Catherine Reales1, 2, Arnaldo Vargas1, Victor Granadillo1
1 Laboratorio de Instrumentación Analítica. Departamento de Química, Facultad Experimental de Ciencias, Universidad del Zulia.2Red de Investigación Estudiantil de la Universidad del Zulia (REDIELUZ). Vicerrectorado Académico, Universidad del Zulia,
Correo electrónico: [email protected]
RESUMENLos metales pesados que se encuentran en los cursos de agua no son biodegradados y se acumulan causando un grave peligro para la salud humana y el medio ambiente.
Se han usado diversas tecnologías para su remoción como el empleo de ósmosis inversa, electrólisis, adsorción y precipitación. Estos métodos son efectivos pero resultan
muchas veces muy costosos. Esto ha llevado a la utilización de sustancias naturales de bajo costo, que vivas o muertas sirvan como sorbentes. La biosorción se ha
caracterizado por ser un método eficiente, selectivo y con ventajas comparativas, para la remoción de metales pesados de ambientes acuosos. Por ello en el presente estudio
se evaluó la capacidad sortiva de las semillas de Moringa oleífera verde empleando la técnica Espectrometría de Absorción Atómica de llama aire/acetileno. El rango de pH en
el cual se obtuvo la máxima capacidad de sorción fue de 4,5 – 5,5. Alcanzando una capacidad de sorción máxima de q= 29,57 mg Pb/g. El análisis por Espectroscopía
Infrarrojo con transformada de Fourier (FT-IR) permitió reconocer los grupos funcionales característicos presentes y las modificaciones realizadas en la biomasa.
1. INTRODUCCIÓN
1 Río Guarapiche, Edo. Monagas, Venezuela. 2 Planta Termoeléctrica "Ramón Laguna" Maracaibo, Edo. Zulia. Venezuela.
3 Orillas del Lago de Maracaibo Edo. Zulia, Venezuela. 4 Mina de carbón, carbones del Guasare. Edo Zulia, Venezuela.
1 2
3 4
2. PARTE EXPERIMENTAL
5. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.
1.Warner J., Cannon A., and Dye K. (2004). Green chemistry. En: Environ. Impact Assess. Rev.,
Vol.24, pp. 775-799.
2.Rincon-Jinette María, 2014, “Evaluación de la capacidad de biosorción de Fe y Cu en un sistema
binario por la cianobacteria Limnothrix sp.”, Tesis Pregrado. Departamento de Química, Facultad
Experimental de Ciencias, Universidad del Zulia, Maracaibo, Venezuela, pp. 59, 64
3.Mendoza, J., Perea, Y., Pretelin, C., Martínez, M., Pérez, G., Espinoza, B., Arriola J., 2012,
“Biosorción de Cromo, Arsénico y Plomo de soluciones acuosas por cultivos bacterianos en
suspension”, Rev. Latin. Amb. y Cs, 1 (2), 67-73
4.Pagnanelli, F., Esposito, A., Veglio, F., 2002, “Multi-metallic modelling for biosorption of binary
systems”, Wat. Res., 36, 4095-4105
4. CONCLUSIÓN
1. La semilla verde de Moringa oleifera resultó ser un biosorbente
adecuado para remover los iones de plomo (II) de soluciones
acuosas con una baja concentración de biomasa.
2. El tiempo de contacto sorbato – sorbente influye significativamente
en la capacidad de sorción de la biomasa.
3. La biosorción promete ser una excelente biotecnología para la
desintoxicación de medios acuosos debido a sus bajos costos, poco
uso de reactivos químicos, la posibilidad de recuperación de los
metales, además de ser un material biodegradable lo cual contribuirá
a la remoción de metales del medio ambiente.
