Bioadsorbentes no convencionales empleados en la remoción de metales pesados. Revisión

  • Sara Duany-Timosthe Facultad de Ingeniería Química y Agronomía, Universidad de Oriente. Cuba
  • Telvia Arias-Lafargue Facultad de Ingeniería Química y Agronomía, Universidad de Oriente. Cuba https://orcid.org/0000-0003-2610-1451
  • Taimi Bessy-Horruitiner Facultad de Ingeniería Química y Agronomía, Universidad de Oriente. Cuba https://orcid.org/0000-0001-7595-5547
  • Dunia Rodríguez-Heredia Facultad de Ingeniería Química y Agronomía, Universidad de Oriente. Cuba https://orcid.org/0000-0003-4676-7314
Palabras clave: adsorbente; adsorción; contaminación; metales pesados; ecosistemas.

Resumen

Actualmente uno de los principales problemas medioambientales es la existencia de contaminantes en los cuerpos de agua debido a la emisión de efluentes contaminados principalmente por metales pesados. Estos compuestos se caracterizan por ser persistentes y no biodegradables, de ahí la importancia de su eliminación. La parte interior de la bahía de Santiago de Cuba es la más contaminada debido a las características hidrogeográficas que presenta. En este estudio se revisaron trabajos investigativos relacionados con los bioadsorbentes no convencionales empleados a nivel mundial para la mitigación de metales pesados, los cuales poseen ventajas sobre los convencionales por estar altamente disponibles, ser de bajo costos y degradables. De la revisión bibliográfica se pudo comprobar que entre los métodos no convencionales se encuentran la aplicación de biopolímeros, la biorremediación y el uso de residuos agroindustriales. Se enfocó la búsqueda en los residuos agroindustriales por ser los más abundantes en nuestras condiciones. De los empleados con mayores tendencias están las cáscaras de yuca, de plátano, de cítricos, la borra de café, cáscara de huevo y la caña de azúcar. El presente trabajo tiene como objetivo presentar una revisión de los principales bioadsorbentes de bajo costos más empleados a nivel mundial en la mitigación de los metales pesados, de ahí la selección del más factible para su uso en las aguas de la bahía de Santiago de Cuba en las condiciones actuales.

Citas

1. ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD (OMS), 2011. Adverse health effects of heavy metals in children. Recuperado de https://www.who.int/ceh/capacity/ heavy_metals.pdf [consultado 25 de febrero 2021].
2. NAVA. C-RUIZ, Y M. MÉNDEZ-ARMENTA. “Efectos neurotóxicos de metales pesados (cadmio, plomo, arsénico y talio)”. Arch. Neurocienc., 6(3), pp. 140-147, julio-septiembre 2011. [Consultado 25 de febrero 2021]. Disponible en https://www.medigraphic.com/pdfs/arcneu/ane-2011/ane113f.pdf.
3. B. ROIG MARINO, Evaluación de las tecnologías de tratamiento de aguas subterráneas contaminadas con Cromo. Trabajo final de carrera. Universidad Politécnica de Catalunya, 2006.
4. VALLADARES M G; VALERIO C; DE LA CRUZ P; MELGOZA R M. Adsorbentes no-convencionales, alternativas sustentables para el tratamiento de aguas residuales. Revista Ingenierías Universidad de Medellín, 16(31) p. 55-73. Colombia. 2016. ISSN 1692 – 3324
5. MERMA. V. Remoción de mercurio a través de la bioadsorción con biomasas vaina de frijol (Phaseolus vulgaris) y tara (Caesalpinia spinosa) en soluciones acuosas. Tesis presentada para optar el título de Ingeniero ambiental. Universidad peruana Unión. Facultad de Ingeniería y Arquitectura. Escuela Profesional de Ingeniería Ambiental. Juliaca. Perú.2018
6. TEJADA, C., VILLABONA, Á., & GARCÉS, L. Adsorción de metales pesados en aguas residuales usando materiales de origen biológico. Tecno Lógicas, 2015. 18(34), p109–123. ISSN 0123-7799.
7. SALA, L. Biosorción para la eliminación de metales pesados en aguas de desecho. In Anales de la Real Sociedad Española de Química. p 114-120. 106(2). 2010. ISSN-e 1575-3417.
8. VERDUGO, J. Bioadsorción de iones de plomo y cromo procedentes de aguas residuales utilizando la cáscara de la mandarina (citrus reticuata). Trabajo de titulación previo al título de Ingeniero Ambiental. Universidad politécnica Saleciana. Cuenca. Ecuador. 2017.
