Biosorción de plomo (II) en solución acuosa con biomasa de los cladodios de la tuna (Opuntia ficus indica)

Biosorption of lead (II) in aqueous solution with biomass of prickly pear cladodes (Opuntia ficus indica)

Se investigó la remoción de plomo de soluciones acuosas por biomasa de los cladodios de la tuna (BCT), una especie abundante en la sierra peruana. Las propiedades físicas y químicas de la BCT se determinaron por técnicas de FTIR y SEM/EDX. El análisis FTIR confirmó la presencia de grupos –OH, CO–C, C=O y –$N{H}_2$​, los cuales interactuarían con el metal. La micrografía SEM reveló que la morfología superficial de la BCT tiene porosidad adecuada para la biosorción. En un sistema discontinuo se obtuvo la más alta capacidad de biosorción ($q_e$​) con una relación masa BCT/volumen de 4 g/L, pH 4,5 y tiempo de contacto de 1 h. La biosorción siguió un modelo cinético de pseudo-segundo orden y el proceso de difusión intraparticular fue el factor principal de control de la velocidad. Los datos en el equilibrio fueron correlacionados con cinco modelos (Langmuir,Freundlich, Temkin, D-R y Redlich-Peterson) y se ajustaron mejor al modelo de Langmuir, lo que indica que el proceso se realiza en centros activos energéticamente homogéneos, el valor de $q_e$​ máxima fue 50,25 mg/g. Los resultados obtenidos demuestran que la BCT puede serusada como biosorbente eficiente para el tratamiento de aguas contaminadas con Pb(II).

INTRODUCCIÓN

Las actividades humanas, a través de los procesos industriales y agrícolas, causan degradación de la calidad del agua superficial y subterránea, lo que genera problemas relacionados con el suministro de agua potable o tratamiento de aguas residuales [1]. Los metales pesados están presentes en muchas aguas residuales provenientes de la industria y son considerados uno de los grupos contaminantes más peligrosos, debido a su baja biodegradabilidad, su alta toxicidad a baja concentraciones y su capacidad para acumularse en diferentes organismos [2]. En este grupo, el plomo es un metal tóxico con la capacidad de biomagnificarse en el medio ambiente y causar daños en la salud [3].

Ahora bien, el río Mantaro, uno de los más importantes en la región de Junín, Perú, viene siendo contaminado por efluentes industriales no tratados que contienen principalmente plomo, provenientes de la actividad minera, industria más importante en la región. Las aguas de este río son usadas en el riego de tierras de cultivo en las cuales se han detectado altas concentraciones de Pb (II) de hasta 1013 mg/kg, mayor al estándar de calidad ambiental (70 mg de Pb/kg).