REMOCIÓN DE CONTAMINANTES EMERGENTES EMPLEANDO UN CARBÓN ACTIVADO DESARROLLADO A PARTIR DE CÁSCARAS DE NARANJA

M. E. FERNANDEZ; P. BONELLI; A. L. CUKIERMAN

Buenos Aires

Congreso; XXXI Congreso Argentino de Química; 2016

Asociación Química Argentina

En años recientes se ha detectado un nuevo grupo de contaminantes en los cursos de agua denominados emergentes, que incluye fármacos, hormonas y productos cosméticos. Si bien aún se suelen encontrar en concentraciones muy bajas (ng/L o μg/L), la preocupación por su presencia en el ambiente y sus posibles efectos adversos es creciente. Estos compuestos pueden ingresar al medioambiente a través de distintas vías: durante su manufactura, por disposición a consecuencia de su vencimiento o, principalmente, por excreción humana y animal. Se han propuesto distintos métodos de tratamiento, siendo los basados en la adsorción mediante carbones activados uno de los más utilizados. A su vez, la posibilidad de desarrollar carbones efectivos a partir de precursores alternativos a los convencionales, permite la revalorización de, por ejemplo, residuos y subproductos originados en actividades agro-industriales. Entre éstos, las cáscaras de cítricos han sido probadas como precursores exitosos. En el presente trabajo se aborda la aplicación de un carbón activado desarrollado a partir de cáscaras de naranjas (residuo agro-industrial), generadas en la industrialización del jugo, para la remoción de dos contaminantes/ emergentes: diclofenac sódico (DFS), anti-inflamatorio no esteroideo de usogeneralizado, y ácido salicílico (AS), metabolito de la aspirina. La caracterización  química del carbón activado mostró que éste presentaba tanto grupos básicos (GB= 0.19 mequiv/g) como ácidos (GFOA= 1.46 mequiv/g), siendo los últimos los predominantes. Esto muestra la naturaleza levemente acídica del adsorbente, confirmada por el valor del punto de carga cero obtenido (pHzc =5.5). El espectro FT-IR de CACN mostró picos característicos asignados a grupos carboxilatos y enlaces C=C presentes en compuestos aromáticos, así como la posible presencia de ésteres fosfatos y polifosfatos, indicando la presencia de P residual combinado con laestructura orgánica o físicamente entrampado en el carbón. La caracterización textural mostró que CACN presentaba un SBET de 1090 m2/g, un volumen total de poros de 1.2 cm3/g y 80% de mesoporos. En relación a los ensayos de adsorción de DFS y AS, ambas curvas de pH (Figura) mostraron una disminución de la remoción de cada compuesto con el aumento del pH. A pH superiores al pHzc, la carga superficial de CACN es netamente negativa. En el rango de estabilidad del DFS, la molécula se encuentra desprotonada (pKa=4.15), por lo que a medida que incrementa el pH de la solución aumenta la repulsión electrostática. Esto también ocurre para el AS (pKa=2.97), registrándose la remoción máxima a pH 2, cuando la molécula se encuentra en su forma neutra y se minimizan las repulsiones. A partir de los resultados de las curvas de pH, se eligieron los valores de pH=2 (AS) y pH=5.5 (DFS) para la obtención de las isotermas de adsorción. Se aplicaron los modelos de Langmuir y Freundlich para la descripción de los datos experimentales, permitiendo el último un ajuste levemente mejor de los datos, indicando una posible adsorción multicapa de DFS y AS. Las máximas capacidades de adsorción obtenidas a partir de este modelo resultaron de 2.2 mmol/g (DFS) y 0.9 mmol/g (AS), siendo superiores a las de carbones activados comerciales