Remediación de arsénico presente en aguas subterráneas. Optimización del proceso utilizando diseños factoriales

COZZI, E. ; GARCÍA, S.; PEREZ MORA, B.; GAZZERA, M. B.; GONZÁLEZ, J. C.; DÍAZ VIÑUELA, P.

Jornada; XII Jornada de Ciencia y Tecnología. Divulgación de la Producción Científica y Tecnológica de la U.N.R.; 2018

REMEDIACIÓN DE ARSÉNICO PRESENTE EN AGUAS SUBTERRÁNEAS.OPTIMIZACIÓN DEL PROCESO UTILIZANDO DISEÑOS FACTORIALESCozzi,E.;Perez Mora, B.; González, J. C.; García, S.; Gazzera, M. B.; Diaz Viñuela, P.ÁreaQuímica General e Inorgánica. Facultad de Cs. Bioquímicas y Farmacéuticas.Universidad Nacional de Rosario. IQUIR (UNR-CONICET).E-mail:estefaniacozzi@hotmail.com LaOrganización Mundial de la Salud (OMS)  recomienda 0,01 mg L-1 como elnivel máximo de arsénico permitido en agua de bebida, de manera de reducir elimpacto negativo de este metaloide en la salud humana. En la provincia de SantaFe, existen áreas donde la concentración de As en aguas subterráneas es mayor a0,05 mg L-1, superando el límite indicado por la OMS. Por ello, esimprescindible la búsqueda de métodos económicos y efectivos para la deteccióny eliminación de arsénico. La biosorción es una alternativa efectiva yeconómica que utiliza materiales naturales, portadores de grupos funcionalescon la capacidad de retener iones tóxicos. Objetivos:a) caracterizar el agua subterránea, b) estudiar los factores que afectan labiosorción en continuo de arsénico utilizando el biopolímero quitosano comoadsorbente, c) aplicar modelos matemáticos para describir el comportamientodinámico de las columnas y d) optimizar el proceso de sorción mediante un diseñocentral compuesto. Metodología:las muestras de agua subterránea fueronproporcionadas por la comuna santafesina de Piamonte. Para cubrir el rango devalores posibles de concentraciones de arsénico presente aguas naturales, lasmuestras se complementaron con la adición de una solución de arseniato de sodio(Na2HAsO4.7H2O), hasta alcanzar unaconcentración de 1,0 mg L-1 de As(V). Los estudios se realizaron encolumnas de lecho fijo empacadas con quitosano y la concentración de As en elefluente se determinó por el método ?azul de molibdeno modificado?. Para laoptimización del proceso de remediación, se generó un diseño central compuesto(DCC), que respondió al arreglo de composición: 2k + 2k + n, siendok los 2 factores estudiados y n el número de puntos centrales (n = 5). Losfactores de interés evaluados, fueron: a) altura de la columna (h) entre 3,0 -6,6 cm y b) flujo (Q) entre 5,0 - 15,0 mL min-1. Resultados: los datos obtenidos para larespuesta % de As retenido (%R) por el polímero se examinaron estadísticamente.El modelo derivado de la aplicación del DCC, ajusta los valores experimentalesy describe de forma adecuada la relación entre las variables dependientes (h yQ) y la independiente (%R). Por otro lado, el efecto lineal de los factores h yQ fue significativo (P< 0,05), siendo la altura del lecho la que presentauna influencia más fuerte sobre la respuesta (P< 0,0001 y T = 8,43). Además,la interacción entre las variables h y Q, también presentó un efectosignificativo sobre la respuesta. Bajo las condiciones óptimas encontradas parala sorción de As (V) (Q= 7,8 mL min-1 y h= 5,9 cm), el porcentaje dearsénico removido fue igual al 68,3 %. Los modelos matemáticos que mejor representanlos perfiles de elusión fueron los modelos de Thomas y Dosis-RespuestaModificado. Estos resultados muestran como prometedor el uso de diseñosfactoriales, aplicado a la optimización de proceso de sorción de arsénicoutilizando columnas empacadas con el polímero natural quitosano.