Correo Electrónico
DNINFOA - SIA
Bibliotecas
Convocatorias
Identidad U.N.
Publicado
Adsorción de Cd(II) y Pb(II) presentes en solución acuosa con hueso de nanche (Byrsonima crassifolia)
Adsorption of Cd(II) and Pb(II) present in aqueous solution with nanche stone (Byrsonima crassifolia)
Adsorção de Cd(II) e Pb(II) presente em solução aquosa com osso nanche (Byrsonima crassifolia)
Palabras clave:
residuos agrícolas, metales pesados, sitios activos (es)agricultural residues, heavy metals, active sites (en)
resíduos agrícolas, metais pesados, sites ativos (pt)
El hueso de nanche es un residuo agrícola con gran potencial de uso como adsorbente. Al respecto, se evaluó la capacidad de adsorción de iones Cd(II)y Pb(II), presentes en solución acuosa, utilizando este residuo. Las pruebas realizadas en este estudio fueron: la determinación del punto de carga cero (pHPZC), determinación de sitios activos (método de Boehm y espectroscopía FTIR) y el desarrollo de los modelos matemáticos de Langmuir, Freundlich y Prausnitz-Radke, a través de isotermas de adsorción. Los resultados obtenidos del pHPZC del hueso de nanche estuvieron en un rango ácido (6,0), mientras que la concentración de sitios ácidos y básicos fue de 0,1037 y 0,046 mol/g, respectivamente. Los espectros infrarrojos (FTIR) detectaron sitios funcionales ácidos asociados al grupo fenol, ácidos carboxílicos y lactonas. Finalmente, la capacidad de adsorción del hueso de nanche para Cd(II) y Pb(II) se incrementó con el pH y alcanzó porcentajes de remoción hasta de 84 % para Cd(II) a pH 8, y de 82% para Pb(II) a pH 5. En conclusión, el pH y la presencia de sitios funcionales ácidos fueron determinantes en la eliminación de los iones Pb(II) y Cd(II).
The nanche stone is an agricultural residue that has great potential as adsorbent. Then, the adsorption capacity of Cd(II) and Pb(II) ions present in aqueous solution was evaluated, using the stone as adsorbent. The tests performed for this purpose were the determination of point of zero charge (pHPZC), determination of active sites (Boehm method and FTIR spectroscopy), and the development of the mathematical models of Langmuir, Freundlich, and Prausnitz-Radke through adsorption isotherms. The results obtained from the pHPZC of the nanche stone were in an acidic range (6,0), while the concentration of acid and basic sites were 0.1037 and 0.046 mol/g respectively. The infrared spectra (FTIR) detected acid functional sites associated with the phenol group, carboxylic acids, and lactones. Finally, the adsorption capacity of nanche stone to Cd(II) and Pb(II), increased with the pH, achieving percentages of removal up to 84% for Cd (II) to pH 8, and of 82% for Pb(II) to pH 5. In conclusion, the pH and the presence of acidic functional sites were decisive in the elimination of the Pb(II) and Cd(II) ions.
O osso Nanche é um resíduo agrícola que possui grande potencial como adsorvente, neste respeito, a capacidade de adsorção de íons Cd(II) e Pb(II) presentes em solução aquosa foi avaliada, utilizando osso como adsorvente. Os testes realizados para este fim foram a determinação do ponto zero de carga (pHPZC), a determinação de sites ativos (método Boehm e espectroscopia FTIR) e o desenvolvimento dos modelos matemáticos de Langmuir, Freundlich e Prausnitz-Radke através de isotermas de adsorção. Os resultados obtidos do pHPZC do osso nanche foram em uma faixa ácida (6,0), enquanto a concentração de ácidos e sites básicos foram 0,1037 e 0,046 mol / g, respectivamente. Os espectros de infravermelho (FTIR) detectaram sites funcionais ácidos associados ao grupo fenol, ácidos carboxílicos e lactonas. Finalmente, a capacidade de adsorção do osso nanche para Cd(II) e Pb(II), aumentou com o pH, atingindo porcentagens de remoção de até 84% para o Cd(II) em pH 8, e 82% para Pb(II) a pH 5. Em conclusão, o pH e a presença de sites funcionais ácidos foram decisivos na eliminação dos íons Pb (II) e Cd (II).
Descargas
Citas
R. Niembro, I. Morato y J. Cuevas, “Catálogo de frutos y semillas de árboles y arbustos de valor actual y potencial para el desarrollo forestal de Veracruz y Puebla” [CD-Rom]. Instituto de Ecología, A. C. Xalapa, Veracruz, México, 2004.
