Biosorption of chromiun(III) bye agro-waste materials: characterization, sorption-desorption studies, mechanism and adsorption kinetic experiments.

Abstract

"Los efluentes que contienen metales deben ser tratados antes de descargarlos a cuerpos receptores para evitar la contaminación de fuentes de agua y, por consiguiente, el riesgo a la salud humana asociado a la contaminación por metales. Algunos de los metales más tóxicos y peligrosos para los humanos, así como también otras formas de vida, son mercurio, cadmio, plomo, cromo, níquel, zinc y cobre. Estos metales son de interés particular debido a su toxicidad, tendencia a bioacumularse, y persistencia en la naturaleza. En particular, el cromo es cancerígeno y puede afectar el sistema inmune de los seres humanos. Además, recientemente se reportó que el cromo trivalente (Cr (III)) afecta la membrana de los eritrocitos de los seres humanos en mayor proporción que el cromo (VI). Los efluentes de cromo son generados de industrias tales como tenerías, recubrimientos metálicos, textil, acabados, entre otras. La adsorción puede ser utilizada para remover iones metálicos (e.g. Cr (III)) de soluciones acuosas. De hecho, muchos biosorbentes de bajo costo han sido investigados para remover metales del agua. Algunos ejemplos de estos materiales incluyen biomasa de algas marinas, quitina y quitosano, biomasa de microorganismos, materiales lignocelulósicos, etc. Estos biosorbentes tienen una capacidad de adsorción de metales razonable y están disponibles ampliamente en muchos países alrededor del mundo. Esta tesis se enfocó en la aplicación de desechos agrícolas tales como paja de sorgo (Sorghum bicolor), paja de avena (Avena monida), y bagazo de agave (Agave salmiana), como biosorbentes de Cr (III) de soluciones acuosas. Estos biosorbentes se caracterizaron química y físicamente por medio de técnicas tales como espectroscopia de infrarrojo, titulaciones ácido–base, extracción secuencial de fibras, área específica, volumen de poro, distribución de tamaño de poro, y densidad. Se realizaron estudios de adsorción/desorción en sistemas en lote y se propuso un mecanismo de adsorción de Cr (III). También se desarrollaron estudios de cinética de adsorción en un reactor de canastilla rotatoria."

"Metal-containing effluents must be treated before discharge to avoid pollution of water sources and, consequently, health hazards associated to metal contamination. Some of the major toxic metal ions hazardous for humans, as well as other forms of life, are mercury, cadmium, lead, chromium, nickel, zinc and copper. These metals are of particular concern due to their toxicity, ioaccumulation, and persistence in nature. In particular, chromium is suspected of being carcinogenic and may affect the immune system of human beings. In addition, it has been recently reported that trivalent chromium (Cr (III)) affects human erythrocyte membranes in a higher extent in comparison with chromium (VI). Chromium effluents are generated from industries such as leather tannery, metal plating, textile, finishing, among others. Biosorption can be used to remove metals ions (e.g. Cr (III)) from aqueous solutions. Indeed, many low-cost biosorbents have been investigated for sequestering metals from water. Some examples of these materials include seaweed biomass, chitin and chitosan, microorganism biomass, lignocellulosic materials, etc. These biosorbents have a reasonable metal adsorption capacity and are widely available in many countries around the world. This thesis focused on the application of agro-waste materials such as sorghum straw (Sorghum bicolor), oats straw (Avena monida), and agave bagasse (Agave salmiana), as biosorbents of Cr (III) from aqueous solutions. These biosorbents were chemically and physically characterized by techniques such as infrared spectroscopy, acid–base titrations, sequential fiber extraction, surface area, pore volume, pore width distribution, and solid density. Sorption/desorption studies were conducted in batch systems and a sorption mechanism of Cr (III) was proposed. Also, adsorption kinetic studies of Cr (III) were performed by using a rotating basket reactor."