Autores
Tello, R. (UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA) ; Marin, N. (UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA) ; Cordova, B. (UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA) ; Huamani, R. (UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA) ; Quintana, M. (UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA) ; Rivera, E. (UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO)
Resumo
Se activó la médula de coco con NaOH, HCl y NaCl para preparar compósitos
ternarios usando matrices como pectina, alginato y carboximetilcelulosa y
FeCl3*6H2O con el propósito de evaluar el efecto para remover cuatro colorantes
catiónicos. Para cuantificar la concentración de los colorantes, se utilizó un
espectrofotómetro ultravioleta visible. Los resultados se analizaron por ANOVA y
el método de Tukey, con un nivel de confianza del 95 %. Finalmente, se determinó
que, la máxima eficiencia de remoción del Verde Brillante fue por HCl-médula de
coco/FeCl3*6H2O que alcanzó 91.2±1.35; Cristal Violeta, por NaCl-medula de coco/
FeCl3*6H2O que alcanzó 96.8±0.89; azul de metileno por HCl-médula de
coco/FeCl3*6H2O que alcanzó 92,5±0,29; rodamina B por HCl-medula de coco 0,1 M
que alcanzó 54,1±0,51.
Palavras chaves
colorantes; remoción; médula de coco
Introdução
La contaminación del agua nunca se ha visto más afectada que ahora, diferentes
industrias productivas como la textil, papelera, imprenta y curtiembre hacen de
este un problema grave y generalizado. Los tintes se consideran micro
contaminantes. Estos pueden ser visibles en el medio acuático en concentraciones
muy bajas, como 1 mg L−1 (SHARMA, 2021).
Debido a la exposición de diversos colorantes, es decir, en contacto con la piel
o ingeridos por vía oral, aumentan el riesgo de cáncer de piel, así como
alergias, irritación y sensibilización de la piel, ya que son tóxicos,
cancerígenos y conducen a un problema mutagénico (SUKLA BAIDYA & KUMAR, 2020).
En este sentido, existen diversos métodos que incluyen degradación microbiana
aeróbica y anaeróbica, coagulación/floculación, oxidación química,
precipitación, filtración, separación por membrana, tratamiento electroquímico,
flotación, catálisis con peróxido de hidrógeno, ósmosis inversa, ozonización y
técnicas biológicas (SHANKAR, D et al., 2014).
La necesidad de la investigación radica en evaluar, determinar la eficiencia del
compósito a base de Cocos nucifera para proponer una alternativa ambientalmente
viable para el tratamiento de aguas residuales. La elaboración de compósitos a
base de coco/Quitosano para remover colorantes fue estudiado por (ARUMUGAM,
2019), y determino que el compósito alcanzo un porcentaje de eficiencia para el
colorante Verde Malaquita un valor de >80 %. En ese sentido, la presente
propuesta de investigación es preparar compósitos a partir de médula de
coco/biopolímeros/FeCl3*6H2O para remover colorantes catiónicos en sistemas
acuosos.
Material e métodos
Materiales y Métodos: Los biopolímeros (Pectina, Alginato y
Carboximetilcelulosa) se adquirieron de Sigma-Aldrich. El cloruro de hierro
hexahidratado de Emsure y el hidróxido de sodio de Spectrum Laboratory Products.
El ácido clorhídrico y ácido sulfúrico de Sigma Aldrich. En esta investigación
utilizamos agua desionizada con un pH de 7 y una conductividad de 3 µS.
Activación del residuo seleccionado: Se pulverizó y tamizó con un tamiz de
ensayo estándar especificación ASTM E-11. Se prepara una solución básica y ácida
de 0.1 M de 200 mL NaOH, HCl, NaCl por 6 h y 5 g de médula de coco. Se secó a 80
°C durante 24 horas (ASIM, et al, 2020).
Elaboración de Compósitos Ternarios: Alginato/médula de coco
activada/FeCl3*6H2O: consiste en preparar una solución de alginato al 2% p/v a
temperatura ambiente. Luego se agrega médula de coco activado teniendo en cuenta
la relación P polisacárido/P coco activado = 8/1. Luego de 3 horas de agitación,
se agregó la solución de Alginato + coco activado a la solución de FeCl3*6H2O al
1%; en una proporción de 3/2, agitando durante 15 min. Se secó a 80 °C durante
12 h (ARUMUGAM, et al., 2019).
Se prepara de la misma manera con la Pectina y Carboximetilcelulosa.
Experimentos de biosorción por lotes
Se realizó mediante la inserción de 10 mg de compósitos a base de medula de coco
activado y 50 mL de cada colorante (10 mg L-1), se incubaron a 30 °C durante 24
h a 100 rpm.
Posteriormente, se determinó espectrofotométricamente. El porcentaje de remoción
se calculó por diferencias de concentración.
Espectrofotometría ultravioleta-visible
Las longitudes de onda identificadas para los 4 colorantes catiónicos se
realizaron utilizando un espectrofotómetro UV-vis. La concentración del
colorante se obtuvo de la curva de calibración a λmax (CORDOVA,2020).