R. Medina, S. Salazar y J. Gómez, “Fruit quality indices in eight nance (Byrsonima crassifolia L. H.B.K.) selections”, HortScience, vol. 39, n° 5, pp. 1070-1073, 2004.
Gobierno de México, “Datos abiertos. Estadística de producción agrícola”, 2018. http://infosiap.siap.gob.mx/gobmx/datosAbiertos_a.php
A. Guzmán, E. Cruz y C. A. Miranda, “Germinación de semillas de Byrsonima crassifolia (L.) Kunth”, Rev. Mex. Cien. For., vol. 4, n° 20, pp. 82-89, 2013.
A. Caballero, G. Vela, J. Pérez, R. Escobar y J. Ballinas, “Uso del nanche [Byrsonima crassifolia (L.) H.B.K.] en gelatina artesanal para niños”, Etnobiología, vol. 10, n° 2, pp. 50-55, 2012.
A. Chávez, J. Ledezma, E. Mendoza, M. Calvo, M. Castro, A. Ávila, C. Sánchez, F. Pérez y M. Muñoz, “Tablas de uso práctico de los alimentos de mayor consumo”, México: Mc. Graw Hill, 2014.
E. Martínez, J. Santiaguillo y J. Cuevas, “Principales usos del nanche [Byrsonima crassifolia (L.) H.B.K.]”, Chapingo: Universidad Autónoma de Chapingo, 2008.
N. Tapia, J. Muñoz, F. Torres y A. Yarango, “Biosorción de Pb(II) por cáscara de naranja Citrus cinesis, modificada”, Rev. Per. Quím. Ing. Quím., vol. 5, n° 2, pp. 39-44, 2003.
G. Agarwal, H. Bhuptawat y S. Chaudhari, “Biosorption of aqueous chromium (VI) by tamarindus indica seeds”, Bior. Technol., vol. 97, pp. 949-956, 2006. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2005.04.030
M. Hashem, “Adsorption of lead ions from aqueous solution by okra wastes”, Int. J. Phys. Sci., vol. 2, n° 7, pp. 178-184, 2007.
M. Pacheco, J. Pimentel, W. Roque, “Cinética de la bioadsorción de iones de cadmio (II) y plomo (II) de soluciones acuosas por biomasa residual de café (Coffea arabica L.)”, Rev. Soc. Quím. Perú, vol. 76, n° 3, pp. 279-292, 2010.
H. Hansen, F. Arancibia y C. Gutiérrez, “Adsorption of copper onto agricultura waste materials”, J. Haz. Mat., vol. 180, pp. 442-448, 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2010.04.050
A. Witek, R. Szafran y S. Modelski, “Biosorption of heavy metals from aqueous solutions onto peanut shell as a low cost biosorbent”, Desalination, vol. 265, pp. 126-134, 2011. DOI: https://doi.org/10.1016/j.desal.2010.07.042
G. García, M. Olguín, A. Colín y E. Romero, “Effect of the pH and temperature on the biosorption of lead (II) and cadmium (II) by sodium-modified stalk sponge of Zea mays”, Environ. Sci. Pollut. Res., vol. 19, pp. 177-185, 2012. DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-011-0537-x
P. Emenike, D. Omole, B. U. Ngene e I. Tenebe, “Potentiality of agricultural adsorbent for the sequestering of metal ions from wastewater”, Global J. of Environ. Sci. Manage., vol. 2, n° 4, pp. 411-442, 2016. DOI: https://doi.org/10.22034/gjesm.2016.02.04.010
F. Amaringo y A. Hormaza, “Determinación del punto de carga cero y punto isoeléctrico de dos residuos agrícolas y su aplicación en la remoción de colorantes”, Rev. Inv. Agra. Amb., vol. 4, n° 4, pp. 27-36, 2013.
L. Giraldo y J. Moreno, “Pb(II) adsorption from aqueous solutions on activated carbons obtained from lignocellulosic residues”, Braz. J. Chem. Eng., vol. 25, n° 1, pp. 143-151, 2008.
