ESTUDIO DEL APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS ORGÁNICOS DE TALLOS DE ROSA COMO BIOSORBENTE DE CADMIO DE AGUAS RESIDUALES

ESTUDIO DEL APROVECHAMIENTO DE RESIDUOS ORGÁNICOS DE TALLOS DE ROSA COMO BIOSORBENTE DE CADMIO DE AGUAS RESIDUALES

1. Astudillo1, S. Freire2, G. Herrera3, J. Llamuca 4, M. Martínez 5

1,2, 3,4,5  Engineering Students,  2  Group Leader

3,4 Faculty of Science, Polytechnic School of Chimborazo, Riobamba, Ecuador

Resumen: La contaminación de las aguas producida por metales pesados es uno de los problemas medioambientales más importantes a nivel mundial. En este estudio se comprobó la eficacia de  la capacidad de adsorción de cadmio en aguas residuales utilizando los residuos de tallos de rosas como biosorbentes.  La metodología aplicada incluye llenar varias cantidades de tallos de rosa previamente secados, molidos y tamizados en cinco vasos de precipitación, con una cantidad específica de contaminante. En el experimento la masa óptima para la biosorción del cadmio es igual a 40 g del biosorbente  que constituye el polvo de tallos.  El biosorbente se aplicó en un volumen  de 400ml de agua contaminada con una concentración inicial de cadmio de 362 mg, después de aplicar los tallos de rosa en esta solución la concentración final de cadmio es de  473mg/L, con un 88.7%  de retención del metal. Esta capacidad de absorción es obtenida a los 60 minutos de retención, utilizando tamices de 425 micrómentros. En conclusión el uso de los tallos de rosas es una opción práctica y efectiva para el tratamiento de metales pesados.  

Palabras clave: biosorbente, tallos, cadmio, agua residual

Abstract: The water pollution caused by heavy metals is one of the most important environmental problems worldwide. In this study the effectiveness of the adsorption capacity of cadmium in wastewater was checked using stems of roses as biosorbents. The methodology includes various amounts of filling stems previously dried, grinded and sieved into five beakers, with a specific amount of contaminant pink. In the experiment the optimum mass for biosorption of cadmium is equal to 40 g of biosorbent constituting the powder stems. The biosorbent was applied in a volume of 400ml of water contaminated with an initial concentration of cadmium 362 mg, after applying rose stems in this solution the final concentration of cadmium is 473mg / L, with 88.7% retention metal. This absorption capacity is obtained at 60 minutes retention, using sieves of 425 micrómentros. In conclusion the use of stems of roses is a practical and effective option for treating heavy metals.

Keywords: biosorbent , stems , cadmium, wastewater

INTRODUCCIÓN

Cualquier catión que tenga un peso atómico mayor a 23 se considera como metal pesado, tal es el caso del cadmio. Varias industrias usan metales pesados en sus  diversos procesos, lo que afecta a las fuentes hídricas debido a las descargas con alto contenido de metales pesados. El cadmio es uno de los metales pesados que se encuentra mayoritariamente presente en el proceso de algunas industrias durante los siguientes procesos: enjuague de acabado metálico, manufactura de metales no ferrosos, manufactura de hierro y acero, fundición de acero, formulación de tintes y pinturas, industria de esmaltes de porcelana y drenaje de ácido de minería, en la industria de los plásticos y en la industria de los pigmentos. Estas actividades generan al medio ambiente 7300 ton/año a nivel mundial. Según la normativa ecuatoriana TULASMA Anexo 1, libro VI, el límite máximo permiscible de cadmio en una descarga es de 0.02 mg/L. Las poblaciones cercanas a estas industrias conocen el impacto ambiental que generan dichas actividades y el daño a la salud de sus habitantes. El cadmio provoca efectos cancerígenos ya que se concentra en el hígado, riñones, páncreas y tambien tiroides provocando hipertensión en el organismo. En el medio ambiente el cadmio es retenido por la materia orgánica del suelo y por la bioacumulación realizada en plantas y animales. En los ecosistemas acuaticos el  cadmio puede bioacumularse en mejillones, ostras, camarones, langostas y peces.  El elevado costo de los tratamientos convencionales para la eliminación de metales pesados ha motivado a un gran número de investigadores y científicos a la búsqueda de nuevas metodologías para remover metales pesados. Los tallos de rosa tienen la propiedad de ser biosorbentes de este metal, cadmio, que es altamente contamiante, tóxico y peligroso.  La efectividad de este biosorbente constituye un método económico y eficiente de remoción de metales pesados, ya que en varios estudios se ha probado la eficiencia de ciertos sorbentes como el lechugín, la cáscara de naranja, el quitosán, el raspo de uva, entre otros más. Debido a la amplia gama de tipos de biomasa usada para la eliminación de los metales desde hace mas de 30 años, los diferentes mecanismos de biosorción se han explicado en dos sentidos: uno es el mecanismo basado en la captación pasiva de iones metálicos cuando se emplea una biomasa muerta o inerte, es decir biosorción, el otro es un mecanismo de transporte a través de la membrana celular que solo tiene lugar cuando se utilizan células vivas, es decir bioacumulación. La biosorción es la captación pasiva de los iones metálicos y se fundamenta en el aprovechamiento de las cualidades que poseen algunos tipos de biomasa, para enlazar y acumular a estos elementos por diferentes mecanismos. La característica de las cortezas es que son efectivos como adsorbentes debido a su elevado nivel en taninos, el inconveniente es que producen color, debido a los fenoles que contienen.

METODOLOGIA

Se realizó primero la obtención de biomasa, a base de tallos de rosa. Las florícolas locales proporcionaron dichos tallos, obteniendo aproximadamente 20 kg de biomasa a la cual se dio un tratamiento previo para su utilización final.

Tratamiento previo: Cortar los tallos a un tamaño de 2 cm., Pasar por un proceso de secado al aire libre durante 5 días hasta que los tallos se rompan con facilidad. Colocar la masa en un horno convencional a 100 °C por 5 horas. Moler las muestras secas, mediante un molino manual. Los tallos fragmentados, secos y triturados pasan el proceso de tamizado para obtener la granulometría deseada, entre tamices de 0,5 mm y 1 mm. Con los tallos de mayor tamaño, seguimos nuevamente por otro proceso de molido para obtener mayor cantidad de biomasa con la granulometría requerida.

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