el metales cinc no es altamente toxico, por considerarse un elemento esencial para animales y humanos, por regular funcionamiento de sistemas enzimáticos, sin embargo se han encontrado efectos adversos en la morfología de peces. Por otro lado, la toxicidad de cadmio es ampliamente conocida por la destrucción de sitios enzimáticos activos y alteraciones del sistema nervioso en seres humanos, incluso a bajas concentraciones. por eso surge como alternativa la ultilizacio bacterias, hongos, algas por su capacidad de biosorción capaces de secuestrar o intercambiar iones metálicos en los cuales los centros atrayentes de cationes que son los grupos funcionales amino, hidroxilo, carboxilato, fosfato, sulfhidrilos,entre otros. conocidos por su potencial núcleofilo.
el alga reticulada presente una máxima capacidad de adsorción a un pH menor que el alga no reticulada, Las condiciones de trabajo requerían de un pH ácido para facilitar la conversión del quitosano a polielectrolito y hacerlo mas soluble al ser un compuesto soluble, aseguraba la formación de los complejos organometálicos que sirve cono catalizadores de iones finalmente vemos como los microorganismos a través de su procesos metabólicos contribuyen al control del medio ambiente y la no alteración del mismo,controlando así lo que se quiera producir o catalizar.
El cinc y el cadmio aunque son agentes de fuentes naturales, son metales altamente tóxicos para el ser humano, especies animales terrestres y acuáticos; y por la absorción de los vegetales por aguas contaminadas de los mismos. Tomando en cuenta que el consumo en pequeñas concentraciones no pueden ser tóxicos. Por ejemplo: El cinc, el cual es necesario para los seres vivos por ser una fuente nutrición, es variable el nivel de toxicidad en las aguas y varian el ecosistema acuático como en los peces, produciendo carcinomas, y en el Cadmio por causar daños al sistema nervioso central. Los Biosorbentes, los cuales son microorganismos que, bien solos o junto con un sustrato son capaces de extraer y/o concentrar determinadas moléculas al retenerlas selectivamente, trabajan mediante la Bioacumulación, que consiste el aumento en la concentración de un compuesto químico estable, como el de un metal pesado, a partir de su introducción en un entorno natural. Si no existen agentes capaces de biodegradarlo, la concentración del compuesto aumenta a su paso por la cadena alimenticia, de ahí que los organismos superiores estén más expuestos a sus efectos tóxicos. Sin embargo, este fenómeno puede resultar útil para eliminar metales pesados de las aguas residuales, y para la biorremediación. De esta manera se ésta haciendo frente a las grande contaminaciones de aquellas empresas industriales que desechan estos químicos al igual que muchos más; con el uso de biomasas debido al potencial de compuestos orgánicos capaces de secuestrar y/o intercambiar iones metálicos, entre ellos se destacan: polialginatos, péptidoglucanos, polisacáridos, glicoproteínas, fucanoides, compuestos heterocíclicos, flavonoides,en los cuales los centros atrayentes de cationes son los grupos funcionales amino, hidroxilo, carboxilato, fosfato, sulfhidrilos…
El pH representa una fuerte influencia en el proceso de biosorción, aunque existen muchas interrogantes en los estudios sobre el catión metálico y la superficie activa del biosorbente. La efectividad de estudio en cuanto a la utilización del pH en la adsorción de metales pesados implementando el cinc y el cadmio, nos demuestra que todo depende de la masa y volumen del mismo, ya que a mayor de ellos, mayor es la cantidad de carga de iones debido a la acidez también depende de la sensibilidad del adsorbente y por su habilidad en la formación de complejos de coordinación para su estabilización.
Los metales pesados como en cinc y el cadmio son peligrosos porque tienden a bioacumularse, lo que representa un aumento en la concentración de un producto químico en un organismo biológico en un cierto plazo. El pH es un factor esencial. La mayoría de los metales tienden a estar más disponibles a pH ácido, El pH tiene un importante efecto sobre la materia orgánica. Los fenómenos de biosorción se caracterizan por la retención del metal mediante una interacción físicoquímica del metal con ligandos pertenecientes a la superficie celular. Esta interacción se produce con grupos funcionales expuestos hacia el exterior celular pertenecientes a partes de moléculas componentes de las paredes celulares. Pruebas Efecto del pH en cationes divalentes.y el Efecto del pH en la superficie del biosorbente. Dan como resultado que la superioridad del ion cadmio frente al ion cinc como adsorbato la cual posee una gran masa involucra tener un volumen adecuado que genera una eficiente separación de cargas dentro del ion metálico, la heterogeneidad en la diferencia de adsorción de los cationes el efecto del pH y la química acuosa del ion metálico, que a mayor número de ligandos rodeando un catión metálico, mayor será su radio iónico y volumen, influye en las características fisicoquímicas del adsorbentes y el estudio del pH óptimo de la biosorción y la temperatura adecuada. - La bioremediación por biosorción es útil en la eliminación de metales, contenidos en efluentes mineros, por ser una técnica limpia y económicamente favorable. – El biopolímero quitosano es un adsorbente natural proveniente de los desechos industriales, adecuado para su uso en biosorción metálica. El quitosano en particular se obtiene de la quitina, biopolímero más abundante después de la celulosa, tiene la funcionalidad de conferir la capacidad de absorber bajo condiciones predeterminadas, especies metálicas diversas.
Foro 1 Participante: Ing. Rumaris Flores C.I: 18.321.275 Lectura: 1 Elucidación del Efecto del PH en la Adsorción de Materiales Pesados mediante Biopolimeros Naturales: Cationes Divalentes y Superficies Activas. En la última década, la biosorcion, ha surgido como solución tentativa ante la contaminación latente por metales pesados. Biomasa inerte ha sido utilizada con éxito en la eliminación de metales tóxicos y de alta ley de soluciones acuosas, incluyendo bacterias, hongos, algas y plantas mayores. Dichos biosorbentes usados son de bajo costo, ambientalmente benignos y exhiben cierta selectividad por los metales pesados antes las demás especies iónicas. La capacidad de biosorcion de estas biomasas se debe a la potencial cantidad de compuestos orgánicos capaces de secuestrar o intercambiar iones metálicos, entre las cuales destacan, polialginatos, peptidoglucanos, polisacáridos, glicoproteínas, fucanoides, compuestos heterocíclicos, flavonoides, etc. El efecto del pH ha sido ampliamente estudiado para varios sistemas, reconociendo su fuerte influencia en el proceso de biosorcion. Para tal efecto se propuso como objetivo de este trabajo, el evaluar diversos biosorbentes con diferentes grupos funcionales activos ante dos diferentes iones metálicos divalentes para analizar el rol del pH que condiciona la eficiente interacción entre el catión metálico y la superficie polar y cargada del adsorbente. La química acuosa del ion metalico es el rol más importante que desempeña el pH en la adsorción de iones metálicos. Esta tecnología permite transferir características entre distintos organismos por muy distanciados que este evolutivamente hablando, saltando todas las barreras evolutivas posibles. El método más extendido en esta técnica se emplea para descontaminar lugares afectados por diferentes elementos como son metales pesados, materiales organicos y radionucleoides gracias a la gran variedad de especies y áreas en las que pueden actuar la fitorremediacion. El proceso de absorción, por ejemplo de metales pesados, es bastante lento, por lo que no seria útil para una remediación rápida del problema. Seria más propia para una remediación a medio plazo.
Continuacion de la Lectura N° 1: Primeramente muchos metales desempeñan un papel especifico como microelementos para el desarrollo de determinadas funciones vitales en los seres vivos. Estos metales, participan como componentes de algunas enzimas, proteínas estructurales y pigmentos, así como en el mantenimiento del balance iónico y potencial de las células. Los microorganismos procariotas han coexistido con los metales pesados desde los comienzos de la vida. Para ello han desarrollado diferentes adaptaciones para poder vivir en gran variedad de ambientes con altas concentraciones metales. Los mecanismos implicados en este proceso son principalmente reacción red-OX, precipitación, o la bioacumulacion y bioabsorcion de metales por parte de las bacterias. Los metales pesados como uranio, cadmio y mercurio no son biodegradables, pero las bacterias pueden concentrarlos de tal manera de aislarlos para que sean eliminados más fácilmente. Estas características también pueden lograrse por ingeniería genética. Los resultados, muestran un fuerte efecto del pH en la química acuosa del catión metalico dominada por aquo e hidroxocomplejos, la cual es condicionada por la propia acidez del catión. Los grupos funcionales presentes en la superficie del adsorbente característicos de los biopolimeros también están sujetos al efecto del pH debido a la competencia con iones intercambiables (H3O) por los centros activos ionizables. La adsorción de metales pesados por biopolimeros es fuertemente influenciada por el pH del medio, dicho efecto es a nivel de a disponibilidad de iones metalicos en su forma adsorbible en solución y a nivel de la actividad de grupos funcionales potenciales centros de adsorción en la superficie del adsorbente. Se evaluaron ambos efectos por separado, usando dos cationes divalentes y diversos biosorbentes. El efecto del pH en el proceso de biosorcion de metales pesados es evaluado desde dos puntos de vista: en el ion metálico, mediante el uso de cationes divalentes y en la superficie del adsorbente, mediante el uso de diversos biopolimetros naturales en la biosorcion de un mismo metal.
Foro 1 Lectura: 2 Extraccion, Identificacion y Caracterizacion de Quitosano del Micelio de ASPERGILLUS NIGER y sus Aplicaciones como Material Bioadsorbente en el Tratamiento de Aguas. Con el pasar del tiempo las actividades desarrollados por el hombre han generado en el medio ambiente impactos ambientales negativos afectando considerablemente los ecosistemas terrestres y acuíferos debido a los otros contenidos de desechos químicos a diario son vertidos en ellos, por industrias y agricultores superando de esta manera los limites permitidos, por la naturaleza. Es por este razón que se ha generado preocupación en la sociedad de científicos, al observar los altos % de producción acumulada en el ambiente llevándolos de esta manera a estudiar y a desarrollar técnicas de biotecnología tales como: biocumulacion o también llamadas fitorremediacion y la biosorcion, con la finalidad de poder eliminar de forma económica y eficaz los metales pesados o productos químicos tales como: cadmio, cromo, plomo, cobre, zinc entre otros, los cuales a su vez causan efectos adversos en la salud de los seres vivos que están expuestos a ellos. Gracias a la tecnología y a los estudios realizados por la comunidad científica se ha logrado desarrollar investigaciones a plantas cuyas propiedades físicas y químicas desempeñan un papel importante en la aplicación de las técnicas para la eliminación de los metales pesados presentes en las aguas. Existen hasta 400 plantas que tienen distintos grados de eficiencia en la acumulación de sustancias toxicas y se espera que aumenten en numero y utilización para la descontaminación de aguas y suelos. También existen plantas que lo hacen naturalmente.
Si bien hoy en día se están estudiando y aplicando nuevas tecnologías en las áreas químicas, físicas y biológicas que cumplan con las premisas de bajo costo y de cero impacto en todos los ámbitos, a fin de obtener importantes avances en la purificación de las aguas motivado al avance de la contaminación del área industria sobre todo en lo que se refiere a los metales pesados como el plomo, cadmio, zinc entre otros. Considerando el desarrollo de las lecturas y los procesos de purificación incorporando elementos que optimicen las operaciones y costos que es el objeto primordial de las mismas, es importante destacar que el pH, el tiempo y el gradiente de velocidad son factores que promueven la floculación - coagulación como producto de la desestabilización electroestática e intercambio de iones, que incorporando nuevos bioelementos para se produzca una biosorcion de metales pesados presentes en el agua. En el caso del pH y su actuación con los metales pesados Es un factor esencial. La mayoría de los metales tienden a estar más disponibles a pH ácido, El pH tiene un importante efecto sobre la materia orgánica y es un parámetro importante para definir la movilidad del catión, debido a que en medios de pH moderadamente alto se produce la precipitación como hidróxidos. En medios muy alcalinos, pueden nuevamente pasar a la solución como hidroxicomplejos. Si el pH es elevado entonces puede bajar la toxicidad metálica por precipitación como carbonatos e hidroxidos. La adsorción de los metales pesados está fuertemente condicionada por el pH del suelo (y por tanto, también su solubilidad). Si bies es bastante claro, la aplicaciones de métodos que generen rendimiento y minimice los costos para el tratamiento de las aguas en Venezuela resultaría de gran interés, si primeramente tomásemos en cuenta que en Venezuela existen normativas para la clasificación y parámetros para la calidad del agua que por ley todos los ciudadanos, organismos públicos, privados, hidrológicas, ministerios y todo ente que tenga que ver con la calidad del agua sea para consumo o tratatamiento de afluentes deberíamos cumplir para entrar en los estándares que entre estos se encuentran el pH y los metales pesados. En segundo punto, si manejamos ambos textos y se aplicaran como ejemplos para fomentar mejoras y construir plantas y de tratamientos y procesos optimos donde la bioabsorcion cumpla un factor preponderante como en otros países, generaríamos un enorme impacto en la conservación del ambiente de las cuencas y suelos venezolanos. Y tercero desarrollar planes de aplicación donde todas las personas entendamos y le demos la real importancia que estas investigaciones y procesos que tienen la intensión de generar soluciones y aporte que beneficien a la población y se apliquen las leyes para el control de calidad del agua. Ing. Richard Linares CI 13803432
Artículo 3º: Las aguas se clasifican en: Tipo 1 Aguas destinadas al uso doméstico y al uso industrial que requiera de agua potable, siempre que ésta forme parte de un producto o sub-producto destinado al consumo humano o que entre en contacto con él. Las aguas del tipo I se desagregan en los siguientes sub-tipos: Sub-Tipo 1A: Aguas que desde el punto de vista sanitario pueden ser acondicionadas con la sola adición de desinfectantes. Sub-Tipo 1B: Aguas que pueden ser acondicionadas por medio de tratamientos convencionales de coagulación, floculación, sedimentación, filtración y cloración. Sub-Tipo 1C: Aguas que pueden ser acondicionadas por proceso de potabilización no convencional. Tipo 2 Aguas destinadas a usos agropecuarios. Las aguas del Tipo 2 se desagregan en los siguientes sub-tipos: Sub Tipo 2A: Aguas para riego de vegetales destinados al consumo humano. Sub Tipo 2B: Aguas para el riego de cualquier otro tipo de cultivo y para uso pecuario. Tipo 3 Aguas marinas o de medios costeros destinadas a la cría y explotación de moluscos consumidos en crudo. Tipo 4 Aguas destinadas a balnearios, deportes acuáticos, pesca deportiva, comercial y de subsistencia. Las aguas del Tipo 4 se desagregan en los siguientes subtipos: Sub Tipo 4A: Aguas para el contacto humano total. Sub Tipo 4B: Aguas para el contacto humano parcial. Tipo 5 Aguas destinadas para usos industriales que no requieren de agua potable. Tipo 6 Aguas destinadas a la navegación y generación de energía. Tipo 7 Aguas destinadas al transporte, dispersión y desdoblamiento de poluentes sin que se produzca interferencia con el medio ambiente adyacente. 1. Las aguas del Sub-Tipo IA son aquellas cuyas características corresponden con los límites y rangos siguientes: Parámetro Límite o rango máximo Oxígeno disuelto (O.D) mayor de 4,0 mg/l. (*) pH mínimo 6,0 y máximo 8,5 Color real menor de 50, U Pt-Co. Turbiedad menor de 25, UNT. Fluoruros menor de 1,7 mg/l. Organismos coliformes totales promedio mensual menor a 2000 NMP por cada 100 ml. * Este valor también se podrá expresar como porcentaje de saturación, el cual debe ser mayor de 50%. 2. Las aguas del Sub-Tipo 1B son aquellas cuyas características corresponden con los límites y rangos siguientes: Parámetro Límite o rango máximo Oxígeno disuelto (O.D.) mayor de 4,0 mg/l. (*) pH mínimo 6,0 y máximo 8,5. Color real menor de 150, U Pt-Co. Turbiedad menor de 250, UNT. Fluoruros menos de 1,7 mg/l. Organismos coliformes totales promedio mensual menor a 10000 NMP por cada 100 ml.
