Evaluación de la biosorción de As (V), Pb (II) Y Cd (II) a partir de soluciones acuosas del biosorbente de hueso de aceituna (Olea europaea L.) bajo un sistema continuo y discontinuo

Abstract

El objetivo principal del presente trabajo fue evaluar la biosorción de arsénico As (V), plomo Pb (II) y cadmio Cd (II) a partir de soluciones acuosas utilizando como biosorbente natural el hueso de aceituna (Olea europaea L.) en un sistema continuo y discontinuo. En la primera etapa, se llevaron análisis para la determinar las características físicas y químicas del hueso de aceituna: la porosidad por la microscopia electrónica de barrido (SEM), área específica del poro por el método de Brunauer-Emmett-Teller (BET), el potencial de carga cero (pHPZC) por el método de equilibrio por lotes, los grupos funcionales se determinaron por el análisis por espectroscopía infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR). En la segunda etapa se realizaron experimentos en batch para evaluar el pH óptimo, el efecto de la dosis de adsorbente y tamaño de partícula. Finalmente, en la última etapa se analizó la cinética de biosorción, el equilibrio y las isotermas de Langmuir y Freundlich, así como la biosorción en columna de lecho fijo bajo los modelos Yoon-Nelson y Thomas. El análisis cuantitativo de los metales se midió mediante la espectrometría masas por plasma acoplado inductivamente (ICP-MS). Los resultados de SEM y BET mostraron características importantes de la morfología de la superficie bajo condiciones naturales, con tratamiento y después de la adsorción. Los espectros de FTIR evidencia de que los grupos carboxílicos y fenólicos son los principales sitios activos involucrados en la remoción de arsénico (V), plomo (II) y cadmio (II). El potencial de carga cero para los tamaños de 75, 150 y 300 µm con tratamiento fue de pHpzc = 6.80 ± 0.10, mayor en comparación con los tamaños sin tratamiento. La mayor capacidad de biosorción bajo el sistema discontinuo se presentó para el plomo (II) (dosis 15 g/L, tamaño 150 µm, pH= 8.5, p<0.05) y cadmio (II) (dosis 15 g/L, tamaño 75 µm, pH= 6, p<0.05) no siendo así para el arsénico (V) (p>0.05). El estudio cinético evidencio que para el arsénico (V), cadmio (II) y plomo (II) el mejor modelo que se ajusta es el de pseudo segundo orden (Ho´s), en relación con las isotermas, el modelo de Langmuir exhibió el mejor ajuste en los procesos de biosorción. La constate para el modelo de Thomas (KTH) fue mayor para el arsénico As (V) 0.844 L mg-1 min-1, menor para el plomo (II) 0.844 L mg-1 min-1 y cadmio (II) 0.312 L mg-1 min-1 bajo un sistema continuo. Por último, el hueso de aceituna modificado con NaOH, tanto en un sistema discontinuo como continuo, logra la eliminación del plomo (II) en un 99.72% y 73.01%; del cadmio (II) en un 99.98% y 46.67%; y del arsénico (V) en un 5% y 8.65%.