Cascarilla de arroz: material alternativo y de bajo costo para el tratamiento de aguas contaminadas con cromo (vi)

Rice husk: an alternate and low cost material for treating chromium (vi) - containig water

Este trabajo muestra la capacidad de la cascarilla de arroz para remover iones de Cr (VI) en aguas simuladas de curtiembres a condiciones de laboratorio. La influencia de las variables pH, concentración inicial del metal, dosificación de adsorbente y tiempo de contacto sobre el proceso de adsorción fue determinada. Se encontró remociones superiores al 94% a un valor de pH 1, dosificación de 3 g/L, concentración de 3 mg/L, velocidad de agitación de 127 rpm y a un tiempo de contacto de 720 min. Los resultados se evaluaron con un nivel de significancia del 95% haciendo uso de la herramienta estadística ANOVA. La información referente al equilibrio del proceso fue ajustada a los modelos de Freundlich, Langmuir, Dubinin- Raduskevich y Thempkin, obteniendo buena correlación con la isoterma de Langmuir, con un valor de capacidad de adsorción de 1.25 mg/g a un pH 1. Para comprobar la ocurrencia de cambios estructurales sobre el material adsorbente se realizaron análisis a través de la técnica DRIFT (Espectroscopia Infrarroja de Reflectancia Difusa) antes y después del proceso de remoción, así como un análisis bromatológico para determinar alguna variación en su composición.

1. INTRODUCCIÓN

La presencia de metales pesados en cuerpos de agua y su potencial impacto negativo ha sido objeto de estudio de múltiples investigaciones en las ciencias ambientales desde las últimas décadas (Gabballah,1998). Entre los distintos metales pesados que se descargan al medio ambiente a través de diversas aguas residuales, el cromo hexavalente es uno de los más tóxicos y sus considerables niveles lo han convertido en una preocupación real a nivel de salud humana (Barnhart, 1997; Sharma, 2008). Este metal posee gran estabilidad en agua, y muy en particular en su forma hexavalente, siendo ésta la más tóxica. En seres humanos se ha demostrado un incremento en el riesgo de contraer cáncer de pulmón por inhalación y/o consumo de este elemento (ATSDR, 2004). Las industrias químicas de galvanoplastia y de curtiembres han incrementado el volumen de efluentes que contienen metales pesados y específicamente del Cr (VI), sobre todo en regiones donde las actividades de curtido de cuero no son muy tecnificadas (Manahan, 1994).

Para la remoción de estos iones en solución, se ha utilizado metodologías convencionales, tales como la precipitación química, intercambio iónico y técnicas electroquímicas, que a pesar de ofrecer resultados satisfactorios en el tratamiento de este tipo de efluentes, presentan desventajas como remoción incompleta, altos costos energéticos o generación de lodos tóxicos (Tewari, et al, 2005). Actualmente, la adsorción con subproductos agrícolas (Wang, 2008), biomasa de hongos, bacterias y algas (Li, 2009) se ha convertido en una alternativa viable; sin embargo, cuando se quiere trabajar con sistemas vivos, la limitación más significativa ocurre cuando hay elevadas concentraciones del metal, provocando la inhibición del crecimiento microbiano. Por lo tanto, el uso de subproductos agrícolas es preferible debido a su alta disponibilidad, bajo costo y capacidad biodegradable (Singh et al., 2009). Adicionalmente, su implementación posibilita el delineamiento de estrategias ambientalmente favorables, dado que se contribuye a la disminución de su problema actual de acumulación (Kishore, et al., 2008).

La notable capacidad adsorbente de la cascarilla de arroz, nombre científico Oryza sativa, es atribuida a la naturaleza de sus componentes, celulosa, hemicelulosa, lignina y algunas proteínas (Chuah, et al., 2005), permitiendo la remoción de metales en solución con porcentajes hasta del 80% (Kishore etal., 2008). El propósito de esta investigación es evaluar la capacidad adsorbente de la cascarilla de arroz nativa en la remoción de Cr (VI) en solución.