* Este valor también se podrá expresar como porcentaje de saturación, el cual debe ser mayor de 50%. 3. Las aguas de los Sub-Tipos 1A y 1B no deberán exceder, además, los siguientes límites: Elementos compuestos Límites Aceites minerales 0,3 mg/l Aluminio 0,2 mg/l Arsénico total 0,05 mg/l Bario total 1,0 mg/l Cadmio total 0,01 mg/l Cianuro total 0,1 mg/l Cloruros 600 mg/l Cobre total 1,0 mg/l Cromo total 0,05 mg/l Detergentes 1,0 mg/l Dispersantes 1,0 mg/l Dureza, expresada como CaCO3 500 mg/l Extracto de carbono al cloroformo 0,15 mg/l Fenoles 0,002 mg/l Hierro total 1,0 mg/l Manganeso total 0,1 mg/l Mercurio total 0,01 mg/l Nitritos + Nitratos (N) 10,0 mg/l Plata total 0,05 mg/l Plomo total 0,05 mg/l Selenio 0,01 mg/l Sodio 200 mg/l Sólidos disueltos totales 1500 mg/l Sulfatos 400 mg/l Zinc 5,0 mg/l Biocidas Organofosforados y Carbamatos 0,1 mg/l Organoclorados 0,2 mg/l Radiactividad Actividad máximo 0,1 Becquerelio por litro (Bq/l) Actividad máximo 1,0 Becquerelio por litro (Bq/l)
4. Las aguas del Sub-Tipo 1C son aquellas en las cuales el pH debe estar comprendido entre 3,8 y 10,5. 5. Las aguas del Sub-Tipo 2A son aquellas cuyas características corresponden con los límites y rangos siguientes: Parámetro Límite o rango máximo Organismos coliformes totales promedio mensual menor a 1000 NMP por cada 100 ml. Organismos coliformes fecales menor a 100 NMP por cada 100 ml. 6. Las aguas del Sub-Tipos 2B son aquellas cuyas características corresponden con los límites y rangos siguientes: Parámetro Límite o rango máximo Organismos coliformes totales promedio mensual menor a 5000 NMP por cada 100 ml. Organismos coliformes fecales menor a 1000 NMP por cada 100 ml. 7. Las aguas de los Sub-Tipos 2A y 2B no deberán exceder, además, los siguientes límites: Elementos compuestos Límites Aluminio 1,0 mg/l Arsénico 0,05 mg/l Bario 1,0 mg/l Boro 0,75 mg/l Cadmio 0,005 mg/l Cianuro 0,2 mg/l Cobre 0,20 mg/l Cromo Total 0,05 mg/l Hierro Total 1,0 mg/l Litio 5,0 mg/l Manganeso Total 0,5 mg/l Mercurio 0,01 mg/l Molibdeno 0,005 mg/l Níquel 0,5 mg/l Plata 0,05 mg/l Plomo 0,05 mg/l Selenio 0,01 mg/l Sólidos disueltos totales 3000 mg/l Sólidos flotantes Ausentes Vanadio 10,0 mg/l Zinc 5,0 mg/l Biocidas Organofosforados y carbamatos 0,1 mg/l Organoclorados 0,2 mg/l Radiactividad Actividad máximo 0,1 Becquerelio por litro (Bq/l) Actividad máximo 1,0 Becquerelio por litro (Bq/l) 8. Las aguas del Tipo 3 son aquellas cuyas características corresponden con los límites y rangos siguientes: Parámetro Límite o rango máximo Oxígeno disuelto (O.D) mayor de 5,0 mg/l. (*) PH mínimo 6,5 y máximo 8,5. Aceites minerales 0,3 mg/l Detergentes no biodegradables menor de 1 mg/l. Detergentes biodegradables menor de 0,2 mg/l. Residuos de petróleo, sólidos sedimentables y flotantes ausentes Metales y otras sustancias tóxicas no detectable (***) Fenoles y sus derivados 0,002 mg/l. Biocidas Organofosforados y Carbamatos 0,1 mg/l Organoclorados 0,2 mg/l Organismos coliformes totales (**) a) promedio mensual menor a 70 NMP por cada 100 ml. b) el 10% de las muestras puede exceder de 200 NMP por cada
100 ml.. Radiactividad Actividad máximo 0,1 Becquerelio por litro (Bq/l). Actividad máximo 1,0 Becquerelio por litro (Bq/l). * Este valor también se podrá expresar como porcentaje de saturación, el cual debe ser mayor de 60%. ** Las muestras deben ser representativas de la calidad del cuerpo de agua a ser aprovechado. De existir fuentes de contaminación las muestras deberán ser tomadas en las zonas afectadas. En ambos casos se muestreará bajo las condiciones hidrográficas más desfavorables, a juicio del Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables. *** Según los métodos aprobados por el Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables. 9. Las aguas del Sub-Tipo 4A son aquellas cuyas características corresponden con límites y rangos siguientes: Parámetro Límite o rango máximo Organismos coliformes totales a) menor a 1000 NMP por cada 100 ml en el 90% de una serie de muestras consecutivas. b) menor a 5000 NMP en el 10% restante. Organismos coliformes fecales a) menor a 200 NMP por cada 100 ml en el 90% de una serie de muestras consecutivas. b) menor a 400-NMP en el 10% restante. Moluscos infectados con S. Mansoni Ausentes. 10. Las aguas del Sub-Tipo 4B son aquellas cuyas características corresponden con los límites y rangos siguientes: Parámetro Límite o rango máximo Organismos coliformes totales a) menor a 5000 NMP por cada 100 ml en el 80% de una serie de muestras consecutivas. b) menor a 10000 NMP en el 20% restante. Organismos coliformes fecales menor a 1000 NMP por cada 100 ml en la totalidad de las muestras. Moluscos infectados con S. Mansoni Ausentes. 11. Las aguas del Tipo 4 deberán cumplir, además, con las siguientes condiciones: Parámetro Límite o rango máximo Oxígeno disuelto (OD) mayor de 5,0 mg/l (*) PH mínimo 6,5 y máximo 8,5. Aceites minerales 0,3 mg/l. Detergentes menor de 1 mg/l. Sólidos disueltos desviación menor de 33% de la condición natural Residuos de petróleo, sólidos sedimentables y flotantes Ausentes Metales y otras sustancias tóxicas no detectable (**) Fenoles y sus derivados 0,002 mg/l Biocidas Organofosforados y Carbamatos 0,1 mg/l Organoclorados 0,2 mg/l Radiactividad Actividad máximo 0,1 Becquerelio por litro (Bq/l). Actividad máximo 1,0 Becquerelio por litro (Bq/l). * Este valor también se podrá expresar como porcentaje de saturación, el cual debe ser mayor de 60%. ** Según los métodos aprobados por el Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables. 12. Las aguas del tipo 5 son aquellas cuyas características corresponden a los límites y rangos siguientes:
Parámetro Límite o rango máximo Fenoles menor de 0,002 mg/l. Aceites y espumas Ausente Sustancias que originen sedimentación de sólidos y formación de lodos Ausente. 13. Las aguas del tipo 6 son aquellas cuyas características corresponden a los límites y rangos siguientes: Parámetro Límite o rango máximo Oxígeno disuelto (OD) mayor de 4 mg/l. Sólidos flotantes y sedimentables o depósitos de lodo. concentraciones que no interfieran la navegación o la generación de energía. 14. Las aguas del Tipo 7 son aquellas cuyas características correspondan a los límites siguientes: Parámetro Límite o rango máximo Oxígeno disuelto (OD) mayor de 3 mg/l.
RESPUESTA EMITIDA POR LUIS LA LOGGIA AL COMENTARIO DE EULICER LINARES:
Muy acertado tu comentario debido debemos saber con extactitud que tipo de pruebas estamos haciendo como el trabajo con el pH, pero tambien tomar en cuenta esas descripciones de lo que son las pruebas y tipos de materiales o conceptos que definen y dejan claro la referencia de la lectura.como el uso de los biopolimeros por medio del pH, que son los biopolimeros y focalizando aquellas palabras no definidas dentro de la lectura... LALLG
QUITOSANO DEL MICELIO DE ASPERGILLUS NIGER Sección 02: Henrry Ochoa (lectura 02) 1.- TOPICO AMBIENTAL: Las masas de agua de los ríos, lagos y quebradas son vulnerables a la contaminación por varios factores como son: la presencia de biosólidos, componentes inorgánicos, biológicos y desechos industrias; en este articulo se estudio específicamente las agua del río Meléndez (Cali – Colombia) y para reducir los niveles de contaminación se aplico el tratamiento con Quitosano obtenido del Micelio de Aspergillus Níger. Tecnología que permite el proceso de bioadsorciónpor que implica una fase sólida –biomasa - (sorbente o adsorbente) y una fase líquida (solvente) que contiene las especies disueltas (adsorbatos) que van a ser retenidas por el sólido. Para que este proceso se lleve a cabo debe existir afinidad del adsorbente por los adsorbatos, para que estos últimos sean transportados hacia el sólido donde van a ser retenidos por diferentes mecanismos. Esta operación continúa hasta que se establece un equilibrio entre el adsorbato disuelto y el adsorbato enlazado al sólido. . .
2.- TÉCNICA DE ANÁLISIS QUÍMICO UTILIZADO. (Solidos Sedimentales) análisis químico utilizado, es el método de extracción química de quitosano a partir del micelio de Aspergillus niger, proveniente de varias especies de hongos, utilizando una serie de reactivos químicos, materiales y equipos de laboratorios, siguiendo una serie de procedimientos físicos (evaporación, agitación, cristalización) y mecánicos (centrifugación, decantación, filtración) hasta obtener el quitosano. Uno de los componentes de la pared celular del micelio es la quitina, a partir de la cual mediante procesos de desacetilación, se obtiene el quitosano, que a su vez se puede modificar químicamente por procesos de funcionalización y entrecruzamiento aumentando su aplicabilidad. A partir del entrecruzamiento químico se obtienen redes tridimensionales biocompatibles y biodegradables conocidas como hidrogeles, capaces de absorber y liberar diferentes moléculas de bajo peso molecular. 3.- METODOLOGÍA APLICADA. El desarrollo de este trabajo se enmarco en una investigación experimental. El objetivo fundamental es presentar el método de extracción química de quitosano a partir del micelio de Aspergillus niger, y evaluar su uso como bioadsorbente en la remoción de iones de metales pesados; la estructura del polímero de quitosano se observaron a través del método espectroscopia de infrarrojo y por resonancia magnética nuclear. Con los análisis experimentales obtenidos a diferentes concentraciones de quitosano y diferentes isotermas (temperatura constante); se pudo determinar el poder de adsorción del quitosano de materia pesada presente en el agua del río Meléndez . Le recomiendo leer el infome 31107101 de la MSc. Anaís Balza “Bioadsorción de hierro utilizando quitosano (poliglucosamina), al determinar metales pesados en los efluentes industriales del río Tinaquillo y río Tamanaco, del estado Cojedes”
En factores ambientales la contaminación de las aguas es uno de los aspectos más preocupantes de la degradación de los medios naturales por parte de la civilización contemporánea. La recuperación de metales de efluentes acuosos puede llevarse a cabo por diferentes tratamientos. Se han considerado también otros adsorbentes con el fin de encontrar materiales más eficientes y menos costosos. Así, se está estudiando la bioadsorción en organismos vivos (bacterias, hongos, algas) o por compuestos extraídos de estos organismos. El quitosano, poli(β-1-4)-2-amino-2-deoxi-D- glucopiranosa, se prepara por desacetilación de los grupos acetamida de la quitina, que es un polímero también un polisacárido que se encuentra en estado natural en las paredes celulares de algunos hongos; sin embargo, su principal fuente de producción es la hidrólisis de la quitina en medio alcalino, usualmente hidróxido de sodio o de potasio, a altas temperaturas. Técnicas
La aplicación del quitosano como adsorbente de iones metálicos como cobre, plomo y níquel se evalua por medio de isotermas de adsorción. De los modelos cinéticos estudiados y con base en las condiciones de trabajo establecidas, constatando que para el cobre y el plomo, las isotermas a seguir son de tipo I y el modelo cinético que se ajusta es el de Langmuir, indicando adsorción de tipo químico en monocapas. mientras que el níquel exhibe isotermas tipo II.
Se emplea el quitosano como adsorbente para remover cromo de las aguas residuales de la industria de curtiembres. El quitosano adsorbió 52 mg Cr (III)/g a un pH de 4.0. Se aplicaron los modelos de Langmuir y Freundlich, concluyendo que un incremento en la concentración inicial de cromo trae como consecuencia una disminución en el proceso de adsorción
Metodologia
Se utilizó la cepa de Aspergillus niger, productora de ácido cítrico, para las determinaciones de biomasa, ácido cítrico y sacarosa residual. Para la extracción de quitosano por ruptura de las paredes celulares. Adicionalmente se determino el pH de cada muestra como factor relacionado con la producción de ácido. El micelio se recuperó por filtración y se determinó el peso seco en recuperación de quitosano.
Se caracterizó mediante espectroscopia de infrarrojo, resonancia magnética nuclear y análisis elemental. Los modelos de adsorción clásicos como Langmuir y Freundlich han sido usados para describir el equilibrio entre los iones del metal adsorbidos en la biomasa (qeq) y la concentración del metal remanente en la solución (Ceq) a una temperatura constante.
Ing. José Manuel Moreno Lectura 2 Entre las diversas aplicaciones documentadas para el quitosano, su uso como agente coagulante o floculante para el tratamiento de aguas residuales es el más importante desde el punto de vista económico, ya que se puede localizar en la naturaleza fácilmente en forma de quitina, en distintas especies de origen animal, como en los exoesqueletos de crustáceos e insectos o en las paredes celulares de los hongos, específicamente los hongos Aspergillus Níger, por no causar tantas enfermedades como otras especies de Aspergillus. Es importante destacar que la quitina es altamente insoluble en agua y solventes orgánicos, lo cual restringe sus aplicaciones. Sin embargo, por desacetilación se transforma en quitosano, cuyo compuesto exhibe características fisicoquímicas de notable interés. El proceso de la extracción del quitosano consiste en la ruptura de la pared celular, liberando los componentes (azúcares, la quitina unida a glucanos y proteínas) gracias al medio fuertemente alcalino y a la alta temperatura a la cual es expuesta. Las proteínas sufren desnaturalización y los azúcares, degradación antes el calor, permitiendo la facilidad de retirarla durante los lavados con agua caliente. Finalmente, la quitina sufre una hidrólisis básica en el grupo acetamido, liberando el quitosano. La aplicación del quitosano como adsorbente de iones metálicos tales como cobre y níquel se evaluó por medio de isotermas de adsorción, predominando el cobre según el modelo de Langmuir sobre el níquel ajustándose éste al modelo freudlinch. Ya para finalizar es prudente recalcar que el propósito de los compuestos mencionados es el de reducir los niveles de contaminación en el agua durante su tratamiento. Estos se destacan por ser una alternativa ambientalmente amigable a diferencia de los agentes coagulantes empleados actualmente, debido a que presentan propiedades interesantes como una alta solubilidad en agua, capacidad de regeneración y reutilización, adsorción, biodegradación, resistencia y fuerza mecánica
Ing. José Manuel Moreno Lectura 1 Los metales son especies químicas no degradables. Por tal motivo, una vez volcados al medio ambiente, sólo pueden distribuirse entre los entornos aire, agua, suelo; a veces cambiando su estado de oxidación, o incorporarse a los seres vivos, causando daños irreparables, como por ejemplo; el cadmio (Cd) provoca alteraciones del sistema nervioso en los seres humanos y así como también la destrucción de sitios enzimáticos, e incluso a bajas concentraciones.
Continuación lectura 1...Por otro lado, el zinc (Zn) es necesario para regular el funcionamiento de sistemas enzimáticos, sin embargo la presencia de éste en concentraciones de valores no recomendados provocan efectos adversos en la morfología de los peces y efectos carcinogénicos en humanos. Es por ello que surge la importancia del estudio de biopolímeros naturales considerando el efecto del PH, que nos ayuden a la adsorción de estos metales presentes en soluciones con bajas concentraciones, como lo son: (Cd y Zn), ya que métodos como: (filtración, electro-deposición, resinas de intercambio iónico, osmosis, micro-precipitación, entre otros.) no encuentra efectividad debido a éstas bajas concentraciones e involucran elevados costos. Es por ello que surge el análisis químico basándose en la búsqueda de soluciones ante contaminaciones por metales pesado, en la cual se utilizo Biomasa inerte ya que estudios anteriores resaltan el éxito en la eliminación de metales tóxicos y de alta soluciones acuosas, dichas biomasas incluyen bacterias, hongos, algas y plantas mayores. Siendo importante destacar que los biosorbentes presentan cualidades benéficas para el medio ambiente, exhiben cierta selectividad por metales pesados ante las demás especies iónicas. Por otro lado se puede decir que la capacidad de biosorción es producto a la cantidad de compuestos organicas capaces de secuestrar y/o intercambiar iones metálicos, entre los cuales destacan, polialginatos, péptidoglucanos, polisacáridos, glicoproteínas, fucanoides, compuestos heterocíclicos, flavonoides; en los cuales los centros atrayentes de cationes son los grupos funcionales amino, hidroxilo, carboxilato, fosfato, sulfhidrilos, etc. conocidos por su potencial núcleofilo. El efecto del pH también fue analizado desde el punto de vista del adsorbente, mediante la activación de los grupos funcionales presentes en la superficie. La química característica de cada grupo funcional modula su capacidad para atraer metales pesados de acuerdo a la acidez del medio, esto es lo que explica la superioridad del ion cadmio frente al ion zinc a iguales condiciones. De igual manera el alga Lessonia trabeculata reticulada y sin reticular es la mejor adsorbente del ion cadmio, gracias a la alta afinidad de sus grupos carboxilos de polialginatos.
ELUCIDACION DEL EFECTO DEL PH EN LA ADSORCIÓN DE METALES PESADOS MEDIANTE BIOPOLÍMEROS NATURALES: CATIONES DIVALENTES Y SUPERFICIES ACTIVAS Sección 02: Henrry Ochoa (lectura Foro # 1) 1.- TOPICO AMBIENTAL: Contaminación del agua por presencia de metales pesados. En vista de disminuir los valores máximos permisibles de la presencia de estos en los afluentes acuíferos, se ha estudiado otra alternativa, como es la biosorción de metales pesador mediante Biopolímeros Naturales los cuales varían de acuerdo a los efectos de pH.
Existen numerosos metales que son descargados en ríos y mares, los cuales son contaminantes. En este articulo solo se estudio el Cinc y Cadmio, que actúan como Catión Divalentes y se caracteriza por su propiedad acida. Se Aplico la técnica de análisis experimental de diferentes Biopolímeros naturales provenientes de: Lessonia Trabeculata (reticular y sin reticular), Ascophyllum nodosum, Coronta de maíz blanco, Lentinus edodes, Saccharomyces cerevisie; con una solución acida de (Cd(NO3)24H2O) y (ZnSO4.7H2O) a diferentes Ph ajustas entre 2 a 6 y a temperatura ambiente. Aplicando el experimento Batch se determino la cantidad de los cationes adsorbidos tanto usando el papel Whatman Nº 42 Y mediante Espectrómetro de absorción atómica (Perkin Elmer 3110) resultando el alga Lessonia trabeculata la de mayor afinidad de adsorción de los cationes estudiados en la solución de pH ≥ 5.
La quitina (poli-B-(1,4)-N-acetil-D-glucosamina), segundo polisacárido natural mas abundante después de la celulosa, es uno de los componentes principales de las paredes celulares de los hongos, y del exoesqueleto de crustáceos e insectos, altamente insoluble en Agua y solventes orgánicos, lo cual restringe sus aplicaciones. Sin embargo, por desacetilacion se transforma en quitosano (poli-B-(1,4)-D-glucosamina-N-acetil-D-glucosamina), un compuesto que exhibe características fisicoquímicas de notable interés (elevada proporción de grupos amino libres, mayor solubilidad comparada con la quitina, biocompatibilidad y biodegradabilidad), lo cual hace que presente múltiples aplicaciones en medicina, industria cosmética, agricultura, biotecnología, industria alimentaria, industria papelera y en el tratamiento de Aguas y efluentes residuales e industriales debido a su facilidad de conversión a polielectrolito. Los polielectrolitos se destacan por ser una alternativa ambientalmente amigable a diferencia de los agentes coagulantes empleados actualmente en el tratamiento de Agua, debido a que presentan propiedades interesantes como una alta solubilidad en Agua, capacidad de regeneración y reutilización, adsorción y biodegradación, resistencia y fuerza mecánica. El objetivo principal de la investigación es presentar el método de extracción química de quitosano a partir del micelio de Aspergillus Níger y evaluar su uso como bioadsorvente en la remoción de iones de metales pesados y de contaminantes presentes en agua contaminada proveniente del río Meléndez. La extracción de la quitina se realiza a partir del micelio de Aspergillos Níger, el quitosano que se obtiene es empleado en la evaluación de la floculación y la coagulación de materia Orgánica de muestras de agua del río Meléndez dando buenos resultados como ayudantes de floculación, debido a que la dosis optima del coagulante primario, se puede reducir hasta un 50% sin afectar los resultados de la floculación del coagulante primario de manera considerable. Podemos decir que según el estudio realizado al agua del río Meléndez, el metal que presenta una mejor adsorción sobre el quitosano. Según el modelo de Langmuir es el cobre, con una energía de adsorción (Kl) de 5,9926 L/mg, mientras que el níquel presenta la menor Kl siendo de 1,1461 L/mg. En las pruebas de jarras realizadas, se comprobó que al utilizar quitosano, este actúa mejor como ayudante de floculación, dado que los parámetros estudiados exhiben las mejores reducciones. Además se determino que al usar el polímero, la dosis óptima del coagulante primario (FeCl3) puede ser reducida hasta en un 50% de su valor original, permitiendo un ahorro en el uso del coagulante.
