Estudio de materiales adsorbentes de bajo costo para remover Cr(VI) de efluentes acuosos

A study of low-cost adsorbent materials for removing Cr(VI) from aqueous waste effluent

El presente estudio muestra el enorme potencial de dos tipos de sólidos diferentes, una alúmina comercial y un material producto del compostaje, en la adsorción/eliminación de Cr(VI) en medio acuoso, en concentraciones de metal equivalentes a las halladas en aguas residuales provenientes de industrias en Colombia. Ambos materiales mostraron propiedades importantes para la eliminación de Cr(VI), considerándose de mayor relevancia el compost por ser un material de bajo costo. Se establecieron las condiciones óptimas para la adsorción de cromo sobre alúmina y sobre compost. Para la alúmina: concentración inicial de Cr(VI) = 10 mgL^-1, volumen de solución por masa de adsorbente = 100 mL/g, pH = 2,0, tiempo de equilibrio = 1 hora, y agitación = 150 rpm. Para el compost: concentración inicial de Cr(VI) = 3 mg L^-1, volumen de solución por masa de adsorbente = 50 mL/g, pH = 2.5, tiempo de equilibrio = 3 horas, y agitación = 150 rpm. Además, los resultados mostraron que las propiedades de adsorción del compost se pueden mejorar mediante la adición de pequeñas cantidades de alúmina. El estudio permitió seleccionar al compost como un material promisorio para procedimientos de remediación de aguas residuales que contienen cromo (VI) dentro de una política de manejo y uso de residuos sólidos con el objeto de minimizar el impacto ambiental de éstos.

Introducción

La presencia de metales pesados en solución acuosa representa  un serio peligro para la salud humana ya que muchos de estos metales son tóxicos. El principal problema de los metales pesa dos lo constituye su imposible biodegradación; sin embargo, son varias las metodologías que se han desarrollado para eliminar su contenido, y algunas de ellas buscan transformarlos en especies menos tóxicas o inmovilizarlos para evitar su difusión. Las principales transformaciones se deben a cambios en el estado de oxidación, lo cual influye de forma drástica en la  movilidad  del  metal, ya que en algunos casos aumenta su solubilidad, favoreciendo así su permanencia en el medio; en otros casos la solubilidad disminuye, produciéndose una inmovilización del metal. Los métodos generales para remover metales pesados de efluentes industriales incluyen la precipitación, la óxidorreducción y el intercambio iónico, entre otros. Sin embargo, estos procesos presentan varios inconvenientes, como son: costos elevados, eliminación incompleta de los metales de interés o formación de residuos que requieren tratamientos adicionales. En las últimas décadas la adsorción se ha constituido en un método alternativo para la remoción de metales de aguas residuales empleando una variedad de materiales sólidos, tales como arcillas (Fritzen et al., 2006; Zhu et al., 2008), alúmina, carbón activado (Mohana y Pittman, 2006; Mor et al., 2007; Park  et  al.,  2006) y diferentes residuos domésticos (Gibert et al., 2005; Wei,   Y. et al., 2005).