Performance de nanopartículas de óxido de hierro soportadas en la adsorción de arsénico.

B. SÁNCHEZ; C. QUERINI.; C. NEYERTZ; G. MENDOW

Buenos Aires

Congreso; XIX Encuentro de superficies y materiales nanoestructurados; 2019

El arsénico en agua es un contaminante de origen natural o antropogénico que genera granpreocupación mundial por presentarse en un gran número de países. Su consumo prolongadoen agua y alimentos contaminados puede ocasionar graves problemas de salud. Por ello, laOrganización Mundial de la Salud ha fijado como límite máximo para consumo humano unvalor de 10 gAs/mL (10 ppb). El objetivo de este trabajo es el estudio de una resinacomercial de intercambio aniónico (Amberlite PWA5) modificada con nanopartículas deFeOx para el tratamiento de agua. La fijación de hierro a la resina se realizó por intercambiodirecto de [FeCl4]- (formado por una disolución de FeCl3 y NaCl) en la resina y posteriortratamiento con NaOH 25%. Esta preparación se realizó tanto con una solución deFeCl3.6H2O p.a. como con una solución de calidad industrial. Los estudios por absorciónatómica indican que el %Fe fijado fue de 9,6 y 11,2, respectivamente. Las muestras secaracterizaron por microscopía óptica, observándose la coloración en el interior de la partículaesférica de resina (originalmente blanca) por la presencia del hierro. El análisis por FTIRdetermina que durante la preparación no se generó deterioro del soporte. El estudio por DRXindica la formación de distintas especies de hierro (FeOOH, Fe2O3, Fe3O4). La ausencia depicos marcados en los difractogramas indicaría la presencia de partículas nanométricas, locual pudo corroborarse por TEM. La adsorción de As(V) sobre las muestras fue analizada enflujo continuo con una solución preparada con 200 ppb de As(V) y otra con aprox. 80 ppb deAs(V) mas iones competidores (NO3-, SO42-, HCO3-, Cl- y SiO32-). También se estudió unagua natural de la comuna de Progreso (Santa Fe) con aprox. 78 ppb de As(V). No seobservaron diferencias en la capacidad de adsorción de las muestras debido a la calidad delprecursor de hierro utilizado. La muestra con 11.2 %Fe soportado sobre PWA5 logra tratarhasta 40215 Vtrat/Vresina para una solución de As(V) y 4760 Vtrat/Vresina para la solución deAs(V) mas iones, antes de llegar a las 10 ppb permitidas. Es decir, que se observa un efectonegativo ante la presencia de iones competidores. En cuanto a la capacidad de adsorción conel agua de Progreso, el valor disminuye a 599 Vtrat/Vresina. La presencia de silicatos, fosfatos,sulfatos y ácidos húmicos disminuyen la capacidad de adsorción de As. Si bien el agua de lacomuna no contiene fosfatos, su concentración de sulfatos y silicatos es superior al aguasintetizada (74 ppm vs. 49 ppm para sulfatos y 103 ppm vs. 14 ppm para silicatos,respectivamente). En consecuencia, se analizaron dos nuevas soluciones sintéticas con unamayor concentración de sulfatos y silicatos (100 y 90 ppm, respectivamente). Los resultadosindican un gran deterioro de la capacidad de adsorción ante un exceso de silicatos y no tantoasí de sulfatos. El volumen tratado de agua sintetizada en laboratorio con exceso de silicatos yde sulfatos pasa a 185 y 2950 Vtrat/Vresina. De esto se deduce que la menor adsorción dearsénico es debido a su concentración de silicatos. La regenerabilidad del adsorbente fueestudiada por tratamiento con solución de NaOH 1M en flujo continuo. Después de dichotratamiento de regeneración se obtuvo un 89% de recuperación de la capacidad de adsorciónde la resina para una solución de As(V) mas iones. En estos resultados se puede ver el efectopositivo del agregado de nanopartículas de hierro a las resinas comerciales. Si bien, no selogró un rendimiento muy alto en la comuna de Progreso, la capacidad de adsorción y laregeneración se encuentran dentro de los valores adecuados para su utilización dentro de unbajo costo de preparación.