9. VERA L, UGUÑA M., GARCÍA N, FLORES M, VÁZQUEZ V. Eliminación de los metales pesados de las aguas residuales mineras utilizando el bagazo de caña como biosorbente. Centro de Estudios Ambientales de la Universidad de Cuenca, Ecuador. Facultad de Química de la Universidad de Cuenca, Ecuador. AFINIDAD LXXIII, 2016. 73(573) p 43-49. ISSN 2339-9686.
10. KURNIAWAN, T., Low-cost adsorbents for heavy metals uptake from contaminated water. Journal of hazardous materials, 2003. 97(1-3) p 219-243. ISSN 0304-3894.
11. YING C. P. Biosorption of copper (II) and chromium (VI) onto activated sludge: isotherms and kinetic models. Thesis submitted in fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science. Universiti Sains Malaysia. 2007.
12. TORRES. CH GIANLUIGGI R. “Uso de borra de café como bioadsorbente para la remoción de cadmio y plomo disuelto en el agua del río Añasmayo. Sector La Perla- Huaral. Facultad de ingeniería escuela profesional de ingeniería ambiental. Tesis para obtener el título profesional de ingeniero ambiental. Lima. Perú. 2018.
13. CASTRO B. Uso de la cáscara de Banano (Musa Paradisiaca) maduro deshidratada (seca) como proceso de bioadsorción para la retención de metales pesados, plomo y cromo en aguas contaminadas. Trabajo de titulación previo a la obtención del título de Magister en impactos ambientales Universidad de Guayaquil, Ecuador. 2015.
14. ALBIS, A. Remoción de plomo de soluciones acuosas usando cáscara de yuca modificada con ácido cítrico. Avances Investigación En Ingeniería.2016, 13(1). P1-11. ISSN 1562-3297
15. ESTUPIÑAN V. Evaluación de la vaina de frijol como material adsorbente en un sistema que opera en modo semibatch para la remoción de cadmio (cd+2) presente en soluciones acuosas. Anteproyecto de Trabajo de Grado para optar al título de Ingeniero Ambiental. Universidad Libre. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Ambiental. Bogotá. 2014
16. PINTADO K. Comparación de la biosorción y desorción de metales pesados mediante el uso de marlo de maíz (zea mays) en aguas contaminadas. Trabajo de titulación previo a la obtención del título de Ingeniera en Biotecnología de los recursos naturales. Ecuador. 2018.
17. MESIAS A. Aplicación de Cascara de Huevo Calcinada para la Remoción de metales pesados en soluciones acuosas. Trabajo de investigación para aspirar al grado académico de Bachiller en Ingeniería ambiental. Lima, Perú. 2019.
18. PINZÓN M, et al y MARTÍNEZ y col. Caracterización de la cáscara de naranja para su uso como material bioadsorbente.” Trabajo de investigación. Revista de la Facultad de Ciencias Básicas.2012, 6(1), pp. 1-23. ISSN: 0120-4211.
19. VERDUGO JOSÉ. Bioadsorción de iones de plomo y cromo procedentes de aguas residuales utilizando la cáscara de la mandarina (citrus reticuata. Var Clementina). Trabajo de titulación previo a la obtención del título de Ingeniero ambiental. Universidad Politécnica Salesiana Sede Cuenca. 2017.
20. HODELÍN, R. Bioadsorción de cromo (VI) y plomo (II) por biomasas de Kluyveromyces marxianus y cáscara del fruto Tamarindus indica. Tesis en opción al título de Máster en Biotecnología. Mención Ambiental. Santiago de Cuba. Cuba. 2020.
21. GONZALES, A. Influencia de la velocidad de agitación y la temperatura sobre la adsorción de plomo (Pb) y zinc (Zn) con cáscara de plátano (Musa Sapientum), en las aguas residuales de laboratorios de análisis químico. Tesis de investigación para optar el título profesional de Ingeniero Metalurgista. Perú. 2016.
22. FERNÁNDEZ, A. F., & SÁNCHEZ, E. Estudio de las propiedades fisicoquímicas y calidad nutricional en distintas variedades de frijol consumidas en México. Nova Scientia, 2017. 9(1) p133–148. ISSN 2007-0705
23. AHUMADA N. SEVERICHE J. Implementación de un Tratamiento Alternativo para la Remoción de Fósforo Y Nitrógeno en Aguas Residuales Mediante Absorbentes a Base de Semillas y Tallos de Moringa Oleífera Lam. Trabajo de investigación presentado para obtener el título de Ingeniero Ambiental. Barranquilla. Colombia. 2018
24. MARMANILLO V, TABOADA H. Evaluación de la adsorción de cobre (II) con cáscara de huevo de las aguas de relave minero. Tesis presentada para optar el título profesional de Ingeniero químico ambiental. Huancayo – Perú. 2019
25. MUÑOZ J C. Biosorción de plomo (II) por cáscara de naranja “citrus cinensis” pretratada. Tesis para optar el Título Profesional de Químico. Lima. Perú.2007.