S. Goertzen, K. Thériault, A. Oickle, A. Tarasuk y H. Andreas, “Standardization of the Boehm titration. Part I. CO2 expulsion and endpoint determination”, Carbon, vol. 48, pp. 1252-1261, 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbon.2009.11.050
P. Rodríguez, L. Giraldo y J. Moreno, “Oxidación de la superficie de carbón activado mediante HNO3 y H2O2: efecto sobre la remoción de Ni(II) en solución acuosa”, Rev. Colomb. Quím., vol. 40, n° 3, pp. 349-364, 2011.
K. Peña, L. Giraldo y J. Moreno. “Preparación de carbón activado a partir de cascara de naranja por activación química. Caracterización física y química”, Rev. Colomb. Quím., vol. 41, n° 2, pp. 311-323, 2012.
Thermo Fisher Scientific Inc. Product specifications, Nicolet iS10 FT-IR Spectrometer, 2008. http://www.unh.edu/research/sites/unh.edu.research/files/images/uic/iS10FTIR.pdf
A. Boudaoud, M. Djedid, M. Benalia, A. Chiffa, N. Bouzar y H. Elmsellem, “Removal of nickel (II) and cadmium (II) ions from wastewater by palm fibers”, Sci. Stud. Res., vol. 18, n° 4, pp. 391-406, 2017.
L. Mouni, L. Belkhiri, M. Tafer, F. Zouggaghe y Y. Kadmi, “Studies on the removal of Pb(II) from wastewater by activated carbon developed from Apricot stone activated with sulphuric acid”, Mor. J. Chem., vol. 2, n° 5, pp. 452-456, 2014.
S. Ibrahim, M. Hanafiah y M. Yahya, “Removal of cadmium from aqueous solutions by adsorption onto sugarcane bagasse”, J. Agric. Environ. Sci., vol. 1, n° 3, pp. 179-184, 2006.
I. Abdelfattah, F. El Sayed y A. Almedolab, “Removal of heavy metals from wastewater using corn cob”, Res. J. Pharm., Biol. Chem. Sci., vol. 7, n° 2, pp. 239-248, 2016.
J. Cortés, L. Giraldo, A. García, C. García y J. Moreno, “Oxidación de un carbón activado comercial y caracterización del contenido de grupos ácidos superficiales”, Rev. Colomb. Quím., vol. 37, n° 1, pp. 55-65, 2008.
S. Sobhanardakani y R. Zandipak, “Adsorption of Ni(II) and Cd(II) from aqueous solutions using modified rice husk”, Iran. J. Health Sci., vol. 3, n° 1, pp. 1-9, 2015.
G. Blázquez, F. Heráinz, M. Calero y L. Ruiz, “Removal of cadmium ions with olive stones: the effect of some parameters”, Process Biochem., vol. 40, pp. 2649-2654, 2005. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procbio.2004.11.007
J. Singh, A. Ali y V. Prakash, “Removal of lead (II) from synthetic and batteries wastewater using agricultural residues in batch/column mode”, Int. J. Environ. Sci. Technol., vol. 11, pp. 1759-1770, 2014. DOI: https://doi.org/10.1007/s13762-013-0326-9
B. Shi, W. Zuo, J. Zhang, H. Tong y J. Zhao, “Removal of lead (II) ions from aqueous solution using Jatropha curcas L. seed husk ash as a biosorbent”, J. Environ. Qual., vol. 45, pp. 984-992, 2016. DOI: https://doi.org/10.2134/jeq2014.12.0533
H. Boehm, “Surface oxides on carbon and their analysis: a critical assessment”, Carbon, vol. 40, n° 2, pp. 145-149, 2002.
J. Figuereido, M. Pereira, M. Freitas y J. Órfao, “Modification of the surface chemistry of activated carbons”, Carbon, vol. 37, n° 9, pp. 1379-1389, 1999.
T. Ros, A. van Dillen, J. Geus y D. Koningsberger, “Surface oxidation of carbon nanofibres”, Chem. Eur. J., vol. 8, n° 5, pp. 1151-1162, 2002.
M. Momcilović, M. Purenović, A. Bojić, A. Zarubica y M. Randelović, “Removal lead (II) ions from aqueous solutions by adsorption onto pine cone activated carbon”, Desalination, vol. 276, n° 1-3 pp. 53-59, 2011. DOI: https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.03.013
I. Ozdemir, M. Sahin, R. Orhan y M. Erdem, “Preparation and characterization of activated carbon from grape stalk by zinc chloride activation”, Fuel Process. Technol., vol. 125, pp. 200-206, 2014. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2014.04.002
G. Sharaf El Deen, “Sorption of Cu(II), Zn(II) and Ni(II) from aqueous solution using activated carbon prepared from olive stone waste”, Adv. Environ. Technol., vol. 3, pp. 147-161, 2015.