LECTURA 1 EVALUACION DEL EFECTO DEL PH EN LA ADSORSION DE METALES PESADOS MEDIANTE BIOPOLIMEROS NATURALES CATIONES DIVALENTES. Uno de los mayores problemas de contaminación en la actividad industrial es el de la minería sobre todo porque afecta fuentes acuíferas. La descarga de materiales pesados bajo la forma iónica a ríos, lagos y mares que proviene sobre todo de las industrias metal mecánicas y metalúrgicas sin el debido control ambiental lo que ocasiona es un daño al ambiente en sus diferentes formas. Hay gran diversidad de métodos para eliminar metales tóxicos de las aguas sin embargo no se ha efectividad en virtud de las bajas concentraciones de metales pesados en la solución. La bioadsorcion surge como una solución tentativa ante la contaminación por metales pesados en las diferentes fuentes de aguas existentes en el mundo entero. El ph como magnitud que expresa el grado de acidez o de alcalinidad de una soluciona sido ampliamente estudiado para varios sistemas reconociendo la influencia que presenta en el proceso de bioadsorcion. La adsorción de metales pesados por biopolimeros es influenciada fuertemente por el ph del medio dado que dicho es a nivel de disponibilidad de iones metalicos en su forma absorbible en solución y activación de grupos funcionales en la superficie que adsorbe. La evaluación del ph desde el punto de vista adsorbente mediante la activación de grupos funcionales presenta características diversas de acuerdo a la acidez del medio que se este estudiando
LECTURA 2 EXTRACCION IDENTIFICACION Y CARACTERIZACION DE QUITOSANO DEL MICELIO ASPERGILLUS NIGEL Y SUS APLICACIONES COMO MATERIAL. Una vez hecha la lectura del documento citado puedo decir que el objetivo principal de la investigación realizada es darnos a conocer el método de extracción química de quitosano a partir del micelio de aspergilluz nigel y darnos una evaluación de su uso en el aspecto bioadsorvente en el tratamiento de las aguas del rio Meléndez en donde la remoción de metales pesados es el objetivo principal de la investigación. A partir del micelio aspergilluz nigel se realiza la extracción de la quitina, de donde se obtiene empleando una evaluación de la floculación y coagulación de material orgánico presente en muestras de aguas del citado rio Meléndez dando buenos resultados en los procesos arriba descritos. Del estudio realizado a las muestra de agua del rio Meléndez el metal que presenta mejor adsorción sobre el quitosano, según lo estudiado es el cobre con una adsorción de 5.99 l por mg comparado con el niquel con una adsorción de 1.14 l por mg. Las pruebas realizadas al utilizar quitosano comprobaron buena floculación y mejores reducciones, determinándose que al usar el polímero la dosis óptima del coagulante puede ser reducida en un 50 por ciento de su valor original, lo que permite un ahorro de coagulante.
TEXTO1 Elucidación del Efecto del pH en la adsorción de Metales pesados mediante biopolimeros naturales: Cationes Divalentes y Superficies activas.
El efecto del pH en el proceso de biosorción de metales pesados es evaluado desde dos puntos de vista: en el ion metálico, mediante el uso de cationes divalentes y en la superficie del adsorbente, mediante el uso de diversos biopolímeros naturales en la biosorción de un mismo metal. Los resultados, muestran un fuerte efecto del pH en la química acuosa del catión metálico dominada por aquo e hidroxocomplejos, la cual es condicionada por la propia acidez del catión. Los grupos funcionales presentes en la superficie del adsorbente característicos de los biopolímeros también están sujetos al efecto del pH debido a la competencia con iones intercambiables (H3O+) por los centros activos ionizables. Experimentalmente se comprueba la preferencia de los biosorbentes estudiados por el ion Cd+2 frente al ion Zn+2, siendo el alga Lessonia trabeculata, rica en polialginatos, en sus ambas formas, reticulada y sin reticular, quien reporta la mayor capacidad de adsorción (q = 260,5 mg/g). Se propone que la acidez del catión y de los grupos funcionales del adsorbente son los responsables de la selectividad y eficiencia del proceso. El pH es la magnitud que expresa el grado de acidez (pH menor que 7) o de alcalinidad (pH mayor que 7) de una solución. El efecto del pH ha sido ampliamente estudiado para varios sistemas, reconociendo la influencia que presenta en el proceso de biosorcion. La constante actividad minera representa un problema a nivel mundial, debido a la contaminación que afectan a las fuentes acuíferas. La descarga de diversos materiales pesados bajo su forma iónica a ríos y mares provenientes de la industria metal-mecánica, curtiembre, fotográfica, de baterías y metalúrgicas sin el debido control ambiental, representan un daño irreversible en las diferentes formas de vida que puedan existir en mares y ríos. Se han empleado diversos métodos para eliminar la gran variedad de metales tóxicos de las aguas de desecho. Sin embargo, en los métodos aplicados no se ha encontrado efectividad a causa de las bajas concentraciones de metales pesados en solución. Los metales cinc y cadmio han sido siempre vinculados debido a su fuente natural. La extracción de cinc arrastra generalmente menas de cadmio que son encontradas como impurezas constituyendo una fuente de contaminación de ambos metales. La biosorcion surge como una solución tentativa ante la contaminación latente por metales pesados. La adsorción de metales pesados por biopolimeros es fuertemente influenciada por el pH del medio, dicho efecto es a nivel de disponibilidad de Iones metálicos en su forma absorbible en solución y a nivel de la activación del grupo funcionales (potenciales centros de adsorción) en la superficie del adsorbente. En cationes divalentes, la formación de aquo e hidroxocomplejos de metales en solución acuosa, condiciona la especie química en la cual el catión se encuentra presente. Este comportamiento es regulado por pH y es asumido como un equilibrio entre los iones hidronio e oxhidrilo en solución, de tal manera que proporciona los ligandos a los que estará unido el ion metálico. La evaluación del efecto del pH con respecto al adsorbato por medio de cationes divalentes, elucida la gran complejidad de la química acuosa de los iones metálicos cuya especie química predominante depende fuertemente de la acidez del medio, sin ignorar el gran valor de la acidez del catión, necesaria para competir con otros iones por los sitios activos en la superficie del absorbente. La química característica de cada grupo, modula su capacidad de atraer metales pesados de acuerdo a la acidez del medio.
Lectura I El pH es la magnitud que expresa el grado de acidez (pH menor que 7) o de alcalinidad (pH mayor que 7) de una solución. El efecto del pH ha sido ampliamente estudiado para varios sistemas, reconociendo la influencia que presenta en el proceso de biosorcion. La constante actividad minera representa un problema a nivel mundial, debido a la contaminación que afectan a las fuentes acuíferas. La descarga de diversos materiales pesados bajo su forma ionica a ríos y mares provenientes de la industria metal-mecánica, curtiembre, fotográfica, de baterías y metalúrgicas sin el debido control ambiental, representan un daño irreversible en las diferentes formas de vida que puedan existir en mares y ríos. Se han empleado diversos métodos para eliminar la gran variedad de metales tóxicos de las aguas de desecho. Sin embargo, en los métodos aplicados no se ha encontrado efectividad a causa de las bajas concentraciones de metales pesados en solución. Los metales cinc y cadmio han sido siempre vinculados debido a su fuente natural. La extracción de cinc arrastra generalmente menas de cadmio que son encontradas como impurezas constituyendo una fuente de contaminación de ambos metales. La biosorcion surge como una solución tentativa ante la contaminación latente por metales pesados. La adsorción de metales pesados por biopolimeros es fuertemente influenciada por el pH del medio, dicho efecto es a nivel de disponibilidad de Iones metálicos en su forma absorbible en solución y a nivel de la activación del grupo funcionales (potenciales centros de adsorción) en la superficie del adsorbente. En cationes divalentes, la formación de aquo e hidroxocomplejos de metales en solución acuosa, condiciona la especie química en la cual el catión se encuentra presente. Este comportamiento es regulado por pH y es asumido como un equilibrio entre los iones hidronio e oxhidrilo en solución, de tal manera que proporciona los ligandos a los que estará unido el ion metálico. La evaluación del efecto del pH con respecto al adsorbato por medio de cationes divalentes, elucida la gran complejidad de la química acuosa de los iones metálicos cuya especie química predominante depende fuertemente de la acidez del medio, sin ignorar el gran valor de la acidez del catión, necesaria para competir con otros iones por los sitios activos en la superficie del absorbente. La química característica de cada grupo, modula su capacidad de atraer metales pesados deacuerdo a la acidez del medio.
foro 1 lectura 1 El efecto del pH en el proceso de biosorción de metales pesados es evaluado desde los puntos de vista mas peculiar que puede existir como son el Ion metálico mediante cationes divalente y mediante varios biopolímeros naturales en biosorcion , Los metales cinc y cadmio han sido siempre vinculados debido a su fuente natural la extracción de cinc arrastra generalmente menas de cadmio que son encontradas como impurezas constituyendo una fuente de contaminación de ambos metales, Los metales de transición, entre los cuales se encuentran la mayoría de los metales pesados, se caracterizan por su habilidad en la formación de complejos de coordinación con ligando que poseen pares de electrones libres.. si bien el cinc no es altamente toxico, Por considerarse un elemento esencial para animales y humanos y por ser necesario para el regular funcionamiento de sistemas enzimáticos, El efecto del pH ha sido ampliamente estudiado para varios sistemas, reconociendo su fuerte influencia en el proceso de biosorción, Dicho efecto es a nivel de la disponibilidad de iones metálicos en su forma absorbible en solución y a nivel de la activación de grupos funcionales (potenciales centros de adsorción) en la superficie del adsorbente, La capacidad de biosorción de estas biomasas se debe a la potencial cantidad de compuestos orgánicos capaces de secuestrar y/o intercambiar iones metálicos, Existen en la práctica tres categorías generales de procesos biotecnológicos para el tratamiento de residuos líquidos que contienen metales tóxicos: la biosorción (bioacumulación y bioadsorción), la precipitación extracelular y la captación a través de biopolímeros purificados y de otras moléculas especializadas, derivadas de células microbianas. Estos procesos no son excluyentes y pueden involucrar fenómenos fisicoquímicos y biológicos.
Para la evaluación del quitosano se hicieron dos estudios, empleando el polímero como ayudante de coagulación y de floculación, utilizando la dosis óptima de cloruro férrico. La Espectroscopia infrarroja trata con la parte infrarroja del espectro electromagnético, que cubre un conjunto de técnicas y es usado para identificar un compuesto e investigar la composición de una muestra siendo la más común una forma de espectroscopia de absorción que muestra la fracción de la radiación electromagnética incidente que un material absorbe dentro de un rango de frecuencias. Cada elemento químico posee líneas de absorción en algunas longitudes de onda, hecho que está asociado a las diferencias de energía de sus distintos orbitales atómicos. El Análisis Elemental es una técnica instrumental utilizada para la determinación de los porcentajes de Carbono, Hidrógeno y Nitrógeno, en muestras en estado sólido y líquido, estables e inestables, de todo tipo de naturalezas: como los polímeros. Se trata de una técnica destructiva, en la que tras pesar una cantidad de muestra conocida, se la somete a una Oxidación térmica, en ambiente de Oxígeno, con lo que se consigue la conversión total y cuantitativa de los componentes, estos productos gaseosos son arrastrados al modulo de separación donde se produce la adsorción selectiva de CO2 (Columna de Cobre), H2O (Columna de Plata), para ser separados unos de otros y ser medidos por el Detector de Conductividad Térmica de uno en uno, el primero en ser medido es el Nitrógeno, que es el no retenido, y posteriormente se produce la desadsorción térmica del CO2 y por último el H2O. Esta técnica es imprescindible para la determinación de la pureza de una muestra y por tanto es necesario, que esta, esté libre de disolventes e impurezas que variarían los porcentajes teóricos de Carbono, Hidrógeno y Nitrógeno. Es además útil para confirmar la fórmula molecular de un compuesto, información que es útil para el resto de las técnicas de caracterización. El quitosano se emplea en la filtración y depurado de aguas, allí donde es necesario remover partículas en suspensión de un líquido. En nuestro caso la clarificación del agua o mejoramiento de aquellas que se encuentran contaminadas. Por su amplia distribución en la naturaleza la quitina es el segundo polisacárido en abundancia, después de la celulosa, Se encuentra principalmente en las conchas de crustáceos y formando parte del exoesqueleto de los insectos, así como también en las paredes celulares de muchos hongos, levaduras y algas. La quitina es completamente insoluble en agua o en medio ácido. En Química analítica el quitosano se usa en aplicaciones cromatográficas, intercambiadores de iones, absorción de iones de metales pesados y absorción de ácidos, fabricación de electrodos específicos para metales, etc.
Tratamiento de agua con quitosano: agente floculante, agente coagulante, tratamientos de flotación para la remoción de aceite de pescado en agua, agentes filtrantes para piscinas y spas, remoción de metales, remoción de surfactantes, etc.
Lectura 1(efectos del ph) La contaminación por metales pesados se ha convertido en un gran problema al cual no se le ha planteado una solución clara y efectiva. Existen diversos métodos orientados a eliminar dichos desechos tóxicos de los cuales se han obtenido buenos resultados; pero han fallado cuando nos encontramos bajas concentraciones de metales pesados en soluciones; y existen metales como el Cadmio que a bajas concentraciones es altamente toxico para el ser humano. Partiendo de la idea anterior han surgido diversos estudios mediante el uso de biopolimeros naturales enfocados hacia la eliminación de la contaminación a bajas concentraciones de metales pesados; y se han tomando en cuenta todos los aspectos y condiciones que pueden incidir tanto para desmejorar o mejora la efectividad del método aplicado. En estudio de explica la influencia del PH en la biosorcion de metales pesados la cual es una solución tentativa ante este tipo de contaminación. Se evaluaron diversos biosorbentes con diferentes grupos funcionales activos ante dos diferentes iones metálicos (Cd+2,Zn+2) y se verifico que el PH condiciona la eficiente interacción entre el catión metálico y la superficie activa. Se demostró la superioridad del ion Cd frente al ion Zn en condiciones de igualdad y esto se debe a que el ion de mayor peso atómico será mejor y mas eficientemente absorbido en comparación de los demás debido a su acidez y su interacción con el absorbente. El procedimiento utilizado ha sido en su totalidad experimental cuantitativo realizado en laboratorio por lo que se crearon las condiciones deseadas a fin de visualizar influencias y cambios producido. Todo el experimento se manejo con biopolimeros naturales.
Seccion 02 Luís Eloy Romero Lectura 2 Esta investigación presenta un método de extracción química de quitosano a partir del micelio de Asperillus Níger y evalúa el uso de quitosano como bioabsorbente en la remoción de iones de metales pesados y de contaminantes presentes en aguas del rio Meléndez. Después de obtener el quito sano a partir de Asperillus Níger con un rendimiento de 1.07% según las condiciones de las reacciones empleadas. El polímero se identifico mediante espectroscopia infrarroja y análisis elemental. Se comprobó que utilizando quitosano actúa mejor como ayudante de floculación. Se pudo determinar que al emplear el quitosano se reduce hasta un 50% la dosis del coagulante primario. Entre los dos modelos propuestos o estudiados el que representa una mejor absorción sobre el quitosano es el modelo de Langmuir. El procedimiento utilizado ha sido en su totalidad experimental cuantitativo utilizando técnicas de última tecnología.
DOREXI ALVIZU: seccion 02 Lectura 1 La contaminación por métales pesados se ha convertido en unos de los problemas más grave hoy en día… Diferentes estudios se han realizado con el fin de eliminar la contaminación por metales tóxicos en la aguas pero no se logran resultados satisfactorios, ya que es difícil combatir esta problemática dado que el principal foco de contaminación es la mano del hombre. La utilización de la biosorcion para controlar la contaminación latente por metales pesados a resultado, ya que es un proceso que utiliza la biomasa viva o muerta para retirar o inmovilizar los iones de los compuestos involucrados, este protege al medio ambiente de los metales tóxicos contenidos en los efluentes líquidos. Los resultados muestran un fuerte efecto del PH en la química acuosa, la biomasa inerte ha sido utilizada con éxito en la eliminación de metales tóxicos y de alta ley de soluciones acuosa, incluyendo bacterias, hongos, algas y plantas mayores. El uso de todos estos biosorbentes mejora las propiedades físicas y mecánicas útiles para el efecto del pH en el proceso de biosorcion de metales pesados.
DOREXI ALVIZU: seccion 02 Lectura 2 La contaminación del agua es un problema que nos acarrea desde muchos años atrás debido al crecimiento demográfico, desarrollo industrial y componentes biológicos (bacterias, microorganismos). La contaminación se encuentra en cantidades mayores debido a la presencia de biosolido es por esto que se han empleado diversos agentes coagulantes en el proceso de reducción de la contaminación. En dicha lectura se estudia la aplicación del quito-sano a partir del micelio de Aspergillus Níger como absorbente de iones metálicos como el cabré, plomo y níquel, de los módulos estudiados se pudo constatar que para el cobre y el plomo los isotermos a seguir son de tipo I y el modelo cinético se ajusta al de Langmuir, mientras que para el níquel se determino que el modelo que más se ajusta es el de Freudlinch debido a que presenta isotermos de tipo II. El quito-sano actúa como coagulante primario para aguas residuales de alta turbidez y alta alcalinidad ya que algunos copolimeros de injerto del quitosano muestra alta efectividad de los tratamientos por ser más económico.
Lectura 01 En la última década, la biosorción ha surgido como solución tentativa ante la contaminación latente por metales pesados. Biomasa inerte ha sido utilizada con éxito en la eliminación de metales tóxicos y de alta ley de soluciones acuosas, incluyendo bacterias, hongos, algas y plantas mayores9,10. El efecto del pH ha sido ampliamente estudiado para varios sistemas, reconociendo su fuerte influencia en el proceso de biosorción. Este efecto en el proceso de biosorción es evaluado desde dos puntos de vista: en el ion metálico, mediante el uso de cationes divalentes y en la superficie del adsorbente, mediante el uso de diversos biopolímeros naturales en la biosorción de un mismo metal. La evaluación del efecto del pH con respecto al adsorbato, por medio de cationes divalentes, elucida la gran complejidad de la química acuosa de los iones metálicos, cuya especie química predominante, depende fuertemente de la acidez del medio; sin dejar de lado la importancia de la acidez del catión, necesaria para competir con otros iones por los sitios activos en la superficie del adsorbente. En tal sentido el efecto del pH también fue analizado desde el punto de vista del adsorbente, mediante la activación de los grupos funcionales presentes en la superficie. La química característica de cada grupo funcional modula su capacidad para atraer metales pesados de acuerdo a la acidez del medio.
