Evaluación del proceso de remoción de As (V) utilizando nanopartículas de óxido de Fe como sistema adsorbente

Abstract

La presencia natural o por fuentes antropogénicas de As (V) en muestras de aguas de pozos subterráneos, en condiciones del medio oxidantes y de bajos pH, constituye actualmente un grave problema ambiental y de salud pública. En varias regiones del mundo tales como Asia, Sudamérica y Europa, este tipo de aguas están contaminadas con elevados niveles de As (V) y son consumidas por su población como agua potable. El límite establecido por la Organización Mundial de la Salud (OMS) para evitar la afectación de la salud humana por As (V) en agua, es de 10 μg/L, sin embargo en las regiones mencionadas la concentración de este metaloide es del orden de los mg/L, de allí que resulta urgente desarrollar metodologías eficientes de remoción de esta especie. En este sentido, este trabajo tuvo como objetivo principal desarrollar una metodología para la remoción de As (V) en agua, utilizando Nanopartículas de óxidos de hierro (Nps OxFe) como sistema adsorbente. Las Nps OxFe fueron producidas mediante Ablación Láser (AL), bajo las siguientes condiciones: tiempo de ablación de (15 minutos), concentración de SDS (0,045 M), volumen (4 mL), energía del laser (146,5 mJ /pulso) y área del spot (0,00145 cm2). Estas Nanopartículas (Nps) presentaron propiedades ópticas relativas al fenómeno de Resonancia de Plasmón Superficial (SPR) con una banda ancha entre 330 y 340 nm, la cual es más definida a pH fuertemente ácido (pH=1). El ensanchamiento de dicha banda de SPR se debe a los efectos de confinamiento cuántico que se presentan en Nps de diámetro menores a 20nm, en este trabajo las Nps son susceptibles de dicho confinamiento dado que su diámetro promedio fue de 20 nm, según la técnica de Dispersión Dinámica de la Luz (DLS). La capacidad de Remoción de As (V) sobre las Nps OxFe fue de 24,3 mg As/g Nps Fe y los datos de adsorción de este sistema Nps OxFe – As se ajustan al modelo lineal de isoterma de Langmuir con un coeficiente de correlación R2 = 0,980 y una KL de adsorción de 3,847. Se encontró que la capacidad de adsorción de las Nps OxFe es dependiente del pH del medio, obteniendo como pH óptimo (pH=1) para una remoción del 86% del analito. La metodología de remoción de As (V) fue utilizada para la determinación de este analito presente en muestras reales de agua. Para ello se enriquecieron muestras de agua potable y de agua de grifo con 3 mg/L de As (V). En ambos casos el porcentaje de recuperación fue mayor al 96 % lo que indica la ausencia del efecto matriz en dichas muestras.