Titulo:
Adsorción de plomo (II) en solución acuosa con tallos y hojas de Eichhornia crassipes
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Sumario:
La presencia de metales pesados, como el plomo (Pb+2), en los cuerpos de agua genera alteraciones sobre la calidad ambiental y la salud pública, debido a su solubilidad y su capacidad de acumulación en la cadena trófica, problemática que se puede incrementar por la acumulación de Eichhornia crassipes, una maleza acuática con alta capacidad invasora, cuya presencia en los ecosistemas acuáticos favorece los procesos de eutrofización y crecimiento de microorganismos patógenos, vectores de enfermedades. Como alternativa para la eliminación de metales pesados y el aprovechamiento de tallos TEC y hojas HEC de E. crassipes, se evaluó la capacidad de adsorción y de eficiencia de remoción de Pb+2 en solución acuosa, de dicha biomasa. Inicialmente, s... Ver más
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Adsorción de plomo (II) en solución acuosa con tallos y hojas de Eichhornia crassipes Adsorption of lead (II) with stems and leaves of Eichhornia crassipes in aqueous solution La presencia de metales pesados, como el plomo (Pb+2), en los cuerpos de agua genera alteraciones sobre la calidad ambiental y la salud pública, debido a su solubilidad y su capacidad de acumulación en la cadena trófica, problemática que se puede incrementar por la acumulación de Eichhornia crassipes, una maleza acuática con alta capacidad invasora, cuya presencia en los ecosistemas acuáticos favorece los procesos de eutrofización y crecimiento de microorganismos patógenos, vectores de enfermedades. Como alternativa para la eliminación de metales pesados y el aprovechamiento de tallos TEC y hojas HEC de E. crassipes, se evaluó la capacidad de adsorción y de eficiencia de remoción de Pb+2 en solución acuosa, de dicha biomasa. Inicialmente, se realizaron ensayos batch, para analizar la influencia de la dosis de adsorbente, tiempo de contacto y pH de la solución. Como método de disposición final, se analizó la calcinación, a temperaturas de 700 y 800°C. Los datos experimentales de equilibrio fueron correlacionados, utilizando los modelos de Langmuir y Freundlich. El modelo que mejor se ajustó fue el de Langmuir, con R2 = 0,9816 TEC y R2 = 0,9854 HEC, lográndose una máxima capacidad de adsorción de 172,41mg/g TEC y 131,58mg/g HEC, con 0,2g de biomasa/200mL, pH 5,5 y 3h de contacto. En todos los ensayos, se lograron remociones de Pb+2 superiores al 97%. Los ensayos de calcinación indican que, a temperaturas ≥800°C, es posible estabilizar la biomasa residual, impidiendo que los cationes metálicos removidos sean liberados de la matriz biológica, por efectos de soluciones lixiviantes de bajo pH. The presence of heavy metals such as lead (Pb+2) in water bodies causes alterations in environmental quality and public health due to their solubility and capacity of accumulation in the food chain. Problems that can be increased by the accumulation of Eichhornia crassipes an aquatic weed with high invasive capacity whose presence in the aquatic ecosystems favors the processes of eutrophication and growth of pathogenic microorganisms vectors of diseases. As an alternative for the removal of heavy metals and the use of TEC stems and HEC leaves of E. crassipes, the adsorption capacity and removal efficiency of Pb+2 in aqueous solution of this biomass were evaluated. Initially batch tests were performed to analyze the influence of the adsorbent dose, contact time and solution pH. As final disposal method, the calcination was analyzed at temperatures of 700 and 800°C. The equilibrium experimental data were correlated using the Langmuir and Freundlich models. The best fit model was the Langmuir model with R2=0.9816 TEC and R2=0.9854 HEC, achieving a maximum adsorption capacity of 172.41mg/g TEC and 131.58mg/g HEC with 0.2 g Of biomass/200mL, pH 5.5 and 3h of contact. Pb+2 removals above 97% were achieved in all tests. Calcination tests indicate that at temperatures ≥800°C it is possible to stabilize the residual biomass by preventing the removed metal cations from being released from the biological matrix by the effects of low pH leaching solutions. Vizcaíno Mendoza, Lissette Fuentes Molina, Natalia González Fragozo, Harold Biosorción Buchón de agua isoterma de Langmuir isoterma de Freundlich metales pesados Biosorption water buffer Langmuir isotherms Freundlich