Estudio de biosorción por plantas macrófitas Schoenoplectus californicus (Totora) y Phragmites australis (Carrizo) para disminuir la concentración de iones metálicos en el río Pallina (Viacha)

Abstract

Las actividades industriales, mineras y el crecimiento poblacional generan contaminación al medio ambiente, en los últimos años el recurso hídrico fue contaminado con la presencia de contaminantes orgánicos y metales que generan problemas a la salud, siendo necesario buscar tecnologías innovadoras mediante residuos orgánicos y de bajo costo. El objetivo del presente proyecto fue estudiar el proceso de biosorción de iones metálicos identificados utilizando como biosorbentes totora (Schoenoplectus californicus) y carrizo (Phragmites australis). El lugar de estudio fue el río Pallina perteneciente a la cuenca Katari, atravesando el municipio de Viacha y desembocando sus aguas a la bahía de Cohana. Primeramente en este estudio se caracterizó fisicoquímicamente el agua de río Pallina en ambas temporadas del año determinando in situ pH básico entre 7 y 8, temperatura de 18ºC y oxígeno disuelto (OD) de 21%, para tener un punto de vista extenso se recolectaron informes proporcionados por el Ministerio de Medio Ambiente y Aguas (MMAyA). Los datos recolectados determinaron concentraciones de hierro (Fe+2) de 1 – 20 ppm, priorizándolo como metal en estudio, y concentraciones de manganeso (Mn+2) de 1 – 3 ppm, ambos por encima de los límites establecidos en la ley 1333. Los biosorbentes totora y carrizo se caracterizaron por Difracción de Rayos X (DRX) y fueron lavados con solución básica para eliminar impurezas y/o modificar sitios de adsorción. Las pruebas de biosorción se desarrollaron a escala laboratorio usando soluciones sintéticas, se estudiaron efecto del pH, dosis de biomasa, tiempo de contacto, y tamaño de partícula. La cinética del proceso con los biosorbentes carrizo y totora revelan un modelo pseudo segundo orden suponiendo mecanismo de quimisorción y se adaptan al modelo de isoterma de Langmuir con la formación monocapa en la superficie, el biosorbente totora tiene una capacidad máxima de adsorción de 7,8 mgFe+2/por gramo mientras que el biosorbente carrizo reporta una capacidad máxima de adsorción de 2,9 mgFe+2/por gramo en soluciones sintéticas. Finalmente se concluye que el biosorbente totora con una capacidad máxima de adsorción de 0,12 mgFe+2/por gramo utilizando agua del río Pallina alcanzó un porcentaje de remoción de Fe+2 entre 40-50% y un porcentaje de remoción de Mn+2 entre 10-20%, considerándolo como mejor material de sorción en comparación con el carrizo que alcanzó una capacidad de adsorción de 0,076 mg Fe+2/por gramo y de 0,021 mgMn+2/por gramo.