Aprovechamiento de biomasa de Fraxinus americana para la Biosorción de Azul de Anilina

EVELYN MIRELLE VALDÉS RODRÍGUEZ; ESTEFANÍA BELÉN INGRASSIA; LETICIA BELÉN ESCUDERO

Mendoza

Simposio; IV Simposio de Residuos Agropecuarios y Agroindustriales; 2023

Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria

El azul de anilina es un contaminante ampliamente utilizado en la industria textil y con fines medicinales. Es altamente tóxico y cancerígeno y causa trastornos en la salud humana, incluyendo daño renal y hepático. Por lo tanto, los efluentes que contienen este colorante deben tratarse previo a su descarga al medio ambiente. Los tratamientos de adsorción son una de las alternativas más convenientes para eliminar contaminantes por ser procesos sencillos y eficientes. Los residuos vegetales son un tipo prometedor de biosorbente, puesto que ofrecen una relación área/volumen grande, bajo costo y compatibilidad ambiental [1]. Hasta la fecha, existen escasos estudios de biosorción reportados en la literatura que usen biomasa de Fraxinus americana para la eliminación de compuestos tóxicos. En este contexto, el objetivo de este trabajo fue estudiar el proceso de adsorción entre semillas de fresno y el colorante aniónico azul de anilina, para su remoción desde soluciones acuosas. En este sentido, para la optimización de variables experimentales, se propuso un diseño experimental multivariado de dos factores y en tres niveles, utilizando como variables de estudio el pH de la solución de azul de anilina y la dosis del biosorbente (ver Tabla).Se llevaron a cabo 9 experimentos de biosorción en condiciones de agitación por lote a 25 °C y 140 rpm durante 240 min. Los experimentos se evaluaron con una concentración inicial (Co) de 50 mg L-1. Luego de una etapa de separación de fases, se determinó la concentración final (Ce) del contaminante en el sobrenadante empleando un espectrofotómetro UV-Vis (Shimadzu UV Los resultados mostraron que el rendimiento de biosorción varió de 3 a 92% (ver Figura). Se encontró que el proceso de eliminación de azul de anilina estuvo fuertemente influenciado por el pH, ya que el menor rendimiento de eliminación (3%) se obtuvo a pH 7, mientras que el mayor rendimiento (92%) se alcanzó a pH 3. Estos resultados sugieren que, en condiciones más ácidas, el incremento de iones de H+ promueve la protonación de la superficie del biosorbente, lo cual favorece la adsorción/remoción del colorante cargado negativamente, mientras que, en condiciones más alcalinas, el incremento de grupos OH- promueve la desprotonación de los grupos NH2 de la molécula de azul de anilina [2]. La masa del biosorbente también jugó un papel importante en el proceso de biosorción de azul de anilina. Se observó que el aumento de la dosis del biosorbente fue proporcional al incremento del rendimiento de biosorción de azul de anilina. Como se observa en la Figura, los rendimientos de biosorción más bajos (31,7; 7,6 y 3,1%) se obtuvieron cuando se utilizó la dosis de biosorbente más baja, es decir, 0,5 g L-1. Mientras que, los mayores rendimientos de biosorción (91,8; 25,6 y 23,2%) se obtuvieron cuando se utilizó la dosis de biosorbente más alta, es decir, 2,5 g L-1. Estos resultados se deben al incremento de sitios activos disponibles en la superficie del biosorbente al incrementar la masa [3]. De esta manera, la semilla de F. americana se ha podido utilizar como un biosorbente para la eliminación eficiente de azul de anilina desde soluciones acuosas. Sin embargo, es necesario realizar estudios adicionales para comprender el o los posibles mecanismos por los cuales ha ocurrido la adsorción. En este sentido, las condiciones óptimas de biosorción (pH 3 y 2,5 g L-1) serán utilizadas para realizar experimentos de adsorción cinéticos e isotérmicos. Adicionalmente, se emplearán técnicas de caracterización tales como Microscopía Electrónica de Barrido y Espectrometría Infrarroja por Transformadas de Fourier antes y después del proceso de adsorción con el fin de observar cambios en la morfología y en los grupos funcionales de la superficie del biosorbente, respectivamente. Referencias [1] Thakur S,; Qanungo K. (2021). Removal of aniline blue from aqueous solution using adsorption: A mini review. Materials Today: Proceedings, Volume 37 2290-2293.[2] Wong S.; Ghafar N. A.; Ngadi N.; Razmi F. A.; Inuwa I. M.; Mat R.; Amin, N. A. S. (2020). Effective removal of anionic textile dyes using adsorbent synthesized from coffee waste. Scientific reports, Volume 10 (1) 2928.[3] Sukmana H.; Ballai G.; Gyulavári T.; Illés E.; Kozma G.; Kónya Z.; Hodúr C. (2023). Hungarian and Indonesian rice husk as bioadsorbents for binary biosorption of cationic dyes from aqueous solutions: A factorial design analysis. Heliyon, Volume 9 (6) e17154