Assessment of Chemically Modified Lignocellulose Waste for the Adsorption of Cr (VI)

Evaluación de residuos lignocelulósicos modificados químicamente en la adsorción de Cr (VI)

El Cr(VI) tiene efectos cancerígenos y mutagénicos en seres vivos. La bioadsorción se presenta como alternativa a las tecnologías convencionales para tratamiento de aguas residuales. El objetivo del presente estudio fue evaluar el uso de la tusa de maíz modificada con ácido cítrico y la cáscara de naranja con cloruro de calcio, para la remoción de Cr (VI) en sistema por lotes evaluando el efecto del pH y el tamaño de partícula. Los biomateriales se caracterizaron por análisis químico, elemental y FTIR, evidenciando la presencia de grupos hidroxilo, carbonilo y carboxilo, pertenecientes a la celulosa y la lignina a estos se les atribuye propiedades de centros activos intervinientes en el proceso de adsorción. Los experimentos de adsorción por lotes se realizaron utilizando una solución de Dicromato de potasio a 100 ppm, 150 rpm pH 2, 3, 4 y 6 y tamaños de partícula 0.355, 0.5 y 1 mm, encontrándose que los porcentajes máximos de remoción se obtuvieron a pH 2 y tamaño de partícula 0.355 usando tusa de maíz y cáscara de naranja; la concentración final del metal se determinó por el standard método ASTM D 1687-02 con 1.5-difenilcarbazida a 540 nm. Se evaluó la cinética e isotermas a las mejores condiciones encontradas, obteniéndose que los datos experimentales fueron ajustados al modelo de Pseudo-segundo orden y Freundlich, respectivamente, con R²>0.95; esto sugiere que el proceso es controlado por reacción química y sucede en multicapas. Se obtuvo el siguiente desempeño de las biomasas en términos q0: tusa de maíz>naranja>tusa de maízmod>naranja-mod.

I. INTRODUCCIÓN

La contaminación de cuerpos de aguas superficiales y subterráneas por metales pesados tóxicos producto del vertimiento de efluentes de origen industrial [1]. El Cromo es un metal pesado vertido en altas cantidades al ambiente producto de actividades industriales como fabricación de fertilizantes, textiles, fotografía, pigmentos, curtiembres, galvanoplastia, manufactura electrónica, entre otros [2, 3]. Al entrar en contacto con agua, éste metal presenta dos estados deoxidación: Cr (III) y Cr (VI) [4]. Usualmente, el Cr (VI) se encuentraen forma de iones cromato (CrO₄^2-) o dicromato (Cr₂O₇²), y es el ion que atraviesa fácilmente las barreras biológicas, siendo cancerígeno y mutagénico, además de ser cerca de 500 veces más tóxico y móvil que el Cr (III) [5, 6]. Si bien, el Cr (III) no es toxico, en soluciones acuosas puede convertirse poróxido-reducción en Cr (VI)[7].

Debido a su resistencia a la degradación y biomagnificación a través de la cadena trófica, con el fin de remover metales pesadosse han utilizado diversos métodos, como: precipitación, oxidación, reducción, intercambio iónico, filtración, tratamiento electroquímico, tecnologías de membrana, neutralización, electrocoagulación, ósmosis inversa, oxidación catalítica, biorremediación, electrocinética, y recuperación por evaporación [8-10].