3. CARACTERIZACIÓN FT-IR 3.2. MÉTODO ANALÍTICO
0
5
10
15
20
25
30
35
1
q(m
g P
b/g
)
min
10 min 20 min
30 min
5007501000125015001750200022502500275030003250350037504000
1/cm
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%T
semillasemilla verde
semilla v erde
Metal MuestraPromedio
(mg/L)
Repetibilidad
(En la corrida)
Reproducibilidad
(Entre corridas)
DE (mg/L) DER (%) DE (mg/L) DER (%)
Pb+2
1 21,0618 0,0991 0,47 0,0448 0,21
2 20,1703 0,1986 0,98 0,2309 1,14
3 21,6000 0,2499 1,15 0,2909 1,35
MetalEcuación de
la recta
Coeficiente de
correlación lineal
de Pearson
Límite de
Detección
(mg/L)
Límite de
Cuantificación
(mg/L)
Sensibilidad
Instrumental
(mg/L)
PbY = 0,0083x
+ 0,0034r= 0,9994 0,0362 0,1205 0,0073
Tabla 1. Parámetros de mérito analítico en la determinación de
plomo por FAAS.
Tabla 3. Estudio de recuperación en la determinación de plomo en
solución acuosa previo proceso de biosorción y su determinación por
FAAS
Metal MuestraFortificación
(mg/L)
ConcentraciónRecuperación
(%)Teórica
(mg/L)
Experimental
(mg/L)
Pb+2
1 1,0 10,621 10,600 99,80
2 5,0 14,621 14,986 102,49
3 10,0 19,621 20,013 102,00
%T
1/cmTabla 2. Estudio de precisión en la determinación de plomo por la
técnica FAAS.
Moringa oleifera
Materia Prima:
Semillas verdes.
TRATAMIENTO DE MUESTRA
Descascarillado de la semilla
Lavado+ secado 80°C 24 h
pulverizado + tamizado
CONTAMINAR
50 mg biosorbente
+
45 mL Pb(NO3)2 50 mg/L
Agitación 300 rpm a 25 ºC
10 min, 20 min, 30 min
ANALIZAR POR ESPECTROMETRÍA DE
ABSORCIÓN ATÓMICA
Cuantificar y Establecer Parámetros
CARACTERIZACIÓN POR FTIR
Bl M1 M2 M3
Filtrado
Muestra los espectros FT-IR para las semillas de Moringa oleifera que
verifican la presencia de muchos grupos funcionales, lo que indica la
naturaleza compleja de este material. El ancho de banda centrada a 3420
cm-1 se puede atribuir al estiramiento de los enlaces OH presentes en las
proteínas, ácidos grasos, carbohidratos y unidades de lignina. Debido al alto
contenido de proteína presente en la semilla también hay una contribución
en esta región de NH estiramiento del enlace amida. Las bandas presentes
en 2923 cm-1 y 2852 cm-1, respectivamente, corresponden a asimétrica y
simétrica estiramiento del enlace CH del grupo CH2. Debido a la alta
intensidad de estas bandas es posible asignar a la componente
predominantemente en lípidos de la semilla, que está presente en una alta
proporción similar a la de la proteína. En la región de 1800-1500 cm-1 se
observan una serie de bandas superpuestas y entre 1750 y 1630 cm-1 esto
se puede atribuir a C=O estiramiento. El componente de carbonilo que
aparece debido a la presencia de los lípidos se puede considerar en 1740 y
1715 cm-1, como se puede observar en los espectros infrarrojos como
pequeños picos, y los hombros que forman parte de la banda principal que
aparece en 1658 cm-1 se atribuyen a las amidas carbonilo presentes en la
porción de proteína. El pico observado a 1587 cm-1 se puede atribuir al
estiramiento conexión CN y también la deformación del enlace NH presentes
en las proteínas de semillas.
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
70,00
80,00
90,00
0 5 10 15 20 25 30 35
% R
em
oci
ón
de
Plo
mo
(II)
t (min)
FIGURA 1. Espectro FT-IR de la semilla verde de Moringa
oleifera.
FIGURA 2. Porcentaje de Remoción en función del tiempo de
contacto.
FIGURA 3. Capacidad de adsorción de la biomasa en función
del tiempo
3.2. ESTUDIO DE BIOSORCIÓN