Lectura 02 Buscando una solución al problema de contaminación del agua, se han empleado diversos agentes coagulantes, como sales metálicas hidrolizables (cloruro férrico, sulfato de aluminio, policloruro de aluminio) y polímeros con cargas definidas a través de su estructura o polilelectrolitos. El propósito de los compuestos mencionados es el de reducir los niveles de contaminación en el agua durante su tratamiento. Los polielectrolitos se destacan por ser una alternativa ambientalmente amigable a diferencia de los agentes coagulantes empleados actualmente en el tratamiento de aguas, debido a que presentan propiedades interesantes como una alta solubilidad en agua, capacidad de regeneración y reutilización, adsorción, biodegradación, resistencia y fuerza mecánica. Tradicionalmente, la fuente primaria de quitosano ha sido la quitina, que a su vez proviene del material residual de la industria pesquera (exoesqueletos de camarón), sin embargo la extracción del polímero se ve limitada, debido a la escasez del material residual en ciertas temporadas del año o tiempos de veda, por esta razón, se utilizan fuentes de partida no convencionales como los hongos. El micelio de varias especies de hongos, como en el caso de Mucor rouxii Se logró extraer quitosano del micelio de Aspergillus Niger este polímero se identificó mediante espectroscopia infrarroja y análisis elemental. El grado de desacetilación se determinó por dos métodos: análisis elemental y valoración potenciométrica, en donde los valores obtenidos se encuentran en el rango entre 70-90%, es decir, con un alto grado de desacetilación. Con ayuda de la viscosimetría capilar se estableció el peso molecular promedio en viscosidad (MV) aproximado de 6.105 g/mol, indicando que se trata de un polímero de peso molecular mediano.
La mayor fuente de contaminación de los ríos y mares es la descarga indiscriminada de metales pesados en dichas fuentes acuíferas. Existen diferentes métodos para la eliminación de dichos metales pero estos son efectivos antes bajas concentraciones y utilizarlos resulta costoso.
El cinc no es totalmente toxico, ya que se considera un elemento esencial para animales y humanos aunando a que es necesario para regular funcionamiento de sistemas enzimáticos, sin embargo se han encontrado efectos adversos en la morfología de peces expuestos a altas concentraciones de cinc, así como efectos carcinogénicos en humanos que han consumido grandes cantidades de cinc. El cadmio es altamente toxico y origina la destrucción de sitios enzimáticos activos y alteraciones del sistema nervioso en seres humanos, incluso a bajas concentraciones.
La biosorción ha surgido como solución tentativa ante la contaminación latente por metales pesados, en donde la Biomasa inerte se usado originando resultados exitosos en la eliminación de metales tóxicos en soluciones acuosas, incluyendo bacterias, hongos, algas y plantas mayores, los biosorbentes utilizados son de bajo costo, bondadosos ambientalmente y muestran preferencias por los metales pesados antes las demás especies iónicas. La capacidad de biosorción de estas biomasas se debe a la potencial cantidad de compuestos orgánicos capaces de secuestrar e intercambiar iones metálicos en los cuales los centros atrayentes de cationes son los grupos funcionales amino, hidroxilo, carboxilato, fosfato, sulfhidrilos y otros.
Por lo que se propuso evaluar los diversos biosorbentes con diferentes grupos funcionales activos ante diferentes iones metálicos divalentes para analizar el rol del pH que condiciona la eficiente interacción entre el catión metálico y la superficie cargada del absorbente en donde se determino que la adsorción de metales pesados por biopolimeros es fuertemente influenciada por el pH del medio, ya que la evaluación del efecto del pH con respecto al adsorbato, por medio de cationes divalentes, depende fuertemente de la acidez del medio; sin dejar de lado la importancia de la acidez del catión, necesaria para competir con otros iones por los sitios activos en la superficie del adsorbente. El efecto del pH se analizo también desde el punto de vista del adsorbente, mediante la activación de los grupos funcionales presentes en la superficie; la química característica de cada grupo funcional modula su capacidad para atraer metales pesados de acuerdo a la acidez del medio.
Indagando sobre una solución al problema de contaminación del agua la cual es de vital importancia para los seres humano, se han empleado diversos agentes coagulantes, como sales metálicas hidrolizables y polímeros con cargas definidas a través de su estructura o polilelectrolitos; con el propósito de reducir los niveles de contaminación del agua durante su tratamiento. Cabe destacar que los polilelectrolitos ofrecen benéficos ambientales en relación a los agentes coagulantes usados actualmente para tratar el agua
La quitina es uno de los componentes principales de las paredes celulares de los hongos, y del exoesqueleto de crustáceos e insectos, altamente insoluble en agua y solventes orgánicos, lo cual restringe sus aplicaciones. Sin embargo, por desacetilación se transforma en quitosano compuesto que exhibe características fisicoquímicas de notable interés lo cual hace que presente múltiples aplicaciones en diferentes áreas industriales y comerciales debido a su facilidad de conversión a polielectrolito.
La fuente primaria del quitosano ha sido la quitina, que a su vez proviene del material residual de la industria pesquera, sin embargo la extracción de este se ve restringida, debido a la escasez del material en algunas épocas del año, razón por la cual, se utilizan otras alternativas como los hongos. El micelio de varias especies de hongos, (Mucor rouxii, Absidia coerulea, Rhizopus orizae, y Aspergillus niger) ha sido empleado como una opción para la obtención de quitosano.
Razón por lo cual se propuso utilizar el Método de extracción química de quitosano a partir del micelio de Aspergillus niger, y evaluando el uso como bioadsorbente en la remoción de iones de metales pesados y de contaminantes presentes en agua contaminada proveniente del río Meléndez.
En donde realizaron la Extracción de quitosano, en la cual se consiguió que los componentes de la pared celular se liberan, debido al medio fuertemente alcalino y a la alta temperatura de la reacción, las proteínas sufren desnaturalización y en el caso de los azúcares, estos se degradan ante el calor, siendo fácilmente retirados durante los lavados con agua caliente, Recuperación del quitosano, se consiguió que con la adición de ácido acético se separa el polímero de la pasta hasta alcanzar un pH entre 3,8 y 4,5, ya que los grupos amino del quitosano se cargan positivamente, por lo que este se convierte en polielectrolito mejorando su solubilidad en agua, Caracterización química, se encontró el espectro FTIR del quitosano, entre otras.
En esta investigación se concluyo con que se logró extraer quitosano del micelio de Aspergillus Niger, con un rendimiento del 1,07%, según las condiciones de reacción empleadas. Entre los dos modelos cinéticos propuestos, el modelo de Langmuir se ajusta mejor, dado que sus valores de R2 son del orden de 0,99, a diferencia de los valores R2 presentados por Freudlinch. El metal que presenta una mejor adsorción sobre el quitosano según el modelo de Langmuir es el cobre, con una energía de adsorción (KL) de 5,9926 L/mg, mientras que el níquel presenta la menor KL, siendo de 1,1461 L/mg. En las pruebas de Jarras realizadas a las muestras de agua del río Meléndez, se comprobó que al utilizar quitosano, este actúa mejor como ayudante de floculación, dado que los parámetros estudiados exhiben las mejores reducciones.
Lectura 1 ELUCIDACION DEL EFECTO DEL pH EN LA ADSORCIÓN DE METALES PESADOS MEDIANTE BIOPOLÍMEROS NATURALES: CATIONES DIVALENTES Y SUPERFICIES ACTIVAS La biosorción se basa en el empleo de biomasa inerte para la eliminación de metales tóxicos presentes en soluciones acuosas, incluyendo bacterias, hongos, algas y plantas mayores. Representa una alternativa de solución para la descontaminación de efluentes de la industria metalmecánica, curtiembre, fotográfica, de baterías y metalúrgica; que son descargados en cuerpos de agua sin el debido control ambiental, sobrepasando en muchos casos los valores máximos permisibles por legislaciones internacionales.
Estudios demuestran la influencia del pH en la capacidad de biosorción de estas biomasas; sin embargo, existen numerosas interrogantes sobre la relación del catión metálico y la superficie activa del biosorbente.
En este trabajo de investigación el efecto del pH en el proceso de biosorción de metales pesados es evaluado desde dos puntos de vista: en el ion metálico, mediante el uso de cationes divalentes y en la superficie del adsorbente, mediante el uso de diversos biopolímeros naturales en la biosorción de un mismo metal.
Para el experimento se usaron dos soluciones de metales tóxicos: nitrato de cadmio (II) tetrahidratado y sulfato de cinc (II) heptahidratado, ambas con pH ajustado entre 2 y 6.
Los biosorbentes usados en el presente estudio fueron: levadura Saccharomyces cerevisiae, algas Ascophyllum nodosum y Lessonia trabeculata, hongo Lentinus edodes, cascarilla de arroz Oryza sativa y coronta de maíz blanco Zea mays; provenientes de desechos biológicos inertes y poliglucosamina (quitosano) de caparazón de crustáceos. Los cuales fueron modificados químicamente, mediante la reticulación con Glutaraldehído y la reticulación con cloruro de calcio.
Para determinar el efecto del pH en cationes divalentes se llevaron a cabo experimentos batch con dos cationes metálicos divalentes usando los mismos biosorbentes a los pH indicados. Mientras que, para determinar el efecto del pH en la superficie del biosorbente se utilizaron diversos biosorbentes ante el mismo catión metálico en experimentos batch a los pH indicados.
Los resultados demostraron un fuerte efecto del pH en la química acuosa del catión metálico. Todos los adsorbentes presentan su mayor capacidad de adsorción a pH menores de 6, esto se explica por el efecto del pH en la especiación química del ion en solución acuosa. Asimismo, se observó que la capacidad de adsorción decae fuertemente a pH bajos.
El alga Lessonia trabeculata reticulada y sin reticular fueron los mejores adsorbentes del ion cadmio, gracias a la alta afinidad de sus grupos carboxilos de polialginatos, por el contrario, la cascarilla de arroz muestra una pobre afinidad por el ion cadmio debido a la débil interacción del grupo hidroxilo de celulosa y ligninas con el catión.
Se demostró que la reticulación de quitosano con glutaraldehído mejora las propiedades físicas y mecánicas del adsorbente, pero disminuye el número de centros activos. En cambio la reticulación de algas con cloruro de calcio, incrementa la capacidad de adsorción mediante el desplazamiento de iones hidronio de los centros activos por calcio y el posterior intercambio por el ion cadmio.
EXTRACCIÓN, IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE QUITOSANO DEL MICELIO DE ASPERGILLUS NIGER Y SUS APLICACIONES COMO MATERIAL BIOADSORBENTE EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS
La quitina (poli-β-(1,4)-N-acetil-D-glucosamina), es el segundo polisacárido natural más abundante después de la celulosa, es uno de los componentes principales de las paredes celulares de los hongos, y del exoesqueleto de crustáceos e insectos, que puede ser transformada en quitosano (poli-β-(1,4)-D-glucosamina-N-acetil-D-glucosamina), un compuesto que exhibe características fisicoquímicas de notable interés (elevada proporción de grupos amino libres, mayor solubilidad comparada con la quitina, biocompatibilidad y biodegradabilidad), lo cual hace que presente múltiples aplicaciones en medicina, industria cosmética, agricultura, biotecnología, industria alimentaria, industria papelera, y en el tratamiento de aguas y efluentes residuales e industriales, debido a su facilidad de conversión a polielectrolito.
En este estudio se realizó la extracción mediante reacciones química de quitosano a partir del micelio de Aspergillus niger. Una vez extraído el quitosano se realizó su caracterización por espectroscopia de infrarrojo y por resonancia magnética nuclear.
Se evaluó su uso como bioadsorbente en la remoción de iones de metales pesados y de contaminantes presentes en agua contaminada proveniente del río Meléndez. Para ello, se prepararon soluciones de cobre, plomo y níquel a partir de las sales CuSO4, NiCl2 y Pb(CH3COO)2 respectivamente, a las cuales se les adicionó quitosano y estas se llevaron al equipo de absorción atómica para ser analizadas.
En las pruebas de Jarras realizadas a las muestras de agua del río Meléndez, se comprobó que al utilizar quitosano, este actúa mejor como ayudante de floculación, dado que los parámetros estudiados exhiben las mejores reducciones. Además, se determinó que al emplear el polímero, la dosis óptima del coagulante primario (FeCl3) puede ser reducida hasta en un 50% de su valor original, permitiendo un ahorro en el uso del coagulante.
En mi opinión, estos trabajos de investigación reafirman que la solución de muchos problemas ambientales puede lograrse mediante el uso de sustancias y materiales naturales, de fácil disponibilidad, que adecuados mediante reacciones químicas, representan una alternativa económica y amigable al ambiente, frente a otros métodos que emplean sustancias sintéticas que requieren de mayor inversión y desarrollo tecnológico.
ONELIO GIL FORO 1. LECTURA Nº 1 Habiéndonos ilustrado nuestros apreciados compañeros magníficamente bien sobre la naturaleza de los metales pesados, sus características físico-químicas, los rasgos distintivos de la fisiología de algunos de ellos en el interior de la célula, etc; es importante señalar que, debido a su movilidad en los ecosistemas acuáticosnaturales y a su toxicidad para las formas superiores de vida, a los iones de metales pesados presentes en los abastecimientos de agua superficiales y subterráneos, se les ha dado prioridad como los contaminantes inorgánicos más importantes en el ambiente.
Reproducir en el laboratorio los procesos naturales que ocurren en la eliminación de éstos metales, sea en su estado elemental (forma iónica) o enlazados en varios complejos con sales, permite sus transformaciones a diferentes formas móviles y/o pueden ser inmovilizados en trampas ambientales, por así decirlo.
Los avances tecnológicos para el control de la contaminación por metales tóxicos consisten en el uso selectivo y en el mejoramiento de estos procesos naturales para el tratamiento de residuos particulares. El tema que nos ocupa; en mi opinión, aporta en primer lugar, conocimientos e información novedosa que contribuye a mejorar los sistemas (sus procesos y componentes) de tratamiento de agua servidas, principalmente de origen industrial.
Lect:1, pH El comportamiento del pH es de gran importancia, ya que es el indicador principal (acidéz) en el proceso de eliminar la presencia de metales pesados como contaminantes tóxicos en el agua, se han realizado diversos estudios para el logro de éste objetivo, sin embargo, la técnica de mayor eficacia en los últimos 10años es la de Biosorción, que consiste en la formulación de diversos compuestos orgánicos capaces de intercambiar Iones en presencia de metales pesados, ejemplo cinc y cadmio; también el níquel, cobre, plata, entre otros. Aunque los metales de mayor relevancia son el cadmio y cinc, por que se presentan altamente relacionados entre sí, siendo fuentes de gran contaminación para los seres vivos, principalmente humanos y peces. Esta lectura nos resalta, después de diversos experimentos, que el mejor pH para la adsorción de los metales está entre 4 y 6, si la acidez es muy baja o alta, la adsorción se muestra despreciable. Esta contaminación también se evitaría o en su mejor caso “disminuiría” aplicando un mejor control en los desechos, industriales o mineros cuales quiera que sean.
METODOLOGIA QUE SE APLICA EN LA INVESTIGACION. LECTURA Nº 1
En la fase experimental se aplicaron diferentes metodologías, a saber:
PREPARACION DE SOLUCIONES: Se utilizó como soluto, nitrato de cadmio (II) tetrahidratado (Cd(NO3)2.4H2O) y sulfato de cinc (II) heptahidratado (ZnSO4.7H2O). Las soluciones fueron preparadas con agua desionizada como solvente, purificada por ósmosis reversa empleando el equipo Barnstead/Thermolyne (Dubuque, IA) D2714, el cual proporciona agua con una conductividad de 18 MO. EL pH de las soluciones fue ajustado a pH entre 2 y 6 usando soluciones 1M de ácido nítrico o hidróxido de sodio, controlado por un pH metro Chem-Cadet 5986-25 Pamer.
BIOMASA:
Biosorventes: levadura Saccharomyces cerevisiae, algas Ascophyllum nodosum y Lessonia trabeculata, cascarilla de arroz y coronta de maíz blanco; provenientes de desechos biológicos inertes y quitosano de cáscaras de crustáceos con un 87% de grado de desacetilación. Los biosorbentes fueron lavados con agua desionizada, secados en una estufa a 60 °C y almacenados en un desecador hasta su respectivo uso y/o pretratamiento. Los biosorbentes secos, fueron molidos y tamizados hasta alcanzar un diámetro de partícula < 75 mm.
MODIFICACIÓN QUÍMICA DE LOS BIOSORBENTES RETICULACIÓN CON GLUTARALDEHÍDO. El procedimiento experimental considera 5 gramos de quitosano en polvo y 75 ml de una solución al 2,5% de glutaraldehído (1,45 moles de grupos amino/mol de glutaraldehído en un matraz de Erlenmeyer de 125 ml. El matraz es agitado por 24 horas a 250 rpm de agitación orbital con equipo Bigbill Digital, Thermolyne. El producto de reacción fue lavado con agua desionizada con el fin de remover el exceso de reticulante. El quitosano reticulado fue secado a temperatura ambiente, siendo almacenado luego en un desecador hasta su uso. Con éste procedimiento se busca separar grupos funcionales.
RETICULACIÓN CON CLORURO DE CALCIO. Se mezcló 5 gramos de alga Lessonia trabeculata en polvo y 165 mL de una solución 0,3M de cloruro de calcio en un matraz de erlenmeyer y agitado durante 24 horas a 250 rpm de agitación orbital. El producto fue lavado con agua desionizada para remover el exceso de reticulante. El alga reticulada fue secada a temperatura ambiente, siendo almacenado luego en un desecador hasta su uso.
PRUEBAS DE BIOSORCIÓN EFECTO DEL PH EN CATIONES DIVALENTES. Se realizaron experimentos batch con dos cationes metálicos divalentes usando los mismos biosorbentes a los pH indicados. Se puso en contacto 20 mg de adsorbente con 200 mL de solución del metal de concentración inicial de 100 ppm de iones Zn+2 y Cd+2, respectivamente a temperatura ambiente. Las muestras por duplicado fueron sometidas bajo agitación orbital de 250 rpm durante 24 horas. Luego de alcanzar el equilibrio, se filtró las muestras en papel Whatman N°42 y se midió el contenido residual del catión metálico en el sobrenadante mediante un espectrofotómetro de absorción atómica a la llama (Perkin Elmer 3110).
EFECTO DEL PH EN LA SUPERFICIE DEL BIOSORBENTE. Se utilizaron diversos biosorbentes ante el mismo catión metálico en experimentos batch a los pH indicados. Se mezcló 20 mg de biosorbente en 200 mL de solución de 100 ppm de iones Cd+2 a Temperatura ambiente. Las muestras fueron evaluadas por duplicado y sometidas por 24 horas a agitación orbital de 250 rpm. Las muestras fueron filtradas y analizadas como en el ítem anterior.
Lect:2, Extracción de Quitosano Todos sabemos que “el agua es el vital líquido”, en el mundo el porcentaje de agua potable, es el más mínimo, sin embargo no hacemos nada para evitar contaminarla, no todos gozamos de ella; es por esto que a pesar de existir descontaminantes favorables al ambiente, tenemos que acudir a otros compuestos derivados de éstos, tal es el caso del Quitosano, que se obtiene por desacetilación de la Quitina la cual se restringe de ser descontaminante por ser insoluble en el agua, aún siendo proveniente de la materia residual pesquera.
