk loomseks söeks (carbo animalis) nimetatakse aktiivsütt, mida saadakse loomade verest (veresüsi) või luudest (luusüsi). Suhkrusöeks nimetatakse aktiivsütt, mida valmistatakse glükoosist või mõnest muust suhkrust.

Valmistamiseks ja aktiveerimiseks kasutatakse kas gaasaktiveerimist või keemilist aktiveerimist

Gaasaktiveerimise puhul töödeldakse juba söestunud materjali oksüdeerivas gaasis, näiteks veeaurus, süsinikdioksiidis, õhus või nende gaaside segus. Et see toimub temperatuuril 800–1000 °C, gaasitatakse osa süsinikku veegaasimenetlusel. Moodustub poorne ja suure aktiivsusega aktiivsüsi.

Keemilise aktiveerimise puhul töödeldakse söestumata lähtematerjali segu kemikaalidega. Selleks kasutatakse tavaliselt kas dehüdraatimisvahendeid (näiteks tsinkkloriid, fosforhape) 500–900 °C juures või kuivdestillatsiooni (pürolüüs). Nõnda saadud tooraktiivsüsi aktiveeritakse oksüdatiivselt 700–1000 °C juures veeauru või süsinikdioksiidiga, osalt ka õhuga. Sellise aktiveerimise puhul muutub osa süsinikust süsinikmonoksiidiks, mille tagajärjel tekivad lisapoorid ja söe pind suureneb.

Mõnede rakenduste tarbeks töödeldakse aktiivsütt veel teiste kemikaalidega (impregneeritakse), et adsorptsioonivõimet parandada. Gaasimaskide filtrite süsi kaetakse metallisooladega, mis parandab paljude mürkide adsorbeerimise võimet. Hõbedaga kaetud aktiivsüsi sobib joogivee filtreerimiseks eriti hästi.

Kasutamine

Keemiatööstustes

Aktiivsütt kasutatakse keemias gaaside ja lahustiaurude adsorbeerimiseks, vedelike puhastamiseks, katalüsaatorite ja elektroodide valmistamiseks jm.

Meditsiinis

Kasutamine ravimina

Manustamiseks valmistatakse aktiivsütt granuleeritud või pressitud kujul tablettidena.

Ravimina nimetatakse aktiivsütt nimetust meditsiiniliseks söeks või aktiveeritud söeks (ladina keeles carbo activatus). Seda manustatakse aktiivsöe tablettidena, aktiivsöe pulbrina või aktiivsöe suspensioonina.

Farmakoterapeutiline rühm: kõhulahtisuse-, soolepõletiku- ja sooleinfektsioonivastased ained.

ATC-kood: A07BA01 aktiveeritud süsi.

Geneeriline nimetus: süsi. Toote nimetused: Actidose-Aqua, Activated Charcoal, Charcoal Plus DS, EZChar, Insta-Char, Liqui-Char, Optimum Charcoal, Charcocaps, Charcoaid 2000, Charcoaid-G, Charcoaid, Charcodote, Actidose-Aqua Advance, Charcodote (obsolete), J.L. Bragg's Medicinal Charcoal, Medicoal, Karbons, Carbomix, Carbosorb X, Charcotabs, Healthstream Activated Charcoal, Charcotrace, Chem Mart Nasal Decongestant Capsule, Pharmacia Carbosorb, Norit, Eucarbon, Active Carbon.

Siin tutvustatakse ravimit või ravimeetodit, kuid kirjutatu pole arstlik nõuanne ja see ei asenda arsti konsultatsiooni. Vikipeedia ei vastuta iseravimise tagajärgede eest.

Toime

Toime põhineb suu kaudu organismi sattunud mürkainete ja toksiinide absorbeerumisel söeosakeste pinnale.

Adsorptsioon

Enamasti adsorbeeruvad aktiivsöega hästi teiste seas alfatoksiinid, amfetamiin, antidepressandid, antihistamiinid, epilepsiavastased ained, atropiin, barbituraadid, mitmed psühhoaktiivsed ained, beetablokaatorid, klorokviin, tsimetidiin, dapsoon, mittesteroidsed põletikuvastased ravimid, opiaadid, digitaalis, kiniin, strühniin, tetratsükliin.

Mõõdukalt adsorbeeruvad diabeedi raviks kasutatavad ained, petrooleum, paratsetamool, fenool ja salitsülaadid.

Halvasti adsorbeeruvad alkoholid, tsüaniid, metallid ja süsivesinikud.

Näidustused

Meditsiinilisi aktiivsöe tablette kasutatakse meditsiinis mitmete mürgistuste ja ka kõhulahtisuse korral. Aktiivsüsi seob peaaegu kõiki ravimeid.

Aktiivsüsi võib osutuda kasulikuks ja peetakse efektiivseimaks vahendiks mürgistusseisundite korral, mida põhjustavad näiteks salitsülaadid, paratsetamool, barbituraadid, tritsüklilised antidepressandid või teofülliin.

Ravimvorm ja annustamine

Aktiivsüsi on saadaval tablettide, pulbri ja suspensioonina.

Vajalik annus mürgistuse korral on täiskasvanul umbes 50 g, 10-kilosel lapsel umbes 10 g aktiivsöepulbrit. Tablettide arv oleneb toimeaine sisaldusest tabletis: näiteks 250 milligrammi mg aktiivsütt sisaldavaid tablette tuleb manustada vastavalt 200 ja 40.

Mürgistuse korral tuleks aktiivsütt manustada teadvusel kannatanule (võimaluse korral ka enesemürgitajale) esimesel võimalusel.

Kui kannatanu teadvusetase on kõvasti langenud siis tuleks patsienti intubeerida ja aktiivsöesuspensioon manustada kas nasogastraalsondi või maosondi kaudu.

