Estudio de la remoción de arsénico (As) por medio de la adsorción utilizando nanomateriales

Abstract

En la actualidad la contaminación es un problema que afecta a todo el planeta, y entre ellas destaca la contaminación del agua, la cual puede ser provocada principalmente por la acción del hombre y por fuentes naturales. Entre los contaminantes más peligrosos en el agua se tiene al arsénico (As) el cual es un elemento muy tóxico para los seres vivos. Este contaminante está presente en el agua de manera natural ya que se encuentra distribuido en la corteza terrestre con 2 ppm (5 x 10^4%) aproximadamente; y debido a esto muchas corrientes acuáticas subterráneas que son usadas para diversas actividades humanas como el consumo, riego o en la industria, están en contacto con este elemento provocando un grave problema de salud para la sociedad. La Organización Mundial para la Salud (OMS) y la Agencia para la Protección al Medio Ambiente de Estados Unidos (USEPA) establecen que el límite permitido de As para consumo humano es de 0.01 mg/L (USEPA, 2006) y la NOM-127-SSA 1-1994 tiene un límite permitido de 0.025 mg/L. Se han encontrado concentraciones elevadas de arsénico en el agua subterránea de diversas regiones de México. Varios de estos acuíferos son utilizados como fuentes de abastecimiento, lo que constituye un problema importante, ya que el consumo de aguas contaminadas con este metaloide ha ocasionado graves problemas de salud en países como Bangladesh, India, Taiwan, Argentina, y Chile (Smedley et al., 2002). Por este motivo se han buscado muchas alternativas para eliminar este contaminante del agua a través de métodos y técnicas efectivas, viables y económicas. Entre estos métodos destacan la coagulación, floculación, intercambio iónico y adsorción a través de adsorbentes como las zeolitas naturales, alúminas activadas, carbones activados y nanomateriales. Para llevar a cabo la adsorción del As en adsorbentes se necesita hacer un estudio y caracterización de éstos, como conocer la distribución de carga superficial, la determinación del punto de carga cero (PCC), para determinar el pH optimo en el que el As se adsorbe con mayor facilidad, la acidez y basicidad; conocer sus propiedades texturales y realizar un análisis de cualitativo y cuantitativo, a fin de encontrar las condiciones óptimas para llevar a cabo una absorción eficaz. Por lo tanto, en este trabajo se propone el uso de adsorbentes metálicos de paladio y cobre, soportados en sílice mesoporosa tipo SBA-15. La caracterización fisicoquímica de los adsorbentes fue realizada por absorción atómica, adsorción de N2 a 77 K y por microscopia electrónica de transmisión. De los adsorbentes sintetizados, el 1 Pd/SBA fue el más rápido para adsorber arsénico presentando una remoción del 99 a pH 5, a una temperatura de 45 ºC durante 3 horas, mientras que el adsorbente de cobre a pH 4, presentó una remoción de 96%. La mayor adsorción presentada en 1 Pd/SBA puede ser debido al menor porcentaje del metal paladio, ya que esto le da una mejor dispersión a este sobre el soporte y por lo cual existen más sitios activos para una mayor adsorción de arsénico, mientras que el adsorbente de cobre nopresenta una mayor dispersión metálica. En base a los resultados obtenidos, el nanomaterial 1% en paladio es el mejor adsorbente para remover arsénico.