Minerales arcillosos de la Norpatagonia Argentina: su aplicación en la adsorción de sustancias contaminantes inorgánicas y orgánicas

PAROLO, MARÍA EUGENIA; MUSSO, TELMA BELÉN; PETTINARI, GISELA; RUFFATO, MARIANELA

San Luis

Workshop; Workshop sobre Adsorción Adsorbentes y sus Aplicaciones; 2014

Universidad Nacional de San Luis

Las actividades productivas de la región del AltoValle del Río Negro y del Departamento Confluencia de Neuquén implican el uso intensivo del territorio, en muchos casos en competencia y superposición con urbanizaciones en constante crecimiento. Una acción imprescindible consiste en proteger las aguas superficiales, subterráneas y el suelo de la contaminación que puedan generar el ingreso de sustancias como metales pesados e hidrocarburos al ambiente. En este sentido, la utilización de materiales regionales como las arcillas constituye una alternativa en las tecnologías de retención de sustancias contaminantes debido a su naturaleza hidrofílica y comportamiento coloidal en medios acuosos. El presente estudio está orientado a la retención de sustancias contaminantes en sistemas naturales y tiene como objetivos: investigar la capacidad de adsorción y desorción de minerales arcillosos, principales constituyentes de estos materiales, tanto en su estado natural como modificados, en relación a metales pesados comúnmente encontrados en lixiviados de residuos sólidos urbanos (RSU) y sustancias orgánicas de diferente polaridad. Las muestras de arcillas seleccionadas para los estudios de adsorción consisten en bentonitas y arcillas esmectíticas que fueron caracterizadas desde un punto de vista mineralógico, físico y químico. Los ensayos de adsorción de metales pesados, a partir de soluciones acuosas, se llevaron a cabo en batch y columna. En el primer caso, se evaluó el efecto de la concentración de metal, pH y fuerza iónica. Los metales seleccionados para los estudios de adsorción fueron Cu(II), Zn(II) y Ni(II) debido a que generalmente prevalecen en lixiviados reales de RSU. Para los ensayos de adsorción en columna, se utilizó como relleno diferentes mezclas de arcilla-arena compactadas en permeámetros de pared rígida y aplicando un gradiente hidráulico de 24 a carga variable (ASTM D5856-95). Las columnas fueron permeadas con soluciones mono y multimetal. A partir de una bentonita natural se obtuvieron arcillas modificadas (organoarcillas) mediante reacciones de intercambio catiónico con hexadeciltrimetilamonio (HDTMA) con el propósito de obtener adsorbentes con una mayor capacidad de retención de contaminantes orgánicos. La modificación fue realizada en distintos porcentajes de la capacidad de intercambio catiónico (20, 50, 70,100, 150, 200 y 300%). Las organoarcillas sintetizadas fueron caracterizadas por difracción de rayos X, espectroscopía IR, análisis termogravimétricos y área superficial (BET). Se realizaron experiencias de adsorción en batch de anilina y naftaleno sobre la arcilla natural y las organoarcillas. Los materiales estudiados presentan propiedades mineralógicas y fisicoquímicas que le confieren una satisfactoria capacidad de adsorción para ser utilizados como adsorbentes en la retención de metales pesados presentes en lixiviados de RSU. A partir de las isotermas de adsorción obtenidas para contaminantes orgánicos se pudo determinar que la capacidad de adsorción depende de la estructura del complejo surfactante-arcilla, por lo que es posible controlar la capacidad de adsorción de las organoarcillas a partir la cantidad de surfactante utilizado en la modificación.