Síntesis y caracterización de nanopartículas magnéticas Fe3O4 c como posible absorbente de cationes en aguas residuales de la industria minero metalúrgica

Abstract

Los metales pesados se encuentran de forma natural en la corteza terrestre. Sin embargo, si su distribución en el medio ambiente se altera mediante actividades humanas estos pueden transformarse en contaminantes con efectos nocivos para la salud y el ambiente. La extracci6n minerales, el refinamiento de productos mineros, la descarga de efluentes industriales y emisiones vehiculares al ambiente, son algunas de las principales fuentes de emisión y generación de metales pesados.[1] Los principales contaminantes que se encuentran en aguas residuales provenientes de la industria minero-metalúrgica son Cu, Pb, Fe, Mn, Zn, Ca, Mg y algunos aniones.[2,3] Muchos de estos cationes son metales pesados que se encuentran comúnmente por arriba de los límites permisibles de concentración los cuales no son tratados apropiadamente antes de ser vertidos en ríos o mares.[4] De acuerdo a las Normas Oficiales Mexicanas establecidas para metales pesados en agua, se encuentran la NOM-001-SEMARNAT-1996, que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales, asimismo la NOM-002-SEMARNAT-1996, que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales a los sistemas de alcantarillado urbano o municipal y finalmente la NOM-003-SEMARNAT-1997, que establece los límites máximos permisibles de contaminantes para las aguas residuales tratadas que se rehúsen en servicios al público.[5] Los procesos de adsorción de iones metálicos han mostrado ser técnicas de tratamiento de aguas residuales eficientes y económicamente viables en comparación a otras técnicas convencionales.[4] De manera que recientemente las nanopartículas han captado gran interés, no solo porque poseen adecuadas propiedades fisicoquímicas si no también un incremento drástico en la relación superficie-volumen respecto a adsorbentes de escala molecular; es decir, tiene una mayor área superficial y sitios activos.[4] Estos factores han logrado gran interés en diferentes áreas de aplicación y recientemente se ha observado el gran potencial que tienen los nano materiales para generar técnicas de tratamiento de aguas residuales sin efectos adversos al media ambiente y con mejor relación costo-beneficio, en comparación a otras técnicas convencionales.[4] Particularmente, las nanopartículas con un núcleo metálico y protegidas por una capa de carbono, poseen las adecuadas propiedades fisicoquímicas para crear una nanopartículas funcional en la remoción de iones metálicos tóxicos, edemas de existir la posibilidad de modificar la superficie de la capa de carbono para incrementar su eficiencia y especificidad de remoción.[4] Por tanto, el presente proyecto pretende la síntesis y adecuada caracterización de nanopartículas de Fe304-C para su aplicación como nanoadsorbentes de iones metálicos en solución acuosa. Así también se discute la viabilidad de su aplicación en tratamiento de aguas residuales de la industria minero-metalúrgica.