Empleo de desechos de origen biológico, ricos en lignina, celulosa y pectina como biosorbentes para la eliminación de ioens metálicos de metales pesados en aguas servidas de origen industrial

LUIS FEDERICO SALA

Rosairo

Taller; Segundo Taller Argentino de Ciencias del Ambiente; 2012

Universidad Nacional de Rosario

El proceso de remediación por biosorción puede ser empleado como una técnica eficiente y de bajo costo para la eliminación de metales pesados tóxicos para los organismos vivos, presentes en aguas servidas de origen industrial. Los desechos derivados de la industria agro-alimenticia y pueden actuar como biosorbentes. Nos encontramos avocados al estudio de captación de metales pesados tales como cromo y vanadio, presentes en aguas servidas de origen industrial. Para lograrlo empleamos diferentes tipos de biomasas, a) ricas en lignina y celulosa: marlo de maíz1, salvado de soja, fruto de plátano y cáscara de arroz, b) las que contienen un alto contenido de pectina: cáscaras de naranja2, pomelo, limón, y c) las de alto contenido en polisacáridos y glicoproteínas: como las algas, por ejemplo el alga roja: Polysiphonia nigrescens3, entre otras. Los materiales ricos en lignina, han demostrado ser muy efectivos para la retención de los metales pesados encontrados en aguas servidas en altos estados de oxidación como oxoaniones. Éstos son reducidos a sus estados de oxidación estable más bajo y retenidos por biopolímeros con alto contenido de átomos de oxígeno. Los átomos de oxígeno son bases duras mientras que iones metálicos reducidos responden a la clasificación de ácidos duros tales como el elemento cromo en estado de oxidación +3 o el vanadio en estado de oxidación +4. Por lo tanto existe una fuerte interacción entre los átomos de oxígeno del biomaterial y los iones metálicos reducidos según el Principio de Dureza y Blandura de Pearson. Los estudios determinaron la máxima cantidad, en mg, del ion metálico retenido por gramo de biomasa (qmax) en condiciones de temperatura, pH, tamaño de partícula y tiempo de equilibrio óptimos. Por otra parte también se determinó el mecanismo de biosorción y la aplicabilidad para la industria que opte por emplear métodos de remediación por biosorción. Se describirá con detalle, los estudios realizados en (a) en batch para determinar qmax , que incluyen estudios cinéticos y de equilibrio que permiten determinar las condiciones fisicoquímicas del proceso según la biomasa empleada, tales como predominancia de fisisorción, quimisorción,  así como, entalpía, entropía y energía libre de biosorción, (b) estudios espectroscópicos para la determinación del mecanismo de biosorción, empleando técnicas tales como, (I) espectroscopía de resonancia paramagnética electrónica, (II) espectroscopía infrarroja, (III) estudios de XPS, (IV) absorción de rayos X, (V) espectroscopía de resonancia magnética nuclear de C-13 y V-51 entre otras, (c) estudios en columna de flujo continuo, determinando los tiempos de quiebre según los modelos más comúnmente empleados como el modelo de Thomas. Referencias: 1.Removal of Chromium (VI) and Chromium(III) from Aqueous solution by Grainless Stalk of Corn.Separation Science and Technology, Sebastián Bellú, Silvia García, Juan C. González, Ana M.Atria, Luis F.Sala, Sandra Signorella., 43, 3200-3220 (2008); 2.Thermodynamic and Dynamic of Chromium Biosorption by Pectic and Lignocellulocic Biowastes,Journal of Water Resource and Protection, S.E.Bellú, L.F.Sala, J.C.González, S.I.García, M.I. Frascaroli, P. Blanes, J. García, J.M.Salas Peregrin, A.M.Atria, J.Ferrón, M.Harada, C.Cong, Y. Niwa, 2, 888-897, (2010); 3. Biosorption of trivalent chromium from aqueous solution by red seaweed Polysiphonian nigrescens.,Journal of Water Resource and Protection, Patricia Blanes, Luis Sala, Silvia García, Juan González, Maria Frascaroli, Masafumi Harada, Cong Cong, Yasuhiro NIwa, Cristina Matulewicz, Héctor Prado, Adriana Cortadi, Martha Gattuso., 3, 882-843 (2011)