Se hace la purificación y obtención del quitosano, desde el cuerpo vegetativo de un Hongo común “Aspergillus Níger”, obteniéndose un polímero con rendimiento al 1,07%; éste se identificó a través de espectroscopia infrarroja, se realizan dos tipos de estudio “Langmuir y Freudlinch” para comparar el comportamiento del quitosano en agua contaminada con metales como Cobre, Níquel y Plomo, arrojando mejor resultado Langmuir. Tambien se realizan pruebas en jarras con agua de un río específico; el cual arroja al quitoseno como mejor floculante, lo cual significa, que reune o aglutina las sutancias coloidales presentes en el agua para su posterior decantación y filtrado, específicamente metales pesados y/o contaminantes.
TOPICO AMBIENTAL. LECTURA Nº 2. El trabajo de investigación aborda el tratamiento de aguas contaminadas por la presencia de metales pesados mediante el empleo de quitosano extraído de otras fuentes de suministro que podrían ser permanentes y abundantes y cuya utilización aún no se ha generalizado a pesar de sus potencialidades para éstos fines. Tradicionalmente, la fuente primaria de quitosano ha sido la quitina, que a su vez proviene del material residual de la industria pesquera (exoesqueletos de camarón), sin embargo la extracción del polímero se ve limitada, debido a la escasez del material residual en ciertas temporadas del año o tiempos de veda, por esta razón, se utilizan fuentes de partida no convencionales como los hongos. El micelio de varias especies de hongos, como en el caso de Mucor rouxii , Absidia coerulea, Rhizopus orizae, y Aspergillus niger ha sido empleado como fuente alternativa para la obtención de quitosano.
El objetivo principal de la investigación es presentar el método de extracción química de quitosano a partir del micelio de Aspergillus niger, y evaluar su uso como bioadsorbente en la remoción de iones de metales pesados y de contaminantes presentes en agua contaminada proveniente del río Meléndez. Finalmente, en muchos países, es un imperativo desarrollar investigación que genere conocimiento e información para mejorar, hacer más eficientes y a menor costo, los sistemas de tratamientos de aguas contaminadas empleando recursos autóctonos accesibles y abundantes. TECNICAS DE ANALISIS. LECTURA Nº 2.
El polímero (Quitina) se caracterizó mediante espectroscopia de infrarrojo, resonancia magnética nuclear y análisis elemental. La aplicación del quitosano como adsorbente de iones metálicos como cobre, plomo y níquel se evaluó por medio de isotermas de adsorción. En cuanto a su caracterización, la composición porcentual del quitosano se obtuvo del analizador elemental Thermo Electron FlashEA 1112 Series y el peso molecular del polímero se determinó por viscosimetría capilar, siguiendo la norma ASTM D446, empleando un viscosímetro tipo Ubbelholde 0B-NO 206.
METODOLOGIA QUE SE APLICA EN LA INVESTIGACION. LECTURA Nº 2. PURIFICACIÓN Y OBTENCIÓN DE QUITOSANO DESDE EL MICELIO DE ASPERGILLUS NIGER.
El micelio de Aspergillus niger (140 g) fue lavado para eliminar las impurezas procedentes de la industria del ácido cítrico, se transfirió a un balón de fondo redondo de 1 L provisto de una barra magnética para agitación y posteriormente se adicionó NaOH al 40% (500 mL). La reacción se calentó hasta ebullición durante 5 horas. Al terminar la reacción se obtuvo una pasta de color café (alrededor de 100 g), que se vierte a un erlenmeyer de 4 L. Se procedió a eliminar todo exceso de NaOH, lavando la pasta resultante con abundante agua caliente, hasta que quedara de color crema, luego se midió el pH de la pasta hasta que fue cercano a la neutralidad. La pasta color crema (alrededor de 90 g) se mezcló con CH3COOH al 10% (500 mL) en un vaso de 4 L provisto de una barra magnética, se somete a agitación durante 3 horas y se midió el pH de la pasta, el cual debe oscilar entre 3,8-4,5, luego se procedió a verter la mezcla resultante en frascos de plástico, estos se llevan a centrifugación. Los sobrenadantes de cada frasco se reunieron en erlenmeyers de 1 L. La operación de extracción se repitió dos veces más adicionando ácido acético al 10% y los tres extractos se reunieron en un mismo recipiente.
Finalmente el polímero precipita adicionando NaOH al 40% hasta que el pH sea de 10,0 y posteriormente el sistema se dejó en reposo para una completa sedimentación.
CARACTERIZACIÓN.
Las muestras de quitosano fueron preparadas a partir de una solución madre del polímero de concentración 0,02 g/mL (previamente disuelta en CH3COOH 0,1M). Las soluciones resultantes de quitosano se prepararon por dilución, siendo de concentraciones 0,003, 0,005, 0,007, 0,009 y 0,01 g/mL .
El grado de desacetilación se determinó por dos métodos: mediante valoración potenciométrica, empleando 0,5 g de quitosano disueltos en 20 mL de HCl 0,3 M, NaOH 0,1 M como titulante y un pH-metro Schott Gerate CG820 para registrar el pH tras la adición de cada mL de base [8] y mediante análisis elemental, tomando la relación de los porcentajes de carbono y nitrógeno (C/N) del polímero.
Extracción, identificación y caracterización de quitosano del micelio de aspergillus niger, sus aplicaciones como material bioadsorbente en el tratamiento de aguas.
Para solucionar al problema de contaminación del agua, se han empleado diversos agentes coagulantes, como sales metálicas hidrolizables (cloruro férrico, sulfato de aluminio, policloruro de aluminio) y polímeros con cargas definidas a través de su estructura o polilelectrolitos. El propósito de los compuestos mencionados es el de reducir los niveles de contaminación en el agua durante su tratamiento. Los polielectrolitos se destacan por ser una alternativa ambientalmente amigable a diferencia de los agentes coagulantes empleados actualmente en el tratamiento de aguas, debido a que presentan propiedades interesantes como una alta solubilidad en agua, capacidad de regeneración y reutilización, adsorción, biodegradación, resistencia y fuerza mecánica. La quitina (poli-β-(1,4)-N-acetil-D-glucosamina), segundo polisacárido natural mas abundante después de la celulosa, es uno de los componentes principales de las paredes celulares de los hongos, y del exoesqueleto de crustáceos e insectos, altamente insoluble en agua y solventes orgánicos, lo cual restringe sus aplicaciones. Sin embargo, por desacetilación se transforma en quitosano (poli-β-(1,4)-D-glucosamina-N-acetil-D-glucosamina), un compuesto que exhibe características fisicoquímicas de notable interés (elevada proporción de grupos amino libres, mayor solubilidad comparada con la quitina, biocompatibilidad y biodegradabilidad), lo cual hace que presente múltiples aplicaciones en medicina, industria cosmética, agricultura, biotecnología, industria alimentaria, industria papelera, y en el tratamiento de aguas y efluentes residuales e industriales, debido a su facilidad de conversión a polielectrolito [2]. Tradicionalmente, la fuente primaria de quitosano ha sido la quitina, que a su vez proviene del material residual de la industria pesquera (exoesqueletos de camarón), sin embargo la extracción del polímero se ve limitada, debido a la escasez del material residual en ciertas temporadas del año o tiempos de veda, por esta razón, se utilizan fuentes de partida no convencionales como los hongos. El micelio de varias especies de hongos, como en el caso de Mucor rouxii , Absidia coerulea, Rhizopus orizae, y Aspergillus niger ha sido empleado como fuente alternativa para la obtención de quitosano.
la funcionalidad del quitosano en la utilización para el tratamiento de aguas es bastante prometedor, ayuda con facilidad para los procesos de floculación y coagulación de materia organica en suspensión, lo cual favorece sustancialmente la reducción de costos económicos y ambientales que estos procesos generan.
Por otra parte seria interesante evaluar la residualidad así se mencione las propiedades biodegradables que posee (cuanto tarda en degradarse?, ), de este componente y estudiar que otros efectos secundarios pudiera generar a la flora, micro flora, y fauna presente en el área donde se realizan las descargas. Igualmente que efectos positivos o negativos pudiese generar la aplicación de estos productos, si el caso fuese la utilización de estas aguas para uso agrícola. sin embargo es no deja de ser una investigación innovadora y son soluciones viables para la problemática ambiental que estamos afrontando.
Numerosos estudios han demostrado, que los metales pesados son tóxicos para los seres vivos, ya que afectan a las cadenas alimenticias, provocando un efecto de bioacumulación entre los organismos de la cadena trófica. Esto se debe a la alta persistencia de los metales pesados en el entorno, al no tener, la mayoría de éstos, una función biológica definida. Dichos metales pesados pasan a formar parte de la cadena alimenticia, a través de los organismos filtrantes (algas en en nuestro tema a tratar) presentes en el medio marino, habiendose observado en ciertas especies un factor de bioconcentración (concentración del metal contaminante en el organismo vivo/agua circundante) muy elevado. La descarga en los cursos de agua de los efluentes generados como consecuencia de distintas actividades antropogénicas, conteniendo metales tóxicos, entre otras especies contaminantes, constituye un grave problema que afecta la calidad del agua. La biosorción como ha sido definida, percibida e investigada esta basada en la extracción por biomasa que no realiza funciones metabólicas, la cual es una sustancia química compleja cuyos diversos tipos de grupos activos muestran tendencias de enlazar otras sustancias químicas, atrayéndolos desde la solución y ligándolos a la sustancia sólida de la biomasa, el sorbato saturado es fácilmente aislado del líquido (Volesky; 2003). La estructura de la pared celular de ciertas algas, hongos y bacterias es la responsable de este fenómeno, y ha demostrado poseer propiedades adsorbentes de metales pesados (Volesky y Holan, 1995). METODOLOGIA: La investigación es de tipo experimental y posee distintas metodologías donde se manipulan diferentes variables como son: Materiales: Para este estudio se utilizo levadura Saccharomyces cerevisiae, algas Ascophyllum nodosum y Lessonia trabeculata, hongo Lentinus edodes, cascarilla de arroz Oryza sativa y coronta de maíz blanco Zea mays; provenientes de desechos biológicos inertes y poliglucosamina (quitosano) de capazón de crustáceos (Aber Tech., Plouvien, France) con un 87% de grado de desacetilación.
Preparación de biomasa :Todos los biosorbentes fueron lavados vigorosamente con agua desionizada, secados en una estufa a 60 °C y almacenados en un desecador hasta su respectivo uso y/o pretratamiento. Los biosorbentes secos, fueron molidos y tamizados hasta alcanzar un diámetro de partícula < 75 mm.
Preparación de las soluciones de metales: Se usó nitrato de cadmio (II) tetrahidratado (Cd(NO3)2.4H2O) de J.T. Baker y sulfato de cinc (II) heptahidratado (ZnSO4.7H2O) de Riedel-de-Haën, ambas de grado analítico. Las soluciones fueron preparadas con agua desionizada, purificada por ósmosis reversa mediante el equipo Barnstead/Thermolyne (Dubuque, IA) D2714, el cual proporciona agua con una conductividad de 18 MO. EL pH de las soluciones fue ajustado a pH entre 2 y 6 usando soluciones 1M de ácido nítrico o hidróxido de sodio, controlado por un pH metro Chem-Cadet 5986-25 Pamer. Diseño de experimentos: De acuerdo a la literatura analizada se determinó que las variables de mayor importancia en el proceso de biosorción son: el pH, las concentraciones iniciales de metales y el tratamiento previo de la biomasa (lavado). El procedimiento experimental ha sido previamente realizado por nuestro laboratorio, el cual considera 5 gramos de quitosano en polvo y 75 mL de una solución al 2,5% de
Modificacion quimica de los bioabsorvebtes Se considera 5 gramos de quitosano en polvo y 75 ml de una solución al 2,5% deglutaraldehído (1,45 moles de grupos amino/mol de glutaraldehído en un matraz de Erlenmeyer de 125 ml. El matraz es agitado por 24 horas a 250 rpm de agitación orbital con equipo Bigbill Digital, Thermolyne. El producto de reacción fue lavado con agua desionizada con el fin de remover el exceso de reticulante. El quitosano reticulado fue secado a temperatura ambiente, siendo almacenado luego en un desecador hasta su uso. Con éste procedimiento se busca separar grupos funcionales.
Se mezcló 5 gramos de alga Lessonia trabeculata en polvo y 165 mL de una solución 0,3M de cloruro de calcio en un matraz de erlenmeyer y agitado durante 24 horas a 250 rpm de agitación orbital. El producto fue lavado con agua desionizada para remover el exceso de reticulante. El alga reticulada fue secada a temperatura ambiente, siendo almacenado luego en un desecador hasta su uso.
Experimentos de biosorcion: Se realizaron experimentos batch con dos cationes metálicos divalentes usando los mismos biosorbentes a los pH indicados. Se puso en contacto 20 mg de adsorbente con 200 mL de solución del metal de concentración inicial de 100 ppm de iones Zn+2 y Cd+2, respectivamente a temperatura ambiente. Las muestras por duplicado fueron sometidas bajo agitación orbital de 250 rpm durante 24 horas. Luego de alcanzar el equilibrio, se filtró las muestras en papel Whatman N°42 y se midió el contenido residual del catión metálico en el sobrenadante mediante un espectrofotómetro de absorción atómica a la llama (Perkin Elmer 3110). CONCLUSIONES En general, para cada metal, los factores más significativos son el pH de la solución metálica, el lavado de la biomasa. La presencia de electrolitos en las soluciones conllevan a una interferencia entre los iones metálicos que serán absorbidos y los sitios activos en los que estos iones se adsorben lo cuál es consistente con lo reportado por otros autores en trabajos previos (Kratochvil y Volesky; 1998). El pH bajo conlleva a la desactivación de sitios de adsorción por la presencia incrementada de protones en las soluciones que serán tratadas como ha sido demostrado previamente (Marques y Pinheiro, 2000).
METODOLOGIA: La investigación es de tipo experimental donde se evalúa la extracción química de quitosano a partir del micelio de Aspergillus niger, y su uso como bioadsorbente en la remoción de iones de metales pesados y de contaminantes presentes en agua contaminada proveniente del río Meléndez. Se lavaron 140 gr del micelio aspergillus nigar para eliminar las impurezas procedentes de la industria del acido citrico El polímero precipita adicionando NaOH al 40% hasta que el pH sea de 10,0 y posteriormente el sistema se dejó en reposo para una completa sedimentación. Se prepararon soluciones madre (1000 ppm) de cobre, plomo y níquel a partir de las sales CuSO4, NiCl2 y Pb(CH3COO)2 a distintas concentraciones a las cuales se les adicionó quitosano y estas se llevaron al equipo de absorción atómica para ser analizadas. El grado de desacetilación se determinó por dos métodos: mediante valoración potenciométrica, empleando 0,5 g de quitosano disueltos en 20 mL de HCl 0,3 M, NaOH 0,1 M como titulante y un pH-metro Schott Gerate CG820 para registrar el pH tras la adición de cada mL de base [8] y mediante análisis elemental, tomando la relación de los porcentajes de carbono y nitrógeno (C/N) del polímero. CONCLUSIONES Se logró extraer quitosano del micelio de Aspergillus Niger, con un rendimiento del 1,07%, según las condiciones de reacción empleadas. El polímero se identificó mediante espectroscopia infrarroja y análisis elemental, las muestras tratadas indican que el quitosano. Es un excelente removedor de cationes de metales pesados y presenta las siguientes caracteristicas: Bajo costo inicial Trabaja a pH por encima de 5. Actúa mejor como ayudante de floculación Se determinó que al emplear el polímero, la dosis óptima del coagulante primario (FeCl3) puede ser reducida hasta en un 50% de su valor original, permitiendo un ahorro en el uso del coagulante,
La determinación del pH en el agua es una medida de la tendencia de su acidez o de su alcalinidad. La mayoría de las aguas naturales tienen un pH entre 4 y 9, aunque muchas de ellas tienen un pH ligeramente básico debido a la presencia de carbonatos y bicarbonatos. Un pH muy ácido o muy alcalino, puede ser indicio de una contaminación industrial. En la Unión Europea la normativa 98/83/EU establece valores máximos y mínimos para el contenido en minerales, diferentes iones como cloruros, nitratos, nitritos, amonio, calcio, magnesio, fosfato, arsénico, entre otros., además de los gérmenes patógenos. El pH del agua potable debe estar entre 6,5 y 8,5. Los controles sobre el agua potable suelen ser más severos que los controles aplicados sobre las aguas minerales embotelladas. La presencia de arsénico en el agua potable puede ser el resultado de la disolución del mineral presente en el suelo por donde fluye el agua antes de su captación para uso humano, por contaminación industrial o por pesticidas. La ingestión de pequeñas cantidades de arsénico pueden causar efectos crónicos como envenenamientos graves, debemos tener presente que el cadmio es un metal altamente tóxico y se le ha atribuido varios casos de envenenamiento y la presencia del zinc en el agua se puede deber a desechos industriales. Es por ello que los análisis realizados son una excelente herramienta, útil para el entendimiento del efecto del pH en el proceso de biosorción de metales pesados y promueve el uso coherente de biopolímeros naturales presentes en biomasa de desecho para la adsorción selectiva a los mismos.
La contaminación por metales pesados se ha convertido en uno de los problemas ambientales más graves hoy en día. La bioadsorción, con microorganismos, tales como bacterias, hongos, levaduras y algas, es considerada como un costo-eficaz de la biotecnología en el tratamiento de aguas residuales.
Algunos productos son de gran aplicación en procesos de bioadsorción o bioacumulación de metales pesados en solución, los mismos que ofrecen una alternativa a las técnicas convencionales para la eliminación o recuperación de metales. Por otro lado, las biomasas pueden ser utilizadas de formas diferentes: libres, en forma de suspensiones dentro de soluciones metálicas y con agitación, o inmovilizadas, sobre algún tipo de soporte. La utilización de un tipo u otro de biomasa depende principalmente del tipo de escala que se esté utilizando. de acuerdo a las tecnicas utilizadas el quitosano como ayudante de coagulación y el quitosano como ayudante de floculación para determinar el grado de turbidez en el agua, elos bastante precisa y genera los resultados necesarios para posteriores avances...
LECTURA Nº 2 EFECTOS DEL PH EN LA ABSORCION DEMETALES PESADOS
Como bien sabemos los metales pesados son algunos de los contaminantes mas difíciles de erradicar por lo cual desde este punto de vista constituyen una gran preocupación por su alto potencial contaminante y degenerativo de nuestro medio ambiente; ya que se ha demostrado científicamente que además de causar algunos de los problemas ambientales mas graves , la exposición a metales pesados puede causar; muerte de vegetación, ríos animales y daños directos al hombre . De esta manera se puede connotar la importancia que genera la presente investigación , al especificar los efectos que genera el pH en la adsorción de algunos metales pesados como el cinc y conmio, mediante el uso de biopolimeros naturales . se sabe que en los últimos tiempos a través de investigaciones la biosorción se ha convertido en una solución tentativa para la contaminación por estos metales , por lo que mediante una metodología experimental se evaluaron diferentes pruebas de biosorción considerándose los efectos del pH en cationes divalentes y los efectos del pH en la superficie del biosorvente generando en cada una de ellas resultados alentadores al demostrar el efecto que genera la acidez y como el alga Lessonia trabeculata reticulada y sin reticular fueron los mejores adsorbentes de estos metales.