Alkaloidimürgistus

Alkaloidimürgistuste korral antakse teadvusel inimestele esmaabina veega segatud aktiveeritud sütt: täiskasvanule 50–100 g ja lapsele 1–2 g/kg (3 spl 10 kg kohta).

Kui tekivad krambid ja haige kaotab teadvuse, ei tohi patsiendile sütt joogiga manustada. Tuleb jälgida, et haige hingamine ei seiskuks. Vajadusel teha kunstlikku hingamist. Kohe kutsuda kiirabi.

Kõrvaltoimed

Kõrvaltoimed peaaegu puuduvad. Väljaheide võib mustaks värvuda ja see võib patsienti ehmatada.

Soovimatuks kõrvaltoimeks võidakse pidada aktiivsöe ja ravimite koosmanustamist, kuna söe toimel võib ravimite imendumine mitte aset leida.

Sidumiskapatsiteedi küllastumine

Suurtes doosides manustatud erinevate ainete üledoosi korral, näiteks paratsetamooli- või atsetüülsalitsüülhappemürgistuse korral võib aktiivsöe sidumiskapatsiteet küllastuda.

Teised kasutusalad

Aktiivsüsi

Aktiivsöefiltrites

Aktiivsöefiltriga maskid peaksid hoidma kinni ainete osakesi, mis on suuremad kui 1 mikromeeter.

Vedelike ja gaaside puhastamine

Aktiivsütt kasutatakse esmajoones adsorbendina soovimatute värvainete, maitseainete ja lõhnaainete eemaldamiseks gaasidest, aurudest ja vedeliket. Aktiivsöe puhul on suureks eeliseks termiline reaktiveeritavus. Reoveepuhastuseks kasutatava aktiivsöe puhul on võimalik ka bioloogiline reaktiveeritavus.

Aktiivsütt kasutatakse peamiselt granulaadi, pulbri või graanulitena. Saadaval on ka aktiivsöest riie.

Aktiivsöega eemaldatakse näiteks:

• kloori, osooni jms ebameeldiva maitse või lõhnaga aineid ning baktereid veest, magusainetest, glütseriinist ja keemilistest vedelikest;
• värvi andvaid aineid ja lisandeid vedelikuvooludest keemiatööstuses ja toiduainetööstuses;
• mürkaineid õhust.

Söeküpsised

 Pikemalt artiklis Söeküpsised

Söeküpsiseid (ingl charcoal biscuit) söödi Iirimaal ja Inglismaal 19. ja 20 sajandi algusaastatel. Küpsised valmistati kase söest, millele lisati veidi võid, suhkrut ja mune.

Austria päritolu filosoof Ludwig Wittgenstein olevat Iirimaal viibides lasknud neil söeküpsistel hea maitsta.

Allikad

• Adsorptive charcoal for medicinal purposes US 1589081 A, veebiversioon (vaadatud 10.10.2014) (inglise keeles)
• IUPAC Gold Book, activated carbon, veebiversioon (vaadatud 10.10.2014) (inglise keeles)
• FAO, ACTIVATED CARBON, veebiversioon (vaadatud 10.10.2014) (inglise keeles)
• Materials Safety Data Sheet, veebiversioon (vaadatud 10.10.2014) (inglise keeles)
• THE NATIONAL ACADEMIES PRESS, DISPOSAL OF ACTIVATED CARBON FROM CHEMICAL AGENT DISPOSAL FACILITIES, veebiversioon (vaadatud 10.10.2014) (inglise keeles)
• Süsinik, veebiversioon (vaadatud 10.10.2014)
• Granular Activated Carbon (GAC), veebiversioon (vaadatud 10.10.2014) (inglise keeles)
• C. Faur-Brasquet, K. Kadirvelu, P. Le Cloirec, Removal of metal ions from aqueous solution by adsorption onto activated carbon cloths: adsorption competition with organic matter, Carbon, 40. väljaanne, nr 13, 2002, lk 2387–2392, veebiversioon (vaadatud 10.10.2014) (inglise keeles)
• Aktiivsöest, ajaloost, veebiversioon (vaadatud 10.10.2014)
• Sissekanne Eesti Entsüklopeedias
• John Dinsley, CharcoalRemedies.com : the Complete Handbook of Medicinal Charcoal and Its Applications for First Aid, Parents & Doctors, Homes & Gardens, Pets & Livestock, The Environment, 2005, veebiversioon (vaadatud 10.10.2014) (inglise keeles)
• Charcoal, veebiversioon (vaadatud 10.10.2014) (inglise keeles)

Meditsiinis

• Neuvonen PJ, Olkkola KT., Oral activated charcoal in the treatment of intoxications. Role of single and repeated doses.Lühikokkuvõte, Med Toxicol Adverse Drug Exp. 1988 Jan-Dec;3(1):33–58., veebiversioon (vaadatud 23.06.2014) (inglise keeles)
• Acute poisoning following ingestion of medicines: initial management. How to treat life-threatening complications and to evaluate the risk of delayed effects and psychological distress. Lühikokkuvõte, Prescrire Int. 2010 Dec;19(111):284-91., veebiversioon (vaadatud 23.06.2014) (inglise keeles)
• Charcoal, Activated, veebiversioon (vaadatud 23.06.2014) (inglise keeles)
• Sissekanne WebMD-s
• Justine Lee, DVM, DACVECC, DABT, Sherry Welch, DVM, DABT, DABVT, When and how to use activated charcoal, 1. märts 2013, veebiversioon (vaadatud 10.10.2014) (inglise keeles)
• [1], veebiversioon (vaadatud 10.10.2014)
• Meditsiiniline aktiivsüsi, veebiversioon (vaadatud 10.10.2014) (inglise keeles)