Evaluación de escamas de pescado como adsorbente de metales pesados de agua residual

Abstract

La contaminación del agua con metales pesados genera serios problemas ambientales y por lo tanto pone en riesgo la salud humana. Existen métodos tradicionales para remover los metales tóxicos del agua, muchos de los cuales son costosos y no reutilizables. La bioadsorción es una alternativa prometedora, la cual utiliza biomasas vivas o muertas para captar y concentrar metales pesados. En esta investigación se estudia las escamas de pescado lisa como biomasa adsorbente de metales pesados disueltos en aguas residuales, específicamente de manganeso, níquel, plomo y cinc. En una primera etapa se considera la preparación del adsorbente y la caracterización de la escama. El diseño experimental considera adsorción por lotes con volumen de muestra 500mL, evaluando los efectos: Dosaje de adsorbente, pH, concentración y diámetro de malla; los porcentajes de adsorción se miden en el tiempo de contacto entre el agua residual contaminada y la escama. La determinación de manganeso, níquel, plomo y cinc remanentes en el agua residual tratada, son por plasma de acoplamiento inductivo (ICP-OES). Para las muestras multi-componentes preparada en el laboratorio con dosis de 10g se obtienen que para 5min los porcentajes de adsorción para Mn2+, Ni2+, Pb2+y Zn2+ son 96,33%; 76,0%; 88,22% y 97,45% respectivamente a pH 6,4; para 15min se alcanzan los porcentajes de 97,29%; 78,58%; 95,43% y 98,57% para Mn2+, Ni2+, Pb2+y Zn2+respectivamente. Para varios niveles de concentración a pH 4,3 el porcentaje adsorbido son altos para Mn2+(mayor a 93,37% de 9,008mg/L a 27,827mg/L) , Ni2+ (mayor a 73,62% de 10,91mg/L a 33,92mg/L) y Zn2+(mayor a 96,59% de 6,713mg/L a 20,836mg/L);observándose una ligera disminución del porcentaje de adsorción de Mn2+, Ni2+ y Zn2+ conforme aumenta la concentración inicial de cada metal; sin embargo para Pb2+ si hay una caída en el porcentaje de adsorción con el incremento de su concentración de 76,01%(6,92mg/L) a 55,64%(22,34mg/L). Para el efecto pH se obtienen que para cada sistema multi-componente tiene un valor de pH donde se da la mejor performance de adsorción, así se tiene que niveles de pH entre 3,7 y 6,7 permiten una mayor adsorción para sistema cuyos componentes sean Mn2+, Ni2+ y Zn2+, mientras que para un sistema donde haya plomo requiere un nivel de pH entre 3 y 5 para remover todos los componentes. Del efecto diámetro de malla a pH 4,5 los resultados muestran que el aumento en el porcentaje de adsorción es poco significativo esto es 1,45%; 3,31%; 1,69%; 0,89% para Mn2+, Ni2+, Pb2+ y Zn2+ respectivamente para diámetros de corte 2,36mm y 0,5mm, por tanto no se requiere mayor reducción de tamaño que 1mm para el uso como adsorbente. Para el efluente industrial minero a pH 7,5 con dosis de 5g de adsorbente con diámetros menor a 1mm, el porcentaje de adsorción de Mn2+ a los 10min alcanza a 72,78% y para a los 20min de tiempo de residencia alcanza un porcentaje de adsorción de Mn2+ de 79,05%.Tambien la influencia de pH muestra que a pH 3,8 es 82,03% y a pH 5,4 es 81,84% con tiempo de residencia de 20min; favoreciendo la adsorción en medios con pH entre 3 y 6. La preparación del adsorbente no convencional a partir de escamas de pescado lisa es bastante sencilla y económica ya que no requiere mano de obra calificada ni equipos sofisticados para su lavado, secado, molienda, tamizado y representa una buena alternativa o complemento para la remoción de metales pesados disueltos en aguas residuales.