S. Andrade, C. Veloso, R. Fontan, R. Bonomo, L. Santos, M. Brito y G. Diniz, “Chemical activated carbón from coconut (Cocos nucifera) endocarp waste and its application in the adsorption of -lactoglobulin protein”, Rev. Mex. Ing. Quím., vol. 17, n° 2, pp. 463-475, 2018.
DOI: https://doi.org/10.24275/10.24275/uam/izt/dcbi/revmexingquim/2018v17n2/Andrade
A. Obike, J. Igwe, C. Emeruwa y K. Uwakwe, “Equilibrium and kinetic studies of Cu(II), Cd(II), Pb(II) and Fe(II): Adsorption from aqueous solution using cocoa (Theobroma cacao) pod husk”, J. Appl. Sci. Environ. Manage., vol. 22, n° 2, pp. 182-190, 2018. DOI: https://doi.org/10.4314/jasem.v22i2.5
C. Saka, Ö. Sahin y M. Masuk, “Applications on agricultural and forest waste adsorbents for the removal of lead(II) from contaminated waters”, Int. J. Environ. Sci. Technol., vol. 9, pp. 379-394, 2012. DOI: https://doi.org/10.1007/s13762-012-0041-y
B. Olu Owolabi, O. Oputu, K. Adebowale, O. Ogunsolu y O. Olujimi, “Biosorption of Cd2+ and Pb2+ ions onto mango Stone and cocoa pod waste: Kinetic and equilibrium studies”, Sci. Res. Essays, vol. 7, n° 15, pp. 1614-1629, 2012. DOI: https://doi.org/10.5897/SRE11.2248
M. Martín, I. Rodríguez, G. Blázquez y M. Calero, “Factorial experimental design for optimizating the removal conditions of lead ions from aqueous solutions by three wastes of the olive-oil production”, Desalination, vol. 278, pp. 132-140, 2011. DOI: https://doi.org/10.1016/j.desal.2011.05.016
K. Conrad y H. Bruun, “Sorption of zinc and lead on coir”, Biores. Technol., vol. 98, pp. 89-97, 2007. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biortech.2005.11.018
Y. Bulut y Z. Tez, “Adsorption studies on ground shells of hazelnut and almond”, J. Haz. Mat., vol. 149, pp. 35-41, 2007. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2007.03.044
P. Melia, R. Busquets, S. Ray y A. Cundy, “Agricultural wastes from wheat, barley, flax and grape for the efficient removal of Cd from contaminated water”, Royal Soc. Chem., vol. 8, pp. 40378-40386, 2018. DOI: https://doi.org/10.1039/c8ra07877g
G. Belete, “A review on elimination of heavy metals from wastewater using agricultural wastes as adsorbents”, Sci. J. Anal. Chem., vol. 5, n° 5, pp. 72-75, 2017. DOI: https://doi.org/10.11648/j.sjac.20170505.12
M. Patterer, I. Bavasso, J. Sambeth y F. Medici, “Cadmium removal from acqueous solution by adsorption on spent coffe grounds”, Chem. Eng. Trans., vol. 60, pp. 157-162, 2017. DOI: https://doi.org/10.3303/CET1760027
C. Tejada, A. Villabona y V. Ruiz, “Biomasa residual para remoción de mercurio y cadmio: una revisión”, Ingenium, vol. 6, n° 14, pp. 11-21, 2012.
Licencia
Derechos de autor 2020 Revista Colombiana de Química
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Los autores/as conservarán sus derechos de autor y garantizarán a la revista el derecho de primera publicación de su obra, el cuál estará simultáneamente sujeto a la Licencia de reconocimiento de Creative Commons (CC. Atribución 4.0) que permite a terceros compartir la obra siempre que se indique su autor y su primera publicación en esta revista.
Los autores/as podrán adoptar otros acuerdos de licencia no exclusiva de distribución de la versión de la obra publicada (p. ej.: depositarla en un archivo telemático institucional o publicarla en un volumen monográfico) siempre que se indique la publicación inicial en esta revista.
Se permite y recomienda a los autores/as difundir su obra a través de Internet (p. ej.: en archivos telemáticos institucionales o en su página web) antes y durante el proceso de envío, lo cual puede producir intercambios interesantes y aumentar las citas de la obra publicada. (Véase El efecto del acceso abierto).