isotherms heavy metals 20 2 Núm. 2 , Año 2017 :Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica. Julio-Diciembre Artículo de revista Journal article 2017-12-31T00:00:00Z 2017-12-31T00:00:00Z 2017-12-31 application/pdf text/html Universidad de Ciencias Aplicadas y Ambientales U.D.C.A Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica 0123-4226 2619-2551 https://revistas.udca.edu.co/index.php/ruadc/article/view/400 10.31910/rudca.v20.n2.2017.400 https://doi.org/10.31910/rudca.v20.n2.2017.400 spa https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ 435 444 ABDEL-GHANI, N.; EL-CHAGHABY, G. 2014. Biosorption for metal ions removal from aqueous solution: A review of recent studies. Int. J. Latest Res. Scienc. Techn. 3(1):24-42. ATEHORTÚA, E.; GARTNER, C. 2013. Estudios preliminares de la biomasa seca de Eichhornia crassipes como adsorbente de plomo y cromo en aguas. Rev. Col. Materiales. 4:81-92. CÁRDENAS, J.; MOCTEZUMA, M.; ACOSTA, I.; MARTÍNEZ, V. 2013. Biosorción de Plomo (II) en solución por diferentes biomasas fungicas. Rev. Latinoam. Recursos Naturales (México). 9(1):57-61. CHUQUILIN, R.; ROSALES, D. 2016. Estudio de la biosorción de Cd (II) Y Pb (II) usando como adsorbente Nostoc sphaericum Vaucher. Rev. Soc. Quím. Perú. 81(1):49-60. CUIZANO, N.; NAVARRO, A. 2008. Biosorcion de metales pesados: Posible solución a la contaminacion a bajas concentraciones. An. Quim.(España). 104(2):120-125. DELGADILLO, A.; GONZALEZ, C.; PRIETO, F.; VILLA-GOMEZ, J.; ACEVEDO, O. 2011. Fitorremediación: una alternativa para eliminar la contaminación. Trop. subtrop. agroecosyt, 14(2): 597-612. DÍAZ, A.; ARIAS, J.; GELVES, G.; MALDONADO, A.; LAVERDE, D.; PEDRAZA, J.; ESCALANTE, H. 2003. Biosorción de Fe, Al y Mn de drenajes ácidos de mina de carbón empleando algas marinas Sargassum sp. en procesos continuos. Rev. Fac. Ingenieria UdeA. (Colombia). (30):34-48. GARCÍA, V.; BORJA, N.; GUZMAN, E.; YIPMANTIN, A.; MALDONADO, H. 2013. equilibrio de biosorción de plomo (II) y caracterizacion mediante FT-IR y SEMEDAX en pectina reticulada proveniente de cáscaras de naranja. Rev. Soc. Quím. Perú. 79(3):256-264. GUO, X.; SHAN, X.; ZHANG, S. 2007. Adsorption of metal ions on lignin. J. Hazardous Materials. 151(1):134-142. LAVADO, C.; SUN KOU, M.; BENDEZÚ, S. 2010. Adsorción de plomo de efluentes industriales usando carbones activados con H3PO4. Rev. Soc. Quím. Perú. 76(2):165-178. Disponible desde Internet en: http://www.redalyc.org/pdf/3719/371937617008.pdf (con acceso 25/07/2017). LODEIRO, P.; BARRIADA, J.; HERRERO, R.; SASTRE DE VICENTE, M. 2006. The marine macroalga Cystoseira baccata as biosorbent for caadmium(II) and lead(II) removal: Kinetic and equilibrium studies. Environmental Pollution. 142(2):264-273. Disponible desde Internet en: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2005.10.001 (con acceso 25/07/2017). MALDONADO, A.; LUQUE, C.; URQUIZO, D. 2012. Biosorcion de plomo de aguas contaminadas utilizando Pennisetum clandestinum Hochst (kikuyo). Rev. Latinoam. Metal. Mat (Venezuela). 4:52-57. MCCABE, W.; SMITH, J.; HARRIOTT, P. 1998. 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RUBIO, C.; GUTIÉRREZ, A.; MARTÍN IZQUIERDO, R.; REVERT, C.; LOZANO, G.; HARDISSON, A. 2004. El plomo como contaminante alimentario. Rev. Toxicología (España). 21:72-80. Disponible desde Internet en: http://www.fmed.uba.ar/depto/toxico1/articulos/7.pdf (con acceso 25/07/2017). SUN-KOU, M.; OBREGON, D.; PINEDO, A.; PAREDES, A.; AYLAS, J. 2014. Adsorción de metales pesados empleando carbones activados preparados a partir de semillas de aguaje. Rev Soc Quím Perú. 80(4):225-236. TEJADA, C.; MONTIEL, Z.; ACEVEDO, D. 2016. Aprovechamiento de cáscaras de yuca y ñame para el tratamiento de aguas residuales contaminadas con Pb(II). Inf. tecnol (Chile). 27(1):9-20. Disponible desde Internet en: http://www.scielo.cl/pdf/infotec/v27n1/art03.pdf (con acceso 25/07/2017). TEJADA, C.; RUIZ, E.; GALLO, J.; MOSCOTE, J. 2015. Evaluación de la biosorción con bagazo de palma africana para la eliminación de Pb(II) en solución. Prospect. (Colombia). 13(1):59-67. 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Ciencia Ingeniería Neogranadina (Colombia). 25(1):43-60. https://revistas.udca.edu.co/index.php/ruadc/article/download/400/341 https://revistas.udca.edu.co/index.php/ruadc/article/download/400/1497 info:eu-repo/semantics/article http://purl.org/coar/resource_type/c_6501 http://purl.org/coar/resource_type/c_1843 info:eu-repo/semantics/publishedVersion http://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85 info:eu-repo/semantics/openAccess http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 Text Publication |