26. VARGAS K, Biosorption of heavy metals in polluted water, using different waste fruit cortex. Phys Chem Earth, Parts A/B/C. 2012. 37(39) p26-29.ISSN 14747065.
27. NAJAM, R. y ANDRABI, S. M. Removal of Cu(II), Zn(II) and Cd(II) ions from aqueous solutions by adsorption on walnut shell-Equilibrium and thermodynamic studies: treatment of effluents from electroplating industry. Desalin Water Treat. Desalination and Water Treatment, 2016. 57(56) p 27363-27373. ISSN 19443986.
28. TEJADA TR, C. VILLAVONA – ORTIZ, A.; MARIMÓN, W. Bioadsorción de Cr VI en aguas usando lignocelulósicos modificado. 2014. Revista Educación en Ingeniería. 2014, 9 (17), pp. 86-97. ISSN 1900-8260.
29. MONTES, E. J. Estudio de adsorción de ácido rojo 114 y básico azul 3 sobre tallo de girasol. Trabajo de Grado para optar al título de Ingeniero Ambiental. Universidad Libre. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Ambiental. Bogotá. 2014.
30. ROMERO V. Materiales polímeros provenientes de residuos vegetales, usados en síntesis de adsorbentes para la remoción de iones metálicos y colorantes presentes en aguas residuales. Tesis para obtener el título de Maestro en Ciencias de los Materiales. Universidad autónoma del estado de Hidalgo. México. 2017.
31. FERNANDEZ M, et.al. Remoción de metales pesados desde efluentes mineros, mediante cáscaras de frutas. Aibi, Revista de investigación, administración e ingeniería. 2020. 8 (1), p 21-28. ISSN 2346-030X
32. PACHECO, et. al. Cinética de la bioadsorción de iones cadmio (II) y plomo (II) de soluciones acuosas por biomasa residual de café (Coffea arabica L.) Revista de la Sociedad Química del Perú. 2010. 76(3) p.279-292. ISSN 1810-634X
33. LAGOS, L. K. Bioadsorción de cromo con borra de café en efluentes de una industria curtiembre local. Tesis de Licenciatura. Pontificia Universidad Católica del Perú. 2016
34. CARVAJAL, E. Modelo de sorción para la remoción de cobre y plomo de lixiviados de rellenos sanitarios. Tesis presentada como requisito parcial para optar al título de: Doctora en Ingeniería de Recursos Hidráulicos. Medellín, Colombia. 2019
35. PEÑARANDA L, S. P. MONTENEGRO, AND P. A.GIRALDO, “Exploitation of agroindustrial waste in Colombia, Revista Investigación Agraria y Ambiental. 2018, 8 (2), pp. 141–150. ISNN 2145-6097
36. GÓMEZ, V.; VELASQUEZ, J, y QUINATANA, G. Lignina como adsorbente de metales pesados. Revista Investigaciones Aplicadas. 2013. 7 (2), pp. 74–87.
37. PEÑA D; Remoción del Cadmio por Musa Cavendishii, L. Tesis para obtener el grado de Licenciatura en Ciencias Ambientales. Universidad Autónoma del Estado de México. 2016.
38. MITTAL, ALOK, MEENU TEOTIA, R. K. SONI, y JYOTI MITTAL. Applications of egg shell and egg shell membrane as adsorbents: A review. Journal of Molecular Liquids 2016. 223 p. 376-387. ISSN 0167-7322
39. SALAZAR. D; RODRÍGUEZ L. Desarrollo y evaluación de un material adsorbente a partir de residuos orgánicos para la adsorción de Cu+2 en soluciones sintéticas. Tesis para optar el Título profesional de Ingeniero de Materiales. Arequipa-Perú. 2017
40. PETTINATO, M., S. CHAKRABORTY, HASSAN A. ARAFAT, Y V. CALABRO’. Eggshell: A green adsorbent for heavy metal removal in an MBR system. Ecotoxicology and Environmental Safety 2015. 121 p57-62.ISSN 0147-6513.
