Remoción del cromo de un efluente de curtiembre mediante el aprovechamiento del aserrín, proveniente de especies maderables nativas, como biosorbente modificado

Abstract

La alteración de los recursos hídricos por metales pesados, introducidos principalmente por recursos antropogénicos (como la planta de curtición), se ha considerado un problema ambiental grave en los últimos tiempos. Por lo tanto, el uso de metodologías tradicionales para la remoción de metales pesados tiene varios inconvenientes en términos de costo, toxicidad y eficiencia. La investigación fue de tipo aplicativo, a nivel explicativo y diseño experimental, en donde se investigó la intensidad de la bioadsorción del aserrín modificado (biosorbente), para eliminar el cromo de efluentes de curtiembre. El aserrín, fue modificado mediante un tratamiento básico con NaOH (0.1M). El potencial de bioadsorción fue estimado basado en la eficiencia de remoción del cromo (%RE) y en la capacidad de adsorción 𝑞e(mg/g), a diferentes dosis de aserrín y concentración inicial de cromo en el efluente; esto considerando condiciones constantes de pH (3-4), temperatura (temp. ambiente), velocidad de agitación (250 RPM), tamaño del aserrín (2.5 a 5 mm) y tiempo (4 horas). Se usó Espectroscopía Infrarroja con Transformada de Fourier (FTIR) y Difractómetro de Rayos X (DRX) para caracterizar el aserrín antes y después de su modificación. Los modelos de isotermas de adsorción (Lagmuir y Freundlich) fueron también evaluados para analizar la interacción entre el aserrín modificado (biosorbente) y el cromo. Los resultados de %RE alcanzaron valores mayores a 90% y una 𝑞e(mg/g) máxima de 5.04 mg/g. Así mismo, se demostró que la reducción del grado de cristalización (DRX) y la alteración de los grupos funcionales (FTIR) luego de la modificación del aserrín, favorecieron al aumento de su eficiencia de remoción de cromo. El modelo de Lagmuir con R² = 0.9807, se ajusta mejor al proceso de bioadsorción, esto indica que el biosorbente tiene un buen potencial de adsorción de cromo. Se concluye que el aserrín modificado es un buen biosorbente de iones de cromo por su alta afinidad y buen potencial de adsorción de iones cromo presente en efluentes de curtiembre.

The contamination of water bodies by heavy metals, introduced by anthropogenic resources (like a tanning plant), has been considered a critical environmental problem in recent times. Therefore, conventional methods for the removal of heavy metals have several drawbacks in terms of efficiency, toxicity and cost. The research was of an applicative type, at an explanatory level and experimental design, where the bioadsorption intensity of chemically modified sawdust to remove chromium from tannery effluents. Sawdust was modified by basic treatment with NaOH (0.1M). The bioadsorption potential was estimated based on the chromium removal efficiency (%RE) and adsorption capacity 𝑞e(mg/g) at different sawdust doses and initial chromium concentration in the effluent; at constant conditions of pH (3-4), temperature (room temperature), agitation speed (250 RPM), sawdust size (2.5 to 5 mm) and time (4 hours). Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and X-ray Diffractometer (XRD) were used to characterize the sawdust before and after its modification. Adsorption isotherm models (Lagmuir and Freundlich) were also evaluated to predict the interaction between modified sawdust and chromium. The %RE achieved values above 90% and a maximum 𝑞e(mg/g) of 5.04 mg/g. Also, it was demonstrated that the reduction of the degree of crystallization (DRX) and the alteration of the functional groups (FTIR) after sawdust modification favored the increase of its chromium removal efficiency. The Lagmuir model, with R² = 0.9807, best fits the biosorption process, indicating that the biosorbent has good chromium adsorption potential. It is concluded that modified sawdust is a good chromium ion biosorbent due to its high affinity and good adsorption potential for chromium ions present in tannery effluents.