Adsorción de organofosforados en partículas del mineral goethita

GENTILE, MARIANA; LUENGO, CARINA; AVENA, MARCELO; WANG, MINGXIA; TAN, WENFENG

Bahía Blanca

Congreso; XXII Encuentro de superficies y materiales nanoestructurados; 2023

Nano2023

La goethita (α-FeOOH) es un oxihidróxido de hierro nanoestructurado que comúnmente se encuentra en la naturaleza, en casi todo tipo de suelo. Es la forma más estable y abundante de los óxidos de hierro y su química superficial afecta a la distribución de nutrientes y contaminantes en el ambiente. Debido al tamaño nanométrico de sus partículas, presenta una gran reactividad como adsorbente, pudiendo formar complejos de coordinación estables con numerosas especies de interés ambiental [1]. El objetivo de este trabajo es evaluar y comparar la adsorción de diferentes contaminantes organofosforados de importancia ambiental, utilizando la goethita como sistema modelo. La muestra de goethita fue sintetizada por el método de coprecipitación a pH constante y fue caracterizada por las siguientes técnicas: DRX, SEM, TEM, potencial zeta, análisis térmico y FTIR. Los estudios de adsorción se llevaron a cabo mediante isotermas de adsorción de glifosato, glufosinato y ácido fenilfosfónico, y se las comparó con las correspondientes isotermas de adsorción de fosfato. El fosfato se cuantificó por el método de Murphy & Riley [2] mediante espectroscopia UV-Vis a λ = 880 nm. El glifosato y el glufosinato se cuantificaron de la misma manera, con previa digestión ácida con persulfato de amonio y ácido sulfúrico (método EPA 365.2) [3]. Por otra parte, el ácido fenilfosfónico se determinó directamente por espectroscopia UV-Vis a λ = 210 nm. La goethita obtenida presentó la morfología acicular esperada con dimensiones aproximadas de 80-300 nm de longitud y 11-35 nm de ancho. Los resultados obtenidos en las diferentes técnicas de caracterización permiten asegurar que la muestra presenta alta pureza. Las isotermas de adsorción se llevaron a cabo a pH 2, 4,5, 7, 9,5 y 12. Con todas las sustancias evaluadas la adsorción resultó ser dependiente del pH y disminuyendo a medida que aumentaba el pH. El fosfato fue el que presentó mayor afinidad por la superficie de la goethita independientemente del valor de pH. A pH 4,5, por ejemplo, presentó un qmáx = 215 μmol/g, adsorbiéndose aproximadamente un 25% más que el glifosato y 10% más que el fenilfosfónico. Por otro lado, a pH 7 el fosfato presento un qmáx = 200 μmol/g y se adsorbió un 40% más que el glifosato y un 65% más que el fenilfosfónico. El glufosinato no presentó afinidad por la superficie de la goethita a ningún valor de pH, excepto a pH 2, donde la adsorción fue muy baja, aunque detectable. Como conclusión preliminar de este trabajo es posible plantear que, si bien las moléculas de interés químicamente tienen similitudes, el entorno del grupo fosforado influye en la afinidad que poseen por la superficie de la goethita. Así es que, el fosfato siendo la molécula más sencilla, es el que mayor interacción tiene con la superficie. Tanto el glifosato como el ácido fenilfosfónico, que poseen en su estructura un grupo fosfónico, se adsorben un poco menos. Por último, el glufosinato, que posee un grupo fosfínico, tiene una interacción casi nula con la superficie del mineral. Se desprende, entonces, que la movilidad ambiental y capacidad de diseminación en la naturaleza son mayores en el glufosinato, algo menores en el glifosato y fenilfosfónico y menor todavía en el caso del fosfato.