41. AGUILAR. J. “Eficiencia de la cáscara de naranja pulverizada con la piedra Alumbre en el tratamiento de aguas residuales domésticas del distrito de Puente Piedra. Trabajo de investigación para obtener el grado académico de Bachiller en Ingeniería Ambiental. Lima. Perú. 2019.
42. RODRÍGUEZ, A. C., CAMPOS-ROSARIO, A. M. Y PÉREZ-FLORES, A. Obtención y caracterización de materiales adsorbentes a partir de cascarilla de arroz. Revista Mutis. 2019 9(1) p 29-39. ISSN 2256-1498.
43. LLAMUCA. J. Evaluación de la actividad biosorbente de la cáscara de naranja y espiga de arroz para la remoción de mercurio inorgánico en solución acuosa”. Proyecto de Investigación para optar por el título de Ingeniero en Biotecnología Ambiental. Ecuador. 2018.
44. CARDONA, CABAÑAS y CEPEDA. Evaluación del poder biosorbente de cáscara de naranja para la eliminación de metales pesados, Pb (II) y Zn (II). Ingeniería, 2013, 17 (1) p. 1-9. ISSN 1665-529X.
45. VILLANUEVA. C, TAPIA N. Bioadsorción de Cu (II) por biomasas que contienen pectina. Revista Peruana de Química e Ingeniería Química, 2005, 8(1) p.11-15.ISSN 1726 2208
46. MUÑOZ CARPIO. Biosorción de plomo (II) por cáscara de naranja “citrus cinensis” pretratada. Tesis para optar el Título Profesional de Químico. Lima. Perú. 2007
47. CARRILLO et al. Adsorción de Cromo y Arsénico en Óxidos. Revista Científica de la Universidad Autónoma de Coahuila, 2014. 6(12). p 1-4. ISSN 2007-2627
48. VERGARA et al. Bioadsorción de iones plomo y cromo procedentes de aguas residuales utilizando la cáscara de la mandarina (Citrus reticuata). Trabajo de titulación previo a la obtención del título de Ingeniero Ambiental. Cuenca. 2017.
49. TEJADA TOVAR et al., Remoción de cromo hexavalente sobre residuos de cacao pretratados químicamente. Revista U.D.C.A Actualidad & Divulgación Científica. 2017, 20(1), p139–147. ISSN 0123-4226.
50. RONDÓN M; ET AL. Empleo de semillas de Moringa oleífera en el tratamiento de residuales líquidos. Revista Ingeniería Hidráulica y Ambiental, 2017. 28(2), p.87-101. ISSN 1680-0338.
51. QUISPE J, ONOFRE E. Investigación para controlar en las aguas residuales industriales la contaminación con cromo, usando cáscara de huevo calcinado, en soluciones sintéticas y posterior aplicación a las aguas contaminadas reales. Tesis. Universidad César Vallejo, p13-17. Arequipa. Perú.2018.
52. ACOSTA y COL. Bioadsorción de Cr (VI) por la cáscara de mamey. Avances en Ciencias e Ingeniería; 2012. 3(2), p. 1 -9. ISSN 0718-8706.
53. CALZADO, et al. Determinación de la capacidad de adsorción de cromo (VI) por biomasa. Revista Cubana de Química. 2014, 26(3), p 215-224. ISSN 2224-5421
54. ROMERO & E, Bioadsorción de Pb y Cr mediante la utilización de Cáscara de Naranja (Citrus sinensis) molida, Tesis de Licenciatura. Machala. 2014.
55. MARTÍNEZ et al. Remoción de cromo (VI) en solución por la cáscara de naranja (Citrus sinensis) Osbeck 2012; Revista Académica de investigación; 2012. 9, p1-16.
56. TEJADA et al. Aprovechamiento de Cáscaras de Yuca y Ñame para el Tratamiento de Aguas Residuales Contaminadas con Pb (II). Información Tecnológica, 2016. 27(1), p 09-20. ISSN 0718-0764.
57. LARA et al. Adsorción de plomo y cadmio en sistema continuo de lecho fijo sobre residuos de cacao. Revisión. Revista ION. 2016; 29(2) p113-124. Bucaramanga (Colombia). ISSN 0120-100X
Publicado
2022-01-05
Cómo citar
Duany-TimostheS., Arias-LafargueT., Bessy-HorruitinerT., & Rodríguez-HerediaD. (2022). Bioadsorbentes no convencionales empleados en la remoción de metales pesados. Revisión. Tecnologí­a Química, 42(1), 94-113. Recuperado a partir de https://tecnologiaquimica.uo.edu.cu/index.php/tq/article/view/5226
Sección
Artículos

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