Velásquez José. Lectura 1, Es de suma importancia ya que con la utilizacion de biopolimeros naturales, como tecnica de biosorcion de metales pesados (Cadmio y cinc), se contribuye con el ambiente, primero al poder absorver estos metales que en cantidades execivas son dañinos al ser humano y animales acuaticos. segundo que estos son de origen natural, ambientalmente benignos, de bajo costo y ofrecen cierta selectividad a los metales pesados, lo cual contribuye a la mitigacion de la contaminacion, la limitante de la tecnica es que depende del nivel de ph del medio, el cual influye en el proceso de biosorcion, debido a la competencia de los grupos funcionales presentes en la superficie de los biopolimeros, con los iones intercambiables por los centros activos ionizables, todo esto demuestra el estudio que debe realizarse al nivel del ph del medio para poder aplicar la tecnica de forma eficiente.
Velásquez José. Lectura 2. El principal topico ambiental en esta lectura es el recurso agua como liquido primordial e indispensable para todos los seres vivos, lo cual se ve contaminada por las diversas actividades que realiza el ser humano en su afan de mejorar la calidad de vida de éste sin medir las consecuencias y como producto de la creciente industrialización sin controles eficientes, motivo a esta creciente problematica toma fuerza este estudio, el cual tiene como fundamento la extracion quimica del quitosano a partir del micelio de Aspergillus niger y evaluar su uso como bioabsorvente en el tratamiento de agua, entro de las tecnicas de analisis destaca, el analisis simple para la determinacion del grado de desacetililacioncarbono total con el analizador de TOC y la espectroscopia aptica atomica con el espectrofótometro UV, la sepectroscopia infraroja y resonancia magnetica, el viscosimetro y peso molecular
Velásquez José. cont. lectura 2. Como tecicas de analisis fisicos destacan la sedimentación, centrifugación,filtración para la purificacion y obtencion del quitosano.
Velásquez José. Lectura 1. En el mismo orden de idea, se puede resaltar como Técnica de Análisis utilizada, en las pruebas de biosorcion, la espectroscopia optica atomica con la utilizacion de un espectrofotómetro de absorcion atomica a la llama, igualmente se utilizo el tamizado, filtrado y centrifugado como tecnicas de analísis físico, por otro lado el estudio resalta una metodologia de tipo experimental en laboratorio, con una publicacion de resultados de forma secuencial y sus respectivas conclusiones.
LECTURA Nº 1 EXTRACCION DE QUITOSANO Y SU APLICACION COMO BIOADSORVENTE
El agua es el principal componente para el desarrollo de los seres humanos pero cada día se evidencia notariamente la contaminacion de las mismas, razon por la que cada vez más se buscan nuevos métodos que constituyan un aporte para el tratamiento de las mismas. La presente investigación ha sido encausada en las aplicaciones del QUITOSANO como material bioadsorvente debido a que el mismo es un polisacárido lineal compuesto de cadenas distribuidas aleatoriamente de β-(1-4) D-glucosamina (unidades deacetiladas) y N-acetil-D-glucosamina (unidad acetilatada). Para la Obtension de este se tiene que se realizó mediante la extracción de quitina a partir del micelio de Aspergillus niger.Tradicionalmente, la fuente primaria de quitosano ha sido la quitina, proveniente de los exoesqueletos de los camarónes, sin embargo la extracción del polímero se ve limitada, debido a la escasez del material residual en ciertas temporadas del año o tiempos de veda, por esta razón, se utilizan fuentes de partida no convencionales como los hongos especificamente tal cual es el caso del Aspergillus niger que segun la siguiente metodologia experimental se procedio a tomar una una muestra de 140gr del micelio de Aspergillus niger,se lavado para eliminar las impurezas, se transfirió a un balón de fondo redondo de 1 L provisto de una barra magnética para agitación y posteriormente se adicionó NaOH al 40% (500 mL). La reacción se calentó hasta ebullición durante 5 horas. Al terminar la reacción se obtuvo una pasta de color café (alrededor de 100 g), que se vierte a un erlenmeyer de 4 L. Se procedió a eliminar todo exceso de NaOH, lavando la pasta resultante con abundante agua caliente, hasta que quedara de color crema, luego se midió el pH de la pasta hasta que fue cercano a la neutralidad. La pasta color crema (alrededor de 90 g) se mezcló con CH3COOH al 10% (500 mL) en un vaso de 4 L provisto de una barra magnética, se somete a agitación durante 3 horas y se midió el pH de la pasta, el cual debe oscilar entre 3,8-4,5, luego se procedió a verter la mezcla resultante en frascos de plástico, estos se llevan a centrifugación, a una velocidad entre 4.500-6.000 rpm durante 10-15 minutos. Los sobrenadantes de cada frasco se reunieron en erlenmeyers de 1 L. La operación de extracción se repitió dos veces más adicionando ácido acético al 10% y los tres extractos se reunieron en un mismo recipiente. Finalmente el polímero precipita adicionando NaOH al 40% hasta que el pH sea de 10,0 y posteriormente el sistema se dejó en reposo para una completa sedimentación. El quitosano se recuperó por centrifugación y por filtración, se lavó con agua, etanol y se secó en un horno al vacio a 40°C, obteniéndose 1,5 g del polímero, equivalente a un rendimiento del 1,07%. De esta manera El quitosano obtenido se empleó para evaluar la floculación y la coagulación de materia orgánica de muestras de agua del río Meléndez en colombia. Para la evaluación del quitosano se hicieron dos estudios, empleando el polímero como ayudante de coagulación y de floculación, utilizando la dosis óptima de cloruro férrico. El quitosano utilizado como ayudante de coagulación dejando como resultado la netralizacion de las cargas coloidales presenes en la muestra, lo cual nos demuestra la eficiencia del mismo en el tratamiento de guas cotaminadas.
Para la evaluación del quitosano se hicieron dos estudios, empleando el polímero como ayudante de coagulación y de floculación, utilizando la dosis óptima de cloruro férrico. El quitosano utilizado como ayudante de coagulación dejando como resultado la netralizacion de las cargas coloidales presenes en la muestra, lo cual nos demuestra la eficiencia del mismo en el tratamiento de guas cotaminadas al comprobarse se que la utilizacion del quitosano, mejora la floculación, dado que los parámetros estudiados exhiben las mejores reducciones. Además, se determinó que al emplear el polímero, la dosis óptima del coagulante primario (FeCl3) puede ser reducida hasta en un 50% de su valor original, permitiendo un ahorro en el uso del coagulante.
TECNICAS DE ANALISIS. LECTURA Nº 1 Se midió el efecto del PH en cationes divalentes como también el efecto del PH en la superficie del biosorvente, mediante el contenido residual del catión metálico en el sobrenadante en el primer caso y el catión Cd+² en los diferentes biosorventes probados en el segundo; a través de un espectrofotómetro de absorción atómica a la llama
grac. COMENTARIO 01! Un gran problema a nivel mundial aun sin solución. DIVERSOS METALES PESADOS que son arrojados a ríos y mares sin el debido control ambiental, donde el pH fue analizado desde el punto de vista de adsorbente por medios de algas, irracionalmente a ocasionado en las mismas una pérdida del pH neutral expandiéndose una contaminación en los espacios, esta investigación es de tipo experimental ya que le fueron realizados diversos análisis con las técnicas de tamizad
grac. COMENTARIO 02! La contaminación del agua se debe a que no hay un tratamiento adecuado, a pesar que se han implementado diversos métodos para reducir la contaminación del agua, ya que dicho y apreciado líquido es indispensable para todo los seres vivos. La contaminación en los ríos se debe principalmente por los desechos y material orgánico. En este procedimiento se aplicaron dos técnicas elemental y valoración potenciométrica en donde se logro extraer en quitosano y se comprobó que al utilizarlo actúa mejor como ayudante de floculación, también puede ser reducido hasta un 50% de su valor original. Teniendo buenos resultados y permitiendo un ahorro en el uso del Coagulante, no alterando las normas de trabajo de la ASTMD2035-08 para tratamientos de agua.
estimados compañeros pueden desde ya comentar las lecturas. saludos
ResponderEliminarIngeniería Ambiental: Ingenieria Ambiental (seccion 02)
ResponderEliminarIngeniería Ambiental: Ingenieria Ambiental (seccion 02):
el metales cinc no es altamente toxico, por considerarse un elemento esencial para animales y humanos, por regular funcionamiento de sistemas enzimáticos, sin embargo se han encontrado efectos adversos en la morfología de peces. Por
otro lado, la toxicidad de cadmio es ampliamente conocida por la destrucción de sitios enzimáticos activos y alteraciones del sistema nervioso en seres humanos, incluso a bajas concentraciones. por eso surge como alternativa la ultilizacio bacterias, hongos, algas por su capacidad de biosorción capaces de secuestrar o intercambiar iones metálicos en los cuales los centros atrayentes de cationes que son los grupos funcionales amino, hidroxilo, carboxilato, fosfato, sulfhidrilos,entre otros. conocidos por su potencial núcleofilo.
el alga reticulada presente una máxima capacidad de
ResponderEliminaradsorción a un pH menor que el alga no reticulada, Las condiciones de trabajo requerían de un pH ácido para facilitar la conversión del quitosano a polielectrolito y hacerlo mas soluble al ser un compuesto soluble, aseguraba la formación de los complejos organometálicos que sirve cono catalizadores de iones finalmente vemos como los microorganismos a través de su procesos metabólicos contribuyen al control del medio ambiente y la no alteración del mismo,controlando así lo que se quiera producir o catalizar.
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ResponderEliminarLECTURA #1.0 - FORO #1
ResponderEliminarEl cinc y el cadmio aunque son agentes de fuentes naturales, son metales altamente tóxicos para el ser humano, especies animales terrestres y acuáticos; y por la absorción de los vegetales por aguas contaminadas de los mismos. Tomando en cuenta que el consumo en pequeñas concentraciones no pueden ser tóxicos. Por ejemplo: El cinc, el cual es necesario para los seres vivos por ser una fuente nutrición, es variable el nivel de toxicidad en las aguas y varian el ecosistema acuático como en los peces, produciendo carcinomas, y en el Cadmio por causar daños al sistema nervioso central. Los Biosorbentes, los cuales son microorganismos que, bien solos o junto con un sustrato son capaces de extraer y/o concentrar determinadas moléculas al retenerlas selectivamente, trabajan mediante la Bioacumulación, que consiste el aumento en la concentración de un compuesto químico estable, como el de un metal pesado, a partir de su introducción en un entorno natural. Si no existen agentes capaces de biodegradarlo, la concentración del compuesto aumenta a su paso por la cadena alimenticia, de ahí que los organismos superiores estén más expuestos a sus efectos tóxicos. Sin embargo, este fenómeno puede resultar útil para eliminar metales pesados de las aguas residuales, y para la biorremediación. De esta manera se ésta haciendo frente a las grande contaminaciones de aquellas empresas industriales que desechan estos químicos al igual que muchos más; con el uso de biomasas debido al potencial de compuestos orgánicos capaces de secuestrar y/o intercambiar iones metálicos, entre ellos se destacan: polialginatos, péptidoglucanos, polisacáridos, glicoproteínas, fucanoides, compuestos heterocíclicos, flavonoides,en los cuales los centros atrayentes de cationes son los grupos funcionales amino, hidroxilo, carboxilato, fosfato, sulfhidrilos…
LECTURA #1.1 - FORO #1
ResponderEliminarEl pH representa una fuerte influencia en el proceso de biosorción, aunque existen muchas interrogantes en los estudios sobre el catión metálico y la superficie activa del biosorbente. La efectividad de estudio en cuanto a la utilización del pH en la adsorción de metales pesados implementando el cinc y el cadmio, nos demuestra que todo depende de la masa y volumen del mismo, ya que a mayor de ellos, mayor es la cantidad de carga de iones debido a la acidez también depende de la sensibilidad del adsorbente y por su habilidad en la formación de complejos de coordinación para su estabilización.
Foro nº 1. Lectura # 1
ResponderEliminarLos metales pesados como en cinc y el cadmio son peligrosos porque tienden a bioacumularse, lo que representa un aumento en la concentración de un producto químico en un organismo biológico en un cierto plazo.
El pH es un factor esencial. La mayoría de los metales tienden a estar más disponibles a pH ácido, El pH tiene un importante efecto sobre la materia orgánica. Los fenómenos de biosorción se caracterizan por la retención del metal mediante una interacción físicoquímica del metal con ligandos pertenecientes a la superficie celular. Esta interacción se produce con grupos funcionales expuestos hacia el exterior celular pertenecientes a partes de moléculas componentes de las paredes celulares.
Pruebas
Efecto del pH en cationes divalentes.y el Efecto del pH en la superficie del biosorbente. Dan como resultado que la superioridad del ion cadmio frente al ion cinc como adsorbato la cual posee una gran masa involucra tener un volumen adecuado que genera una eficiente separación de cargas dentro del ion metálico, la heterogeneidad en la diferencia de adsorción de los cationes el efecto del pH y la química acuosa del ion metálico, que a mayor número de ligandos rodeando un catión metálico, mayor será su radio iónico y volumen, influye en las características fisicoquímicas del adsorbentes y el estudio del pH óptimo de la biosorción y la temperatura adecuada.
- La bioremediación por biosorción es útil en la eliminación de metales, contenidos en efluentes mineros, por ser una técnica limpia y económicamente favorable.
– El biopolímero quitosano es un adsorbente natural proveniente de los desechos industriales, adecuado para su uso en biosorción metálica. El quitosano en particular se obtiene de la quitina, biopolímero más abundante después de la celulosa, tiene la funcionalidad de conferir la capacidad de absorber bajo condiciones predeterminadas, especies metálicas diversas.
Foro 1
ResponderEliminarParticipante: Ing. Rumaris Flores
C.I: 18.321.275
Lectura: 1
Elucidación del Efecto del PH en la Adsorción de Materiales Pesados mediante Biopolimeros Naturales: Cationes Divalentes y Superficies Activas.
En la última década, la biosorcion, ha surgido como solución tentativa ante la contaminación latente por metales pesados. Biomasa inerte ha sido utilizada con éxito en la eliminación de metales tóxicos y de alta ley de soluciones acuosas, incluyendo bacterias, hongos, algas y plantas mayores. Dichos biosorbentes usados son de bajo costo, ambientalmente benignos y exhiben cierta selectividad por los metales pesados antes las demás especies iónicas.
La capacidad de biosorcion de estas biomasas se debe a la potencial cantidad de compuestos orgánicos capaces de secuestrar o intercambiar iones metálicos, entre las cuales destacan, polialginatos, peptidoglucanos, polisacáridos, glicoproteínas, fucanoides, compuestos heterocíclicos, flavonoides, etc.
El efecto del pH ha sido ampliamente estudiado para varios sistemas, reconociendo su fuerte influencia en el proceso de biosorcion. Para tal efecto se propuso como objetivo de este trabajo, el evaluar diversos biosorbentes con diferentes grupos funcionales activos ante dos diferentes iones metálicos divalentes para analizar el rol del pH que condiciona la eficiente interacción entre el catión metálico y la superficie polar y cargada del adsorbente.
La química acuosa del ion metalico es el rol más importante que desempeña el pH en la adsorción de iones metálicos.
Esta tecnología permite transferir características entre distintos organismos por muy distanciados que este evolutivamente hablando, saltando todas las barreras evolutivas posibles. El método más extendido en esta técnica se emplea para descontaminar lugares afectados por diferentes elementos como son metales pesados, materiales organicos y radionucleoides gracias a la gran variedad de especies y áreas en las que pueden actuar la fitorremediacion.
El proceso de absorción, por ejemplo de metales pesados, es bastante lento, por lo que no seria útil para una remediación rápida del problema. Seria más propia para una remediación a medio plazo.
Continuacion de la Lectura N° 1:
ResponderEliminarPrimeramente muchos metales desempeñan un papel especifico como microelementos para el desarrollo de determinadas funciones vitales en los seres vivos. Estos metales, participan como componentes de algunas enzimas, proteínas estructurales y pigmentos, así como en el mantenimiento del balance iónico y potencial de las células.
Los microorganismos procariotas han coexistido con los metales pesados desde los comienzos de la vida. Para ello han desarrollado diferentes adaptaciones para poder vivir en gran variedad de ambientes con altas concentraciones metales. Los mecanismos implicados en este proceso son principalmente reacción red-OX, precipitación, o la bioacumulacion y bioabsorcion de metales por parte de las bacterias.
Los metales pesados como uranio, cadmio y mercurio no son biodegradables, pero las bacterias pueden concentrarlos de tal manera de aislarlos para que sean eliminados más fácilmente. Estas características también pueden lograrse por ingeniería genética.
Los resultados, muestran un fuerte efecto del pH en la química acuosa del catión metalico dominada por aquo e hidroxocomplejos, la cual es condicionada por la propia acidez del catión. Los grupos funcionales presentes en la superficie del adsorbente característicos de los biopolimeros también están sujetos al efecto del pH debido a la competencia con iones intercambiables (H3O) por los centros activos ionizables. La adsorción de metales pesados por biopolimeros es fuertemente influenciada por el pH del medio, dicho efecto es a nivel de a disponibilidad de iones metalicos en su forma adsorbible en solución y a nivel de la actividad de grupos funcionales potenciales centros de adsorción en la superficie del adsorbente. Se evaluaron ambos efectos por separado, usando dos cationes divalentes y diversos biosorbentes.
El efecto del pH en el proceso de biosorcion de metales pesados es evaluado desde dos puntos de vista: en el ion metálico, mediante el uso de cationes divalentes y en la superficie del adsorbente, mediante el uso de diversos biopolimetros naturales en la biosorcion de un mismo metal.
Foro 1
Lectura: 2
Extraccion, Identificacion y Caracterizacion de Quitosano del Micelio de ASPERGILLUS NIGER y sus Aplicaciones como Material Bioadsorbente en el Tratamiento de Aguas.
Con el pasar del tiempo las actividades desarrollados por el hombre han generado en el medio ambiente impactos ambientales negativos afectando considerablemente los ecosistemas terrestres y acuíferos debido a los otros contenidos de desechos químicos a diario son vertidos en ellos, por industrias y agricultores superando de esta manera los limites permitidos, por la naturaleza.
Es por este razón que se ha generado preocupación en la sociedad de científicos, al observar los altos % de producción acumulada en el ambiente llevándolos de esta manera a estudiar y a desarrollar técnicas de biotecnología tales como: biocumulacion o también llamadas fitorremediacion y la biosorcion, con la finalidad de poder eliminar de forma económica y eficaz los metales pesados o productos químicos tales como: cadmio, cromo, plomo, cobre, zinc entre otros, los cuales a su vez causan efectos adversos en la salud de los seres vivos que están expuestos a ellos.
Gracias a la tecnología y a los estudios realizados por la comunidad científica se ha logrado desarrollar investigaciones a plantas cuyas propiedades físicas y químicas desempeñan un papel importante en la aplicación de las técnicas para la eliminación de los metales pesados presentes en las aguas. Existen hasta 400 plantas que tienen distintos grados de eficiencia en la acumulación de sustancias toxicas y se espera que aumenten en numero y utilización para la descontaminación de aguas y suelos. También existen plantas que lo hacen naturalmente.