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La presencia de metales pesados, como el plomo (Pb+2), en los cuerpos de agua genera alteraciones sobre la calidad ambiental y la salud pública, debido a su solubilidad y su capacidad de acumulación en la cadena trófica, problemática que se puede incrementar por la acumulación de Eichhornia crassipes, una maleza acuática con alta capacidad invasora, cuya presencia en los ecosistemas acuáticos favorece los procesos de eutrofización y crecimiento de microorganismos patógenos, vectores de enfermedades. Como alternativa para la eliminación de metales pesados y el aprovechamiento de tallos TEC y hojas HEC de E. crassipes, se evaluó la capacidad de adsorción y de eficiencia de remoción de Pb+2 en solución acuosa, de dicha biomasa. Inicialmente, se realizaron ensayos batch, para analizar la influencia de la dosis de adsorbente, tiempo de contacto y pH de la solución. Como método de disposición final, se analizó la calcinación, a temperaturas de 700 y 800°C. Los datos experimentales de equilibrio fueron correlacionados, utilizando los modelos de Langmuir y Freundlich. El modelo que mejor se ajustó fue el de Langmuir, con R2 = 0,9816 TEC y R2 = 0,9854 HEC, lográndose una máxima capacidad de adsorción de 172,41mg/g TEC y 131,58mg/g HEC, con 0,2g de biomasa/200mL, pH 5,5 y 3h de contacto. En todos los ensayos, se lograron remociones de Pb+2 superiores al 97%. Los ensayos de calcinación indican que, a temperaturas ≥800°C, es posible estabilizar la biomasa residual, impidiendo que los cationes metálicos removidos sean liberados de la matriz biológica, por efectos de soluciones lixiviantes de bajo pH.
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The presence of heavy metals such as lead (Pb+2) in water bodies causes alterations in environmental quality and public health due to their solubility and capacity of accumulation in the food chain. Problems that can be increased by the accumulation of Eichhornia crassipes an aquatic weed with high invasive capacity whose presence in the aquatic ecosystems favors the processes of eutrophication and growth of pathogenic microorganisms vectors of diseases. As an alternative for the removal of heavy metals and the use of TEC stems and HEC leaves of E. crassipes, the adsorption capacity and removal efficiency of Pb+2 in aqueous solution of this biomass were evaluated. Initially batch tests were performed to analyze the influence of the adsorbent dose, contact time and solution pH. As final disposal method, the calcination was analyzed at temperatures of 700 and 800°C. The equilibrium experimental data were correlated using the Langmuir and Freundlich models. The best fit model was the Langmuir model with R2=0.9816 TEC and R2=0.9854 HEC, achieving a maximum adsorption capacity of 172.41mg/g TEC and 131.58mg/g HEC with 0.2 g Of biomass/200mL, pH 5.5 and 3h of contact. Pb+2 removals above 97% were achieved in all tests. Calcination tests indicate that at temperatures ≥800°C it is possible to stabilize the residual biomass by preventing the removed metal cations from being released from the biological matrix by the effects of low pH leaching solutions.
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LODEIRO, P.; BARRIADA, J.; HERRERO, R.; SASTRE DE VICENTE, M. 2006. The marine macroalga Cystoseira baccata as biosorbent for caadmium(II) and lead(II) removal: Kinetic and equilibrium studies. Environmental Pollution. 142(2):264-273. Disponible desde Internet en: https://doi.org/10.1016/j.envpol.2005.10.001 (con acceso 25/07/2017). MALDONADO, A.; LUQUE, C.; URQUIZO, D. 2012. Biosorcion de plomo de aguas contaminadas utilizando Pennisetum clandestinum Hochst (kikuyo). Rev. Latinoam. Metal. Mat (Venezuela). 4:52-57. MCCABE, W.; SMITH, J.; HARRIOTT, P. 1998. Operaciones Unitarias en ingenieria quimica. (Cuarta edicion ed.). Madrid (España): Mc Graw Hill. 1095p. MURITHI, G.; ONINDO, C.; WAMBU, E.W.; MUTHAKIAC, G.K. 2014. Removal of Cadmium(II) Ions from Water by Adsorption using Water Hyacinth (Eichhornia crassipes) Biomass. BioResources. 9(2):3613-3631. NAVARRO, A.; RAMOS, K.; CAMPOS, K.; MALDONADO, H. 2006. 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