Remoción de contaminantes emergentes empleando un carbón activado desarrollado a partir de cáscaras de naranja

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

Buenos Aires

Congreso; XXXI Congreso Argentino de Química; 2016

AQA

En añosrecientes se ha detectado un nuevo grupo de contaminantes en los cursos de aguadenominados emergentes, que incluye fármacos, hormonas y productos cosméticos.Si bien aún se suelen encontrar en concentraciones muy bajas (ng/L o μg/L), lapreocupación por su presencia en el ambiente y sus posibles efectos adversos escreciente. Estos compuestos pueden ingresar al medioambiente a través dedistintas vías: durante su manufactura, por disposición a consecuencia de su vencimientoo, principalmente, por excreción humana y animal. Se han propuesto distintosmétodos de tratamiento, siendo los basados en la adsorción mediante carbonesactivados uno de los más utilizados. A su vez, la posibilidad de desarrollarcarbones efectivos a partir de precursores alternativos a los convencionales,permite la revalorización de, por ejemplo, residuos y subproductos originadosen actividades agro-industriales. Entre éstos, las cáscaras de cítricos hansido probadas como precursores exitosos. En el presente trabajo se aborda laaplicación de un carbón activado desarrollado a partir de cáscaras de naranjas(residuo agro-industrial), generadas en la industrialización del jugo, para laremoción de dos contaminantes/ emergentes: diclofenac sódico (DFS),anti-inflamatorio no esteroideo de uso generalizado, y ácido salicílico (AS),metabolito de la aspirina. La caracterización química del carbón activado mostró que éste presentaba tanto gruposbásicos (GB= 0.19 mequiv/g) como ácidos (GFOA= 1.46 mequiv/g), siendo losúltimos los predominantes. Esto muestra la naturaleza levemente acídica deladsorbente, confirmada por el valor del punto de carga cero obtenido (pHzc=5.5). El espectro FT-IR de CACN mostró picos característicos asignados agrupos carboxilatos y enlaces C=C presentes en compuestos aromáticos, así comola posible presencia de ésteres fosfatos y polifosfatos, indicando la presenciade P residual combinado con la estructura orgánica o físicamente entrampado enel carbón. La caracterización textural mostró que CACN presentaba un SBET de 1090 m2/g, unvolumen total de poros de 1.2 cm3/g y 80% de mesoporos. En relación a los ensayos deadsorción de DFS y AS, ambas curvas de pH (Figura) mostraron una disminución dela remoción de cada compuesto con el aumento del pH. A pH superiores al pHzc, lacarga superficial de CACN es netamente negativa. En el rango de estabilidad delDFS, la molécula se encuentra desprotonada (pKa=4.15), por lo que a medida queincrementa el pH de la solución aumenta la repulsión electrostática. Estotambién 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 lasrepulsiones. A partir de los resultados de las curvas de pH, se eligieron los valoresde pH=2 (AS) y pH=5.5 (DFS) para la obtención de las isotermas de adsorción. Seaplicaron los modelos de Langmuir y Freundlich para la descripción de los datosexperimentales, permitiendo el último un ajuste levemente mejor de los datos,indicando una posible adsorción multicapa de DFS y AS. Las máximas capacidadesde adsorción obtenidas a partir de este modelo resultaron de 2.2 mmol/g (DFS) y0.9 mmol/g (AS), siendo superiores a las de carbones activados comerciales.