Estudio de la viabilidad del compost para remover Cr(VI)de soluciones acuosas

Abstract

En este estudio se evaluó la viabilidad de usar compost como sistema remediador de Cr(VI) de soluciones acuosas. Para ello usó como adsorbente compost obtenido a partir de la estabilización de residuos de clavel, lográndose un mayor porcentaje de remoción del metal cuando el proceso se lleva a cabo en las siguientes condiciones: pH 2,0, una dosis de adsorbente de 10 g/L, agitación tipo circular durante un periodo de 3 horas en un intervalo de concentraciones iniciales de Cr(VI) de 3 a 200 mg/L. Se construyó la isoterma de adsorción en las condiciones anteriormente mencionadas, encontrándose un mejor ajuste al modelo lineal de Langmuir y una máxima capacidad de adsorción de 6,25 mg Cr(VI)/g de compost. Este valor es comparable con lo reportado para otros bioadsorbentes. Una vez llevado a cabo el proceso de remoción de Cr(VI), el compost cargado con el metal se analizó mediante FT-IR (Infrarrojo con transformada de Fourier) y se cuantificaron los grupos funcionales ácidos, los resultados de estos análisis evidenciaron que los sitios preferenciales para la adsorción de Cr(VI) son los grupos funcionales oxigenados. Además, mediante seguimiento cinético del proceso se demostró que es posible describir la remoción del metal por el mecanismo de adsorción acoplada a la reducción. Con el objetivo de proponer una posible disposición final para el compost una vez llevado a cabo el proceso de remoción de Cr(VI), se evaluó la toxicidad del compost cargado con el metal mediante una extracción TCLP (Toxicity Characteristic Leaching Procedure) obteniéndose que el residuo no es tóxico y por tanto no necesita una disposición especial. Sin embargo, se determinó que no es posible usar este residuo como enmienda orgánica según las normatividades nacionales e internacionales debido al alto contenido de Cromo. A pesar de ello, mediante extracciones secuenciales de Tessier, se demostró que tan solo el 3,6 % del cromo retenido en el material es biodisponible, presentando un bajo potencial tóxico y además mediante la realización de bioensayos se determinó que este residuo no es fitotóxico para el modelo biológico usado. Lo anterior demuestra que la metodología de remediación desarrollada en la presente investigación mediante el uso de compost generado a partir de residuos de clavel para la remoción de Cr(VI), es útil, ya que se encontró una capacidad de adsorción similar con bioadsorbentes en las condiciones de trabajo encontradas. Además, se concluyó que una vez llevado a cabo el proceso de remoción, el residuo no es tóxico y a pesar del alto contenido de Cromo, el riesgo de contaminación es bajo debido a que el porcentaje del metal biodisponible es bajo. / Abstract. The removal of Cr(VI) from aqueous solutions was studied using a compost generated from carnation flowers waste. The highest percentage of removal achieved (~99 %) was obtained at pH 2.0, a dose of 10 g/L of compost, and with an equilibrium time of 3 hours. Under these conditions, the kinetics and adsorption isotherm were examined varying the initial Cr(VI) concentration from 15 to 200 mg/L. The maximum sorption capacity at equilibrium, from the Langmuir model, was found to be 6.25 mg Cr(VI)/g compost. The evaluation of functional groups in the compost, before and after the Cr(VI) removal, was made using FT-IR and acid groups quantification. The results showed that the Cr(VI) preferential adsorption sites are oxygenated groups. The kinetic monitoring at pH 2.0 showed a second order kinetics and that the process mechanism can be modeled by the “adsorption-coupled reduction” mechanism. In order to found a possible final disposal of the compost with Cr(VI) a Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) was performed. The results showed that the waste residue is not toxic and it does not need a special disposal. The characterization results for the compost was compared with national and international policy for organic amendment which showed that the residue meets all parameters, except for the high chromium concentration. Nevertheless, Tessier sequential extraction procedures demonstrated that only 3.6% of chromium is bioavailable thus presenting a low toxicity potential. Bioassays showed that the waste is not phytotoxic for the biological model used. The results of this study suggest that the carnation flower waste compost can be used as a remediation system for water contaminated with Cr(VI). Also, it was shown that the compost with Cr(VI) is not toxic and the risk of contamination is low