Si bien hoy en día se están estudiando y aplicando nuevas tecnologías en las áreas químicas, físicas y biológicas que cumplan con las premisas de bajo costo y de cero impacto en todos los ámbitos, a fin de obtener importantes avances en la purificación de las aguas motivado al avance de la contaminación del área industria sobre todo en lo que se refiere a los metales pesados como el plomo, cadmio, zinc entre otros.
ResponderEliminarConsiderando el desarrollo de las lecturas y los procesos de purificación incorporando elementos que optimicen las operaciones y costos que es el objeto primordial de las mismas, es importante destacar que el pH, el tiempo y el gradiente de velocidad son factores que promueven la floculación - coagulación como producto de la desestabilización electroestática e intercambio de iones, que incorporando nuevos bioelementos para se produzca una biosorcion de metales pesados presentes en el agua.
En el caso del pH y su actuación con los metales pesados Es un factor esencial. La mayoría de los metales tienden a estar más disponibles a pH ácido, El pH tiene un importante efecto sobre la materia orgánica y es un parámetro importante para definir la movilidad del catión, debido a que en medios de pH moderadamente alto se produce la precipitación como hidróxidos. En medios muy alcalinos, pueden nuevamente pasar a la solución como hidroxicomplejos. Si el pH es elevado entonces puede bajar la toxicidad metálica por precipitación como carbonatos e hidroxidos. La adsorción de los metales pesados está fuertemente condicionada por el pH del suelo (y por tanto, también su solubilidad).
Si bies es bastante claro, la aplicaciones de métodos que generen rendimiento y minimice los costos para el tratamiento de las aguas en Venezuela resultaría de gran interés, si primeramente tomásemos en cuenta que en Venezuela existen normativas para la clasificación y parámetros para la calidad del agua que por ley todos los ciudadanos, organismos públicos, privados, hidrológicas, ministerios y todo ente que tenga que ver con la calidad del agua sea para consumo o tratatamiento de afluentes deberíamos cumplir para entrar en los estándares que entre estos se encuentran el pH y los metales pesados.
En segundo punto, si manejamos ambos textos y se aplicaran como ejemplos para fomentar mejoras y construir plantas y de tratamientos y procesos optimos donde la bioabsorcion cumpla un factor preponderante como en otros países, generaríamos un enorme impacto en la conservación del ambiente de las cuencas y suelos venezolanos. Y tercero desarrollar planes de aplicación donde todas las personas entendamos y le demos la real importancia que estas investigaciones y procesos que tienen la intensión de generar soluciones y aporte que beneficien a la población y se apliquen las leyes para el control de calidad del agua.
Ing. Richard Linares
CI 13803432
Artículo 3º: Las aguas se clasifican en:
ResponderEliminarTipo 1 Aguas destinadas al uso doméstico y al uso industrial que requiera de agua potable, siempre que ésta forme parte de un producto o sub-producto destinado al consumo humano o que entre en contacto con él.
Las aguas del tipo I se desagregan en los siguientes sub-tipos:
Sub-Tipo 1A: Aguas que desde el punto de vista sanitario pueden ser acondicionadas con la sola adición de desinfectantes.
Sub-Tipo 1B: Aguas que pueden ser acondicionadas por medio de tratamientos convencionales de coagulación, floculación, sedimentación, filtración y cloración.
Sub-Tipo 1C: Aguas que pueden ser acondicionadas por proceso de potabilización no convencional.
Tipo 2 Aguas destinadas a usos agropecuarios.
Las aguas del Tipo 2 se desagregan en los siguientes sub-tipos:
Sub Tipo 2A: Aguas para riego de vegetales destinados al consumo humano.
Sub Tipo 2B: Aguas para el riego de cualquier otro tipo de cultivo y para uso pecuario.
Tipo 3 Aguas marinas o de medios costeros destinadas a la cría y explotación de moluscos consumidos en crudo.
Tipo 4 Aguas destinadas a balnearios, deportes acuáticos, pesca deportiva, comercial y de subsistencia.
Las aguas del Tipo 4 se desagregan en los siguientes subtipos:
Sub Tipo 4A: Aguas para el contacto humano total.
Sub Tipo 4B: Aguas para el contacto humano parcial.
Tipo 5 Aguas destinadas para usos industriales que no requieren de agua potable.
Tipo 6 Aguas destinadas a la navegación y generación de energía.
Tipo 7 Aguas destinadas al transporte, dispersión y desdoblamiento de poluentes sin que se produzca
interferencia con el medio ambiente adyacente.
1. Las aguas del Sub-Tipo IA son aquellas cuyas características corresponden con los límites y rangos siguientes:
Parámetro Límite o rango máximo
Oxígeno disuelto (O.D) mayor de 4,0 mg/l. (*)
pH mínimo 6,0 y máximo 8,5
Color real menor de 50, U Pt-Co.
Turbiedad menor de 25, UNT.
Fluoruros menor de 1,7 mg/l.
Organismos coliformes totales promedio mensual menor a 2000 NMP por cada 100 ml.
* Este valor también se podrá expresar como porcentaje de saturación, el cual debe ser mayor de 50%.
2. Las aguas del Sub-Tipo 1B son aquellas cuyas características corresponden con los límites y rangos siguientes:
Parámetro Límite o rango máximo
Oxígeno disuelto (O.D.) mayor de 4,0 mg/l. (*)
pH mínimo 6,0 y máximo 8,5.
Color real menor de 150, U Pt-Co.
Turbiedad menor de 250, UNT.
Fluoruros menos de 1,7 mg/l.
Organismos coliformes totales promedio mensual menor a 10000 NMP por cada 100 ml.
* Este valor también se podrá expresar como porcentaje de saturación, el cual debe ser mayor de 50%.
ResponderEliminar3. Las aguas de los Sub-Tipos 1A y 1B no deberán exceder, además, los siguientes límites:
Elementos compuestos Límites
Aceites minerales 0,3 mg/l
Aluminio 0,2 mg/l
Arsénico total 0,05 mg/l
Bario total 1,0 mg/l
Cadmio total 0,01 mg/l
Cianuro total 0,1 mg/l
Cloruros 600 mg/l
Cobre total 1,0 mg/l
Cromo total 0,05 mg/l
Detergentes 1,0 mg/l
Dispersantes 1,0 mg/l
Dureza, expresada como CaCO3 500 mg/l
Extracto de carbono al cloroformo 0,15 mg/l
Fenoles 0,002 mg/l
Hierro total 1,0 mg/l
Manganeso total 0,1 mg/l
Mercurio total 0,01 mg/l
Nitritos + Nitratos (N) 10,0 mg/l
Plata total 0,05 mg/l
Plomo total 0,05 mg/l
Selenio 0,01 mg/l
Sodio 200 mg/l
Sólidos disueltos totales 1500 mg/l
Sulfatos 400 mg/l
Zinc 5,0 mg/l
Biocidas
Organofosforados y Carbamatos 0,1 mg/l
Organoclorados 0,2 mg/l
Radiactividad
Actividad máximo 0,1 Becquerelio por litro (Bq/l)
Actividad máximo 1,0 Becquerelio por litro (Bq/l)
4. Las aguas del Sub-Tipo 1C son aquellas en las cuales el pH debe estar comprendido entre 3,8 y 10,5.
5. Las aguas del Sub-Tipo 2A son aquellas cuyas características corresponden con los límites y rangos siguientes:
Parámetro Límite o rango máximo
Organismos coliformes totales promedio mensual menor a 1000 NMP por cada 100 ml.
Organismos coliformes fecales menor a 100 NMP por cada 100 ml.
6. Las aguas del Sub-Tipos 2B son aquellas cuyas características corresponden con los límites y rangos siguientes:
Parámetro Límite o rango máximo
Organismos coliformes totales promedio mensual menor a 5000 NMP por cada 100 ml.
Organismos coliformes fecales menor a 1000 NMP por cada 100 ml.
7. Las aguas de los Sub-Tipos 2A y 2B no deberán exceder, además, los siguientes límites:
Elementos compuestos Límites
Aluminio 1,0 mg/l
Arsénico 0,05 mg/l
Bario 1,0 mg/l
Boro 0,75 mg/l
Cadmio 0,005 mg/l
Cianuro 0,2 mg/l
Cobre 0,20 mg/l
Cromo Total 0,05 mg/l
Hierro Total 1,0 mg/l
Litio 5,0 mg/l
Manganeso Total 0,5 mg/l
Mercurio 0,01 mg/l
Molibdeno 0,005 mg/l
Níquel 0,5 mg/l
Plata 0,05 mg/l
Plomo 0,05 mg/l
Selenio 0,01 mg/l
Sólidos disueltos totales 3000 mg/l
Sólidos flotantes Ausentes
Vanadio 10,0 mg/l
Zinc 5,0 mg/l
Biocidas
Organofosforados y carbamatos 0,1 mg/l
Organoclorados 0,2 mg/l
Radiactividad
Actividad máximo 0,1 Becquerelio por litro (Bq/l)
Actividad máximo 1,0 Becquerelio por litro (Bq/l)
8. Las aguas del Tipo 3 son aquellas cuyas características corresponden con los límites y rangos
siguientes:
Parámetro Límite o rango máximo
Oxígeno disuelto (O.D) mayor de 5,0 mg/l. (*)
PH mínimo 6,5 y máximo 8,5.
Aceites minerales 0,3 mg/l
Detergentes no biodegradables menor de 1 mg/l.
Detergentes biodegradables menor de 0,2 mg/l.
Residuos de petróleo, sólidos
sedimentables y flotantes ausentes
Metales y otras sustancias tóxicas no detectable (***)
Fenoles y sus derivados 0,002 mg/l.
Biocidas
Organofosforados y Carbamatos 0,1 mg/l
Organoclorados 0,2 mg/l
Organismos coliformes totales (**) a) promedio mensual menor a
70 NMP por cada 100 ml.
b) el 10% de las muestras puede
exceder de 200 NMP por cada
100 ml..
ResponderEliminarRadiactividad
Actividad máximo 0,1 Becquerelio por litro (Bq/l).
Actividad máximo 1,0 Becquerelio por litro (Bq/l).
* Este valor también se podrá expresar como porcentaje de saturación, el cual debe ser mayor de 60%.
** Las muestras deben ser representativas de la calidad del cuerpo de agua a ser aprovechado. De existir fuentes de contaminación
las muestras deberán ser tomadas en las zonas afectadas. En ambos casos se muestreará bajo las condiciones hidrográficas más
desfavorables, a juicio del Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables.
*** Según los métodos aprobados por el Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables.
9. Las aguas del Sub-Tipo 4A son aquellas cuyas características corresponden con límites y rangos siguientes:
Parámetro Límite o rango máximo
Organismos coliformes totales a) menor a 1000 NMP por cada 100 ml en el 90% de una serie de
muestras consecutivas.
b) menor a 5000 NMP en el 10% restante.
Organismos coliformes fecales a) menor a 200 NMP por cada 100 ml en el 90% de una serie de muestras consecutivas.
b) menor a 400-NMP en el 10% restante.
Moluscos infectados con S. Mansoni Ausentes.
10. Las aguas del Sub-Tipo 4B son aquellas cuyas características corresponden con los límites y rangos siguientes:
Parámetro Límite o rango máximo
Organismos coliformes totales a) menor a 5000 NMP por cada 100 ml en el 80% de una serie de muestras consecutivas.
b) menor a 10000 NMP en el 20% restante.
Organismos coliformes fecales menor a 1000 NMP por cada 100 ml en la totalidad de las muestras.
Moluscos infectados con S. Mansoni Ausentes.
11. Las aguas del Tipo 4 deberán cumplir, además, con las siguientes condiciones:
Parámetro Límite o rango máximo
Oxígeno disuelto (OD) mayor de 5,0 mg/l (*)
PH mínimo 6,5 y máximo 8,5.
Aceites minerales 0,3 mg/l.
Detergentes menor de 1 mg/l.
Sólidos disueltos desviación menor de 33% de la condición natural
Residuos de petróleo, sólidos sedimentables y flotantes Ausentes
Metales y otras sustancias tóxicas no detectable (**)
Fenoles y sus derivados 0,002 mg/l
Biocidas
Organofosforados y Carbamatos 0,1 mg/l
Organoclorados 0,2 mg/l
Radiactividad
Actividad máximo 0,1 Becquerelio por litro (Bq/l).
Actividad máximo 1,0 Becquerelio por litro (Bq/l).
* Este valor también se podrá expresar como porcentaje de saturación, el cual debe ser mayor de 60%.
** Según los métodos aprobados por el Ministerio del Ambiente y de los Recursos Naturales Renovables.
12. Las aguas del tipo 5 son aquellas cuyas características corresponden a los límites y rangos siguientes:
Parámetro Límite o rango máximo
ResponderEliminarFenoles menor de 0,002 mg/l.
Aceites y espumas Ausente
Sustancias que originen sedimentación de sólidos y formación de lodos Ausente.
13. Las aguas del tipo 6 son aquellas cuyas características corresponden a los límites y rangos siguientes:
Parámetro Límite o rango máximo
Oxígeno disuelto (OD) mayor de 4 mg/l.
Sólidos flotantes y sedimentables o depósitos de lodo.
concentraciones que no interfieran la navegación o la generación de energía.
14. Las aguas del Tipo 7 son aquellas cuyas características correspondan a los límites siguientes:
Parámetro Límite o rango máximo
Oxígeno disuelto (OD) mayor de 3 mg/l.
RESPUESTA EMITIDA POR LUIS LA LOGGIA AL COMENTARIO DE EULICER LINARES:
ResponderEliminarMuy acertado tu comentario debido debemos saber con extactitud que tipo de pruebas estamos haciendo como el trabajo con el pH, pero tambien tomar en cuenta esas descripciones de lo que son las pruebas y tipos de materiales o conceptos que definen y dejan claro la referencia de la lectura.como el uso de los biopolimeros por medio del pH, que son los biopolimeros y focalizando aquellas palabras no definidas dentro de la lectura... LALLG
QUITOSANO DEL MICELIO DE ASPERGILLUS NIGER
ResponderEliminarSección 02: Henrry Ochoa (lectura 02)
1.- TOPICO AMBIENTAL: Las masas de agua de los ríos, lagos y quebradas son vulnerables a la contaminación por varios factores como son: la presencia de biosólidos, componentes inorgánicos, biológicos y desechos industrias; en este articulo se estudio específicamente las agua del río Meléndez (Cali – Colombia) y para reducir los niveles de contaminación se aplico el tratamiento con Quitosano obtenido del Micelio de Aspergillus Níger. Tecnología que permite el proceso de bioadsorciónpor que implica una fase sólida –biomasa - (sorbente o adsorbente) y una fase líquida (solvente) que contiene las especies disueltas (adsorbatos) que van a ser retenidas por el sólido. Para que este proceso se lleve a cabo debe existir afinidad del adsorbente por los adsorbatos, para que estos últimos sean transportados hacia el sólido donde van a ser retenidos por diferentes mecanismos. Esta operación continúa hasta que se establece un equilibrio entre el adsorbato disuelto y el adsorbato enlazado al sólido. . .
2.- TÉCNICA DE ANÁLISIS QUÍMICO UTILIZADO. (Solidos Sedimentales) análisis químico utilizado, es el método de extracción química de quitosano a partir del micelio de Aspergillus niger, proveniente de varias especies de hongos, utilizando una serie de reactivos químicos, materiales y equipos de laboratorios, siguiendo una serie de procedimientos físicos (evaporación, agitación, cristalización) y mecánicos (centrifugación, decantación, filtración) hasta obtener el quitosano. Uno de los componentes de la pared celular del micelio es la quitina, a partir de la cual mediante procesos de desacetilación, se obtiene el quitosano, que a su vez se puede modificar químicamente por procesos de funcionalización y entrecruzamiento aumentando su aplicabilidad. A partir del entrecruzamiento químico se obtienen redes tridimensionales biocompatibles y biodegradables conocidas como hidrogeles, capaces de absorber y liberar diferentes moléculas de bajo peso molecular.
ResponderEliminar3.- METODOLOGÍA APLICADA. El desarrollo de este trabajo se enmarco en una investigación experimental. El objetivo fundamental es presentar el método de extracción química de quitosano a partir del micelio de Aspergillus niger, y evaluar su uso como bioadsorbente en la remoción de iones de metales pesados; la estructura del polímero de quitosano se observaron a través del método espectroscopia de infrarrojo y por resonancia magnética nuclear.
Con los análisis experimentales obtenidos a diferentes concentraciones de quitosano y diferentes isotermas (temperatura constante); se pudo determinar el poder de adsorción del quitosano de materia pesada presente en el agua del río Meléndez .
Le recomiendo leer el infome 31107101 de la MSc. Anaís Balza “Bioadsorción de hierro utilizando quitosano (poliglucosamina), al determinar metales pesados en los efluentes industriales del río Tinaquillo y río Tamanaco, del estado Cojedes”
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ResponderEliminarForo nº1. Lectura # 2.
ResponderEliminarEn factores ambientales la contaminación de las aguas es uno de los aspectos más preocupantes de la degradación de los medios naturales por parte de la civilización contemporánea. La recuperación de metales de efluentes acuosos puede llevarse a cabo por diferentes tratamientos.
Se han considerado también otros adsorbentes con el fin de encontrar materiales más eficientes y menos costosos. Así, se está estudiando la bioadsorción en organismos vivos (bacterias, hongos, algas) o por compuestos extraídos de estos organismos.
El quitosano, poli(β-1-4)-2-amino-2-deoxi-D- glucopiranosa, se prepara por desacetilación de los grupos acetamida de la quitina, que es un polímero también un polisacárido que se encuentra en estado natural en las paredes celulares de algunos hongos; sin embargo, su principal fuente de producción es la hidrólisis de la quitina en medio alcalino, usualmente hidróxido de sodio o de potasio, a altas temperaturas.
Técnicas
La aplicación del quitosano como adsorbente de iones metálicos como cobre, plomo y níquel se evalua por medio de isotermas de adsorción. De los modelos cinéticos estudiados y con base en las condiciones de trabajo establecidas, constatando que para el cobre y el plomo, las isotermas a seguir son de tipo I y el modelo cinético que se ajusta es el de Langmuir, indicando adsorción de tipo químico en monocapas. mientras que el níquel exhibe isotermas tipo II.
Se emplea el quitosano como adsorbente para remover cromo de las aguas residuales de la industria de curtiembres. El quitosano adsorbió 52 mg Cr (III)/g a un pH de 4.0. Se aplicaron los modelos de Langmuir y Freundlich, concluyendo que un incremento en la concentración inicial de cromo trae como consecuencia una disminución en el proceso de adsorción
Metodologia
Se utilizó la cepa de Aspergillus niger, productora de ácido cítrico, para las determinaciones de biomasa, ácido cítrico y sacarosa residual. Para la extracción de quitosano por ruptura de las paredes celulares.
Adicionalmente se determino el pH de cada muestra como factor relacionado con la producción de ácido. El micelio se recuperó por filtración y se determinó el peso seco en recuperación de quitosano.
