UTILIZACIÓN DE BIOPOLÍMEROS DE ARCILLA-BIOMASA PARA LA REMOCIÓN DE Cu (II). CAPACIDAD DE ADSORCION Y CARACTERIZACIÓN ESTRUCTURAL

OLIVELLI, MELISA SOLEDAD; GARAVENTA, LUCIA; CURUTCHET, GUSTAVO; TORRES SÁNCHEZ, ROSA MARÍA

La Plata

Congreso; II simposio argentino de procesos biotecnológicos; 2012

La acumulación de cobre representa un riesgo notable para la salud humana y ambiental. Su presencia en los cuerpos de agua se debe principalmente a la actividad antropogénica. Debido a esto, existe abundante bibliografía acerca de la remoción de este metal de efluentes y aguas superficiales. Dentro de las técnicas empleadas para retener metales pesados se encuentra la biosorción, donde la biomasa permite concentrar metales pesados de soluciones acuosas diluidas. Uno de los biosorbentes más comúnmente utilizados es la biomasa fúngica, la cual tiene las ventajas de ser de fácil producción y de tener bajo costo. El principal inconveniente tecnológico a la hora de utilizar biomasa para procesos de biosorción es lograr su separación del sistema acuoso. La inmovilización de la biomasa utilizada en soportes adecuados se postula como una solución a este problema. Por los motivos mencionados anteriormente, la generación de matrices de biopolímeros arcillosos, satisface los requisitos de inmovilizar la biomasa, con la ventaja adicional de favorecer las propiedades de coagulación del sistema. Entre los adsorbentes arcillosos inocuos que presentan estas características se encuentran las montmorillonitas, las cuales presentan óptimas propiedades para la adsorción de metales y además poseen una superficie capaz de complejar moléculas orgánicas. El objetivo de este trabajo es caracterizar de manera preliminar la capacidad de adsorción de Cu (II) y la estructura de matrices de biopolímeros arcillosos utilizados para la remoción de Cu (II). Metodología. Las matrices fueron generadas por crecimiento de dos cepas fúngicas (Aphanocladium sp. y Acremonium sp.) sobre una montmorillonita natural (MMT). Los biopolímeros obtenidos fueron empleados como adsorbentes para la extracción de Cu (II) de soluciones acuosas y caracterizados mediante espectroscopia de infrarrojo con transformada de fourier (FTIR), antes y después de la adsorción de cobre. Resultados. La capacidad de adsorción de los sistemas fue alta y tuvo una fuerte dependencia con la concentración de cobre en la solución. Además, la capacidad de coagulación del sistema de biopolímeros fue mayor que para la MMT permitiendo de esta manera una mejor separación de los sólidos de la solución. La caracterización por FTIR de los biopolímeros indicó que las bandas de absorción correspondientes a las vibraciones de los enlaces de moléculas de agua interlaminar (3400 y 1637 cm-1), disminuyen respecto a las de la MMT. La modificación de las intensidades y la existencia de corrimientos de las bandas de absorción de los ?OH estructurales de la MMT (3600 cm-1), en presencia de biomasa, indicaría la existencia de interacciones entre la biomasa y la arcilla a través de dichos grupos. Además, en presencia de Acremonium sp., aparecen modificaciones de intensidad en los enlaces de Si ? O basal y las uniones Al ? OH ? Al, lo cual podría indicar diferencias en interacción entre ambos hongos y la matriz arcillosa. La adsorción de Cu(II) en los biopolímeros arcillosos; genera un aumento en la intensidad de la banda correspondiente a las vibraciones de las moléculas de agua asociadas a cationes de intercambio (frecuencias menores a 3200 cm-1), indicando la entrada de Cu (II) en el espaciado interlaminar, confirmado previamente por los espectros de DRX. Además, cambios en las bandas características de grupos funcionales de la biomasa estarían indicando interacciones del Cu (II) tanto con la biomasa como con la MMT. Conclusiones. Si bien en las concentraciones de Cu ensayadas los biopolímeros presentaron menor capacidad de adsorción que la obtenida para la MMT o la biomasa sola, la mejora obtenida en la separación de los biopolímeros con Cu, respecto a la muestra Cu-MMT, es un factor importante para implementar tecnologías de remoción de metales pesados. La caracterización estructural por FTIR concuerda con las demás técnicas ensayadas, previamente (DRX, adsorción de moléculas de agua, cantidad de materia orgánica). Además, por FTIR se evidenció la distinta asociación de ambos géneros de hongos con la MMT. De estos resultados se desprende que, los biopolímeros presentan características propias que no son sólo la suma de los componentes por separado. Estos resultados podrían constituir la base para adaptar el proceso a diferentes situaciones tales como la creación de filtros eficientes y económicos para la remoción de metales pesados.