Retención de cafeína como contaminante emergente de sistemas acuosos mediante adsorción utilizando carbón activado en modo batch

FLORENCIA ONAGA MEDINA; L. LATINI; MARÍA B. AGUIAR; M. EUGENIA PAROLO; L. MONZA; M. LOEWY; M. AVENA

San Luis

Congreso; VII Congreso Argentino de la Sociedad de Toxicología y Química Ambiental; 2018

SETAC

La presencia de sustancias contaminantes sumada al aumento en la demanda de agua y la escasez de los recursos hídricos, fundamentan la necesidad de investigaciones tendientes a promover el uso sustentable del agua. Esta problemática es de particular significancia en la cuenca neuquina, caracterizada por su actividad frutihortícola intensiva e hidrocarburífera y el desarrollo urbano próximo a los ríos de la región, que utilizan este recurso para el consumo humano. Entre las sustancias presentes en aguas residuales y superficiales, los contaminantes emergentes comprenden tanto compuestos farmacéuticos como aditivos industriales, plaguicidas, aditivos de alimentos y retardantes de llama, entre otros. La cafeína es un alcaloide de la familia de las metilxantinas y estimulante del sistema nervioso central. Se estima que a nivel mundial su consumo es de 460.000 kg/día y un porcentaje transita las plantas de tratamiento de aguas residuales alcanzando sistemas receptores acuáticos. En la literatura se reporta la remoción de diversos contaminantes mediante el uso de carbón activado como adsorbente; sin embargo, no existe suficiente información respecto de la optimización de las condiciones experimentales para la remoción de contaminantes emergentes. El objetivo de la presente investigación fue evaluar la cinética de adsorción de cafeína y la capacidad de remoción de medios acuosos variando la concentración de carbón (50-500 mg/L), el pH (2-11) y concentración de cafeína (8-70 mg/L), a fin de determinar las condiciones de aplicación de este adsorbente. El carbón activado utilizado como adsorbente fue previamente caracterizado, observándose bandas de absorción IR correspondientes a grupos oxigenados: C-O, C=O y –OH; a partir del potencial z determinado a distintos valores de pH se observó que el pH IEP es 3,6. Los resultados indican que la capacidad de adsorción se incrementa con la concentración inicial de cafeína y no es dependiente del pH del medio. La capacidad de adsorción máxima calculada ajustando los datos experimentales a la isoterma de Langmuir es 93,43 mg/g. Posteriores estudios incluyen ensayos de adsorción de antiinflamatorios no esteroides y analgésicos y la síntesis de otros nanoadsorbentes de C constituídos por óxido de grafeno y magnetita a fin de ampliar las posibilidades de aplicación.