Compositos poliméricos de Poli (ácido acrílico) con hidróxido férrico para el tratamiento de efluentes contaminados con arsénico

Abstract

"Durante los últimos años la demanda de agua potable ha aumentado y las fuentes de agua han mostrado señales de contaminación, por diversas sustancias de distintos orígenes y con diferentes grados de toxicidad. Entre los compuestos más dañinos se encuentran los metales pesados; donde el arsénico por su interacción con los seres vivos representa un alto riesgo para la salud pública y demás seres vivos. Los compuestos de arsénico afectan a millones de personas en el mundo, por lo cual es imperativa la investigación y desarrollo de tecnologías que permitan su remoción efectiva, aun a bajas concentraciones. La presente investigación se realizó con el objetivo de encontrar un material, con base en poli (ácido acrílico) e hidróxido férrico, que mediante mecanismos de adsorción pudiera remover arsénico de medios acuosos. Para ello se sintetizaron 19 hidrogeles de poli (ácido acrílico) (PAA), debido a que poseen alta capacidad de hinchamiento en medios acuosos y grupos funcionales con potencial en procesos de adsorción. Además, se propone aprovechar el hecho de que el arsénico tiene una afinidad natural al hierro, por lo que se sintetizó un precipitado de hierro que fue insertado en el hidrogel con la finalidad de mejorar su capacidad de adsorción de arsénico. Estos compositos de PAA-Fe(OH)3, fueron caracterizados mediante diversas técnicas con el objetivo de evaluar su estructura y desempeño; y con ello correlacionar el efecto de las distintas variables que formaron parte del diseño experimental. A partir de los resultados obtenidos se determinó que los hidrogeles de PAA pueden adsorber hasta 90.64% y que hidrogeles con hidróxido férrico lograron 100% de adsorción de la concentración inicial de arsénico, además de que el hierro ayudó a que no se desorbiera el arsénico durante el proceso de adsorción, por efecto del cambio de pH".

"In recent years, the drinking water demand has increased and water sources have shown signs of contamination, due to various substances of different origins and with different degrees of toxicity. Among the most harmful compounds are heavy metals; where arsenic, by its interaction with living beings, represents a high risk to public health and to other living beings. Arsenic compounds affect millions of people in the world, therefore it is imperative to research and develop technologies that allow their effective removal, even at low concentrations. The present research was carried out with the objective of finding a material, based on poly (acrylic acid) and ferric hydroxide, which through adsorption mechanisms could remove arsenic from aqueous media. To do this, 19 poly (acrylic acid) hydrogels (PAA) were synthesized, because they have both, high swelling capacity in aqueous media and functional groups with potential in adsorption processes. In addition, it is proposed to take advantage of the fact that arsenic has a natural affinity to iron, hence an iron precipitate was synthesized and inserted into the hydrogel in order to improve its arsenic adsorption capacity. These PAA-Fe(OH)3 composites were characterized by various techniques in order to evaluate their structure and performance; and with that correlate the effect of the different variables that were part of the experimental design. From the results obtained it was determined that the PAA hydrogels can adsorb arsenic up to 90.64% and that hydrogels with ferric hydroxide achieved a 100% adsorption of the initial concentration, in addition to the fact that iron helped to prevent desorption of arsenic during the adsorption process, due to the change in pH".