Resultado e discussão
Se muestran una máxima remoción del Verde Brillante por HCl-médula de
coco/FeCl3*6H2O que alcanzó 91.2 ± 1.35; contra un valor del 97% por la cascara
de la nuez de areca, reportada por Sukla Baidya (2020). En el Cristal Violeta,
por NaCl-medula de coco/ FeCl 3 *6H 2 O que alcanzó 96.8 ± 0.89; contra un 80%
por Alúmina modificada reportada por T. Yagub (2014). En el colorante azul de
metileno por HCl-médula de coco/FeCl3*6H2O que alcanzó 92,5 ± 0,29; contra 94,82
%, reportado por T. Yagub (2014). La rodamina B por HCl-medula de coco 0,1 M
que alcanzó 54,1 ± 0,51; contra 87,1 % reportado por T. Yagub (2014). Estos
resultados nos muestran el uso potencial de la médula de fibra de coco como
materia prima para la elaboración de compósitos.
Para analizar los resultados, se realizó el ANOVA que permitió comparar las
medias obtenidas tras la interacción de los compósitos con todos los colorantes
catiónicos en estudio. Se consideró valor p>0.05, todas las distribuciones son
normales. Se determinó la homogeneidad de las varianzas con un nivel de
confianza = 95%. Se determinó el ANOVA con un valor de p < 0.05, lo que indicó
que al menos una media del compósito ternario era diferente al resto en cada uno
de los colorantes.
Se analizaron las medias por el método de Tukey, con valor p<0.05 y nivel de
confianza=95%, determinó que, las medias de HCl-médula de Coco/Fe(III) para
remover V.B. y A.M. son significativamente mayor que los otros compósitos con
valores de 91,25% y 92,5%, respectivamente. Para Cristal violeta, alcanzó una
media significativamente mayor el compósito NaCl-médula de coco/Fe(III) con 96,8
%; y para Rodamina B, la media que es significativamente mayor es por HCl-médula
de Coco 0,1 M con 54,01 %.
Remoción eficiente por los compositos a base de médula de coco activado/Biopolímeros/Fe(III).
Conclusões
Se determinó que, por el ANOVA y método de Tukey con valor p<0,05; nivel de
confianza=95%, la presente investigación ha demostrado la posibilidad de utilizar
compósito a base de médula de coco activado/Biopolímero/Fe(III) como una
alternativa prometedora para remover colorantes catiónicos. En el caso del V.B.
por HCl-médula de coco/FeCl3*6H2O que llegó a 91,2 ± 1,35; para C.V., por NaCl-
médula de coco/ FeCl3*6H2O que alcanzó 96,8 ± 0,89; para A.M. por HCl-médula de
coco/FeCl3*6H2O que alcanzó 92,5 ± 0,29; finalmente, la rodamina B por HCl-médula
de coco 0,1 M que alcanzó 54,1 ± 0,51.
Agradecimentos
Este trabajo fue apoyado financieramente por PROCIENCIA a través del proyecto
N°204-FONDECYT-2020.
Referências
ARUMUGAM, T., KRISHNAMOORTHY, P., RAJAGOPALAN, N., NANTHINI, S. y VASUDEVAN, D. Eliminación de verde de malaquita de soluciones acuosas mediante un compósito de quitosano modificado. India: Elsevier. (2019).
ASIM, N., HASSAN AMIN, M., ASMA SAMSUDIN, N., BADIEI, M., RAZALI, H., AKHTARUZZAMAN, M., SOPIAN, K. Desarrollo de biomaterial adsorbente efectivo y sustentable a partir de un material de desecho agrícola: remoción de Cu(II). Bangi, Selangor, Malasia: Elsevier (2020).
CORDOVA, B., SANTA CRUZ, J., OCAMPO M., T., HUAMANI PALOMINO, R., & BAENA MONCADA, A. Adsorción simultánea de una mezcla ternaria de verde brillante, rodamina B y anaranjado de metilo como agua residual artificial en biocarbón a partir de residuos de cáscara de cacao. Cuantificación de colorantes mediante el método de la derivada espectrofotometría. Lima, Perú: The Royal Society of Chemistry y el Centre National de la Recherche Scientifique (2020).
SHARMA, J. Clasificación e impacto de los colorantes textiles sintéticos en la Flora Acuática: Una revisión. India: Estudios Regionales en Ciencias Marinas. (2021).
SHANKAR, D., SIVAKUMAR, D., THIRUVENGADAM, M. y MANOJKUMAR, M. Eliminación de colorantes en aguas residuales de una industria textil utilizando médula de fibra de coco. Research Gate (2014).
SUKLA BAIDYA, K., & KUMARA, U. Adsorción de colorante verde brillante de una solución acuosa en cáscara de nuez de areca modificada químicamente. Silchar, Assam, India: Elsevier. (2020).
T. YAGUB, M., KANTI SEN, T., AFROZE, S. y ANG, H. Colorantes y su eliminación de la solución acuosa por adsorción: una revisión. Australia: Elsevier. (2014).