Se caracterizó mediante espectroscopia de infrarrojo, resonancia magnética nuclear y análisis elemental.
Los modelos de adsorción clásicos como Langmuir y Freundlich han sido usados para describir el equilibrio entre los iones del metal adsorbidos en la biomasa (qeq) y la concentración del metal remanente en la solución (Ceq) a una temperatura constante.
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ResponderEliminarIng. José Manuel Moreno
ResponderEliminarLectura 2
Entre las diversas aplicaciones documentadas para el quitosano, su uso como agente coagulante o floculante para el tratamiento de aguas residuales es el más importante desde el punto de vista económico, ya que se puede localizar en la naturaleza fácilmente en forma de quitina, en distintas especies de origen animal, como en los exoesqueletos de crustáceos e insectos o en las paredes celulares de los hongos, específicamente los hongos Aspergillus Níger, por no causar tantas enfermedades como otras especies de Aspergillus. Es importante destacar que la quitina es altamente insoluble en agua y solventes orgánicos, lo cual restringe sus aplicaciones. Sin embargo, por desacetilación se transforma en quitosano, cuyo compuesto exhibe características fisicoquímicas de notable interés. El proceso de la extracción del quitosano consiste en la ruptura de la pared celular, liberando los componentes (azúcares, la quitina unida a glucanos y proteínas) gracias al medio fuertemente alcalino y a la alta temperatura a la cual es expuesta. Las proteínas sufren desnaturalización y los azúcares, degradación antes el calor, permitiendo la facilidad de retirarla durante los lavados con agua caliente. Finalmente, la quitina sufre una hidrólisis básica en el grupo acetamido, liberando el quitosano. La aplicación del quitosano como adsorbente de iones metálicos tales como cobre y níquel se evaluó por medio de isotermas de adsorción, predominando el cobre según el modelo de Langmuir sobre el níquel ajustándose éste al modelo freudlinch. Ya para finalizar es prudente recalcar que el propósito de los compuestos mencionados es el de reducir los niveles de contaminación en el agua durante su tratamiento. Estos se destacan por ser una alternativa ambientalmente amigable a diferencia de los agentes coagulantes empleados actualmente, debido a que presentan propiedades interesantes como una alta solubilidad en agua, capacidad de regeneración y reutilización, adsorción, biodegradación, resistencia y fuerza mecánica
Ing. José Manuel Moreno
ResponderEliminarLectura 1
Los metales son especies químicas no degradables. Por tal motivo, una vez volcados al medio ambiente, sólo pueden distribuirse entre los entornos aire, agua, suelo; a veces cambiando su estado de oxidación, o incorporarse a los seres vivos, causando daños irreparables, como por ejemplo; el cadmio (Cd) provoca alteraciones del sistema nervioso en los seres humanos y así como también la destrucción de sitios enzimáticos, e incluso a bajas concentraciones.
Continuación lectura 1...Por otro lado, el zinc (Zn) es necesario para regular el funcionamiento de sistemas enzimáticos, sin embargo la presencia de éste en concentraciones de valores no recomendados provocan efectos adversos en la morfología de los peces y efectos carcinogénicos en humanos. Es por ello que surge la importancia del estudio de biopolímeros naturales considerando el efecto del PH, que nos ayuden a la adsorción de estos metales presentes en soluciones con bajas concentraciones, como lo son: (Cd y Zn), ya que métodos como: (filtración, electro-deposición, resinas de intercambio iónico, osmosis, micro-precipitación, entre otros.) no encuentra efectividad debido a éstas bajas concentraciones e involucran elevados costos. Es por ello que surge el análisis químico basándose en la búsqueda de soluciones ante contaminaciones por metales pesado, en la cual se utilizo Biomasa inerte ya que estudios anteriores resaltan el éxito en la eliminación de metales tóxicos y de alta soluciones acuosas, dichas biomasas incluyen bacterias, hongos, algas y plantas mayores. Siendo importante destacar que los biosorbentes presentan cualidades benéficas para el medio ambiente, exhiben cierta selectividad por metales pesados ante las demás especies iónicas. Por otro lado se puede decir que la capacidad de biosorción es producto a la cantidad de compuestos organicas capaces de secuestrar y/o intercambiar iones metálicos, entre los cuales destacan, polialginatos, péptidoglucanos, polisacáridos, glicoproteínas, fucanoides, compuestos heterocíclicos, flavonoides; en los cuales los centros atrayentes de cationes son los grupos funcionales amino, hidroxilo, carboxilato, fosfato, sulfhidrilos, etc. conocidos por su potencial núcleofilo. El efecto del pH también fue analizado desde el punto de vista del adsorbente, mediante la activación de los grupos funcionales presentes en la superficie. La química característica de cada grupo funcional modula su capacidad para atraer metales pesados de acuerdo a la acidez del medio, esto es lo que explica la superioridad del ion cadmio frente al ion zinc a iguales condiciones. De igual manera el alga Lessonia trabeculata reticulada y sin reticular es la mejor adsorbente del ion cadmio, gracias a la alta afinidad de sus grupos carboxilos de polialginatos.
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ResponderEliminarELUCIDACION DEL EFECTO DEL PH EN LA ADSORCIÓN DE METALES PESADOS MEDIANTE BIOPOLÍMEROS NATURALES: CATIONES DIVALENTES Y SUPERFICIES ACTIVAS
ResponderEliminarSección 02: Henrry Ochoa (lectura Foro # 1)
1.- TOPICO AMBIENTAL: Contaminación del agua por presencia de metales pesados. En vista de disminuir los valores máximos permisibles de la presencia de estos en los afluentes acuíferos, se ha estudiado otra alternativa, como es la biosorción de metales pesador mediante Biopolímeros Naturales los cuales varían de acuerdo a los efectos de pH.
Existen numerosos metales que son descargados en ríos y mares, los cuales son contaminantes. En este articulo solo se estudio el Cinc y Cadmio, que actúan como Catión Divalentes y se caracteriza por su propiedad acida. Se Aplico la técnica de análisis experimental de diferentes Biopolímeros naturales provenientes de: Lessonia Trabeculata (reticular y sin reticular), Ascophyllum nodosum, Coronta de maíz blanco, Lentinus edodes, Saccharomyces cerevisie; con una solución acida de (Cd(NO3)24H2O) y (ZnSO4.7H2O) a diferentes Ph ajustas entre 2 a 6 y a temperatura ambiente. Aplicando el experimento Batch se determino la cantidad de los cationes adsorbidos tanto usando el papel Whatman Nº 42 Y mediante Espectrómetro de absorción atómica (Perkin Elmer 3110) resultando el alga Lessonia trabeculata la de mayor afinidad de adsorción de los cationes estudiados en la solución de pH ≥ 5.
Lectura II
ResponderEliminarLa quitina (poli-B-(1,4)-N-acetil-D-glucosamina), segundo polisacárido natural mas abundante después de la celulosa, es uno de los componentes principales de las paredes celulares de los hongos, y del exoesqueleto de crustáceos e insectos, altamente insoluble en Agua y solventes orgánicos, lo cual restringe sus aplicaciones. Sin embargo, por desacetilacion se transforma en quitosano (poli-B-(1,4)-D-glucosamina-N-acetil-D-glucosamina), un compuesto que exhibe características fisicoquímicas de notable interés (elevada proporción de grupos amino libres, mayor solubilidad comparada con la quitina, biocompatibilidad y biodegradabilidad), lo cual hace que presente múltiples aplicaciones en medicina, industria cosmética, agricultura, biotecnología, industria alimentaria, industria papelera y en el tratamiento de Aguas y efluentes residuales e industriales debido a su facilidad de conversión a polielectrolito.
Los polielectrolitos se destacan por ser una alternativa ambientalmente amigable a diferencia de los agentes coagulantes empleados actualmente en el tratamiento de Agua, debido a que presentan propiedades interesantes como una alta solubilidad en Agua, capacidad de regeneración y reutilización, adsorción y biodegradación, resistencia y fuerza mecánica.
El objetivo principal de la investigación es presentar el método de extracción química de quitosano a partir del micelio de Aspergillus Níger y evaluar su uso como bioadsorvente en la remoción de iones de metales pesados y de contaminantes presentes en agua contaminada proveniente del río Meléndez. La extracción de la quitina se realiza a partir del micelio de Aspergillos Níger, el quitosano que se obtiene es empleado en la evaluación de la floculación y la coagulación de materia Orgánica de muestras de agua del río Meléndez dando buenos resultados como ayudantes de floculación, debido a que la dosis optima del coagulante primario, se puede reducir hasta un 50% sin afectar los resultados de la floculación del coagulante primario de manera considerable.
Podemos decir que según el estudio realizado al agua del río Meléndez, el metal que presenta una mejor adsorción sobre el quitosano. Según el modelo de Langmuir es el cobre, con una energía de adsorción (Kl) de 5,9926 L/mg, mientras que el níquel presenta la menor Kl siendo de 1,1461 L/mg. En las pruebas de jarras realizadas, se comprobó que al utilizar quitosano, este actúa mejor como ayudante de floculación, dado que los parámetros estudiados exhiben las mejores reducciones. Además se determino que al usar el polímero, la dosis óptima del coagulante primario (FeCl3) puede ser reducida hasta en un 50% de su valor original, permitiendo un ahorro en el uso del coagulante.
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ResponderEliminarLECTURA 1
ResponderEliminarEVALUACION DEL EFECTO DEL PH EN LA ADSORSION DE METALES PESADOS MEDIANTE BIOPOLIMEROS NATURALES CATIONES DIVALENTES.
Uno de los mayores problemas de contaminación en la actividad industrial es el de la minería sobre todo porque afecta fuentes acuíferas.
La descarga de materiales pesados bajo la forma iónica a ríos, lagos y mares que proviene sobre todo de las industrias metal mecánicas y metalúrgicas sin el debido control ambiental lo que ocasiona es un daño al ambiente en sus diferentes formas.
Hay gran diversidad de métodos para eliminar metales tóxicos de las aguas sin embargo no se ha efectividad en virtud de las bajas concentraciones de metales pesados en la solución.
La bioadsorcion surge como una solución tentativa ante la contaminación por metales pesados en las diferentes fuentes de aguas existentes en el mundo entero.
El ph como magnitud que expresa el grado de acidez o de alcalinidad de una soluciona sido ampliamente estudiado para varios sistemas reconociendo la influencia que presenta en el proceso de bioadsorcion.
La adsorción de metales pesados por biopolimeros es influenciada fuertemente por el ph del medio dado que dicho es a nivel de disponibilidad de iones metalicos en su forma absorbible en solución y activación de grupos funcionales en la superficie que adsorbe.
La evaluación del ph desde el punto de vista adsorbente mediante la activación de grupos funcionales presenta características diversas de acuerdo a la acidez del medio que se este estudiando
LECTURA 2
ResponderEliminarEXTRACCION IDENTIFICACION Y CARACTERIZACION DE QUITOSANO DEL MICELIO ASPERGILLUS NIGEL Y SUS APLICACIONES COMO MATERIAL.
Una vez hecha la lectura del documento citado puedo decir que el objetivo principal de la investigación realizada es darnos a conocer el método de extracción química de quitosano a partir del micelio de aspergilluz nigel y darnos una evaluación de su uso en el aspecto bioadsorvente en el tratamiento de las aguas del rio Meléndez en donde la remoción de metales pesados es el objetivo principal de la investigación.
A partir del micelio aspergilluz nigel se realiza la extracción de la quitina, de donde se obtiene empleando una evaluación de la floculación y coagulación de material orgánico presente en muestras de aguas del citado rio Meléndez dando buenos resultados en los procesos arriba descritos.
Del estudio realizado a las muestra de agua del rio Meléndez el metal que presenta mejor adsorción sobre el quitosano, según lo estudiado es el cobre con una adsorción de 5.99 l por mg comparado con el niquel con una adsorción de 1.14 l por mg.
Las pruebas realizadas al utilizar quitosano comprobaron buena floculación y mejores reducciones, determinándose que al usar el polímero la dosis óptima del coagulante puede ser reducida en un 50 por ciento de su valor original, lo que permite un ahorro de coagulante.
TEXTO1
ResponderEliminarElucidación del Efecto del pH en la adsorción de Metales pesados mediante biopolimeros naturales: Cationes Divalentes y Superficies activas.
El efecto del pH en el proceso de biosorción de metales pesados es evaluado desde dos puntos de vista: en el ion metálico, mediante el uso de cationes divalentes y en la superficie del adsorbente, mediante el uso de diversos biopolímeros naturales en la biosorción de un mismo metal. Los resultados, muestran un fuerte efecto del pH en la química acuosa del catión metálico dominada por aquo e hidroxocomplejos, la cual es condicionada por la propia acidez del catión. Los grupos funcionales presentes en la superficie del adsorbente característicos de los biopolímeros también están sujetos al efecto del pH debido a la competencia con iones intercambiables (H3O+) por los centros activos ionizables. Experimentalmente se comprueba la preferencia de los biosorbentes estudiados por el ion Cd+2 frente al ion Zn+2, siendo el alga Lessonia trabeculata, rica en polialginatos, en sus ambas formas, reticulada y sin reticular, quien reporta la mayor capacidad de adsorción (q = 260,5 mg/g). Se propone que la acidez del catión y de los grupos funcionales del adsorbente son los responsables de la selectividad y eficiencia del proceso.
El pH es la magnitud que expresa el grado de acidez (pH menor que 7) o de alcalinidad (pH mayor que 7) de una solución. El efecto del pH ha sido ampliamente estudiado para varios sistemas, reconociendo la influencia que presenta en el proceso de biosorcion.
La constante actividad minera representa un problema a nivel mundial, debido a la contaminación que afectan a las fuentes acuíferas. La descarga de diversos materiales pesados bajo su forma iónica a ríos y mares provenientes de la industria metal-mecánica, curtiembre, fotográfica, de baterías y metalúrgicas sin el debido control ambiental, representan un daño irreversible en las diferentes formas de vida que puedan existir en mares y ríos.
Se han empleado diversos métodos para eliminar la gran variedad de metales tóxicos de las aguas de desecho. Sin embargo, en los métodos aplicados no se ha encontrado efectividad a causa de las bajas concentraciones de metales pesados en solución.
Los metales cinc y cadmio han sido siempre vinculados debido a su fuente natural. La extracción de cinc arrastra generalmente menas de cadmio que son encontradas como impurezas constituyendo una fuente de contaminación de ambos metales.
La biosorcion surge como una solución tentativa ante la contaminación latente por metales pesados. La adsorción de metales pesados por biopolimeros es fuertemente influenciada por el pH del medio, dicho efecto es a nivel de disponibilidad de Iones metálicos en su forma absorbible en solución y a nivel de la activación del grupo funcionales (potenciales centros de adsorción) en la superficie del adsorbente.
En cationes divalentes, la formación de aquo e hidroxocomplejos de metales en solución acuosa, condiciona la especie química en la cual el catión se encuentra presente. Este comportamiento es regulado por pH y es asumido como un equilibrio entre los iones hidronio e oxhidrilo en solución, de tal manera que proporciona los ligandos a los que estará unido el ion metálico.
La evaluación del efecto del pH con respecto al adsorbato por medio de cationes divalentes, elucida la gran complejidad de la química acuosa de los iones metálicos cuya especie química predominante depende fuertemente de la acidez del medio, sin ignorar el gran valor de la acidez del catión, necesaria para competir con otros iones por los sitios activos en la superficie del absorbente. La química característica de cada grupo, modula su capacidad de atraer metales pesados de acuerdo a la acidez del medio.
Lectura I
ResponderEliminarEl pH es la magnitud que expresa el grado de acidez (pH menor que 7) o de alcalinidad (pH mayor que 7) de una solución.
El efecto del pH ha sido ampliamente estudiado para varios sistemas, reconociendo la influencia que presenta en el proceso de biosorcion.
La constante actividad minera representa un problema a nivel mundial, debido a la contaminación que afectan a las fuentes acuíferas. La descarga de diversos materiales pesados bajo su forma ionica a ríos y mares provenientes de la industria metal-mecánica, curtiembre, fotográfica, de baterías y metalúrgicas sin el debido control ambiental, representan un daño irreversible en las diferentes formas de vida que puedan existir en mares y ríos.
Se han empleado diversos métodos para eliminar la gran variedad de metales tóxicos de las aguas de desecho. Sin embargo, en los métodos aplicados no se ha encontrado efectividad a causa de las bajas concentraciones de metales pesados en solución.
Los metales cinc y cadmio han sido siempre vinculados debido a su fuente natural. La extracción de cinc arrastra generalmente menas de cadmio que son encontradas como impurezas constituyendo una fuente de contaminación de ambos metales.
La biosorcion surge como una solución tentativa ante la contaminación latente por metales pesados. La adsorción de metales pesados por biopolimeros es fuertemente influenciada por el pH del medio, dicho efecto es a nivel de disponibilidad de Iones metálicos en su forma absorbible en solución y a nivel de la activación del grupo funcionales (potenciales centros de adsorción) en la superficie del adsorbente.
En cationes divalentes, la formación de aquo e hidroxocomplejos de metales en solución acuosa, condiciona la especie química en la cual el catión se encuentra presente. Este comportamiento es regulado por pH y es asumido como un equilibrio entre los iones hidronio e oxhidrilo en solución, de tal manera que proporciona los ligandos a los que estará unido el ion metálico.
La evaluación del efecto del pH con respecto al adsorbato por medio de cationes divalentes, elucida la gran complejidad de la química acuosa de los iones metálicos cuya especie química predominante depende fuertemente de la acidez del medio, sin ignorar el gran valor de la acidez del catión, necesaria para competir con otros iones por los sitios activos en la superficie del absorbente. La química característica de cada grupo, modula su capacidad de atraer metales pesados deacuerdo a la acidez del medio.
foro 1 lectura 1
ResponderEliminarEl efecto del pH en el proceso de biosorción de metales pesados es evaluado desde los puntos de vista mas peculiar que puede existir como son el Ion metálico mediante cationes divalente y mediante varios biopolímeros naturales en biosorcion , Los metales cinc y cadmio han sido siempre vinculados debido a su fuente natural la extracción de cinc arrastra generalmente menas de cadmio que son encontradas como impurezas constituyendo una fuente de contaminación de ambos metales, Los metales de transición, entre los cuales se encuentran la mayoría de los metales pesados, se caracterizan por su habilidad en la formación de complejos de coordinación con ligando que poseen pares de electrones libres.. si bien el cinc no es altamente toxico, Por considerarse un elemento esencial para animales y humanos y por ser necesario para el regular funcionamiento de sistemas enzimáticos, El efecto del pH ha sido ampliamente estudiado para varios sistemas, reconociendo su fuerte influencia en el proceso de biosorción, Dicho efecto es a nivel de la disponibilidad de iones metálicos en su forma absorbible en solución y a nivel de la activación de grupos funcionales (potenciales centros de adsorción) en la superficie del adsorbente, La capacidad de biosorción de estas biomasas se debe a la potencial cantidad de compuestos orgánicos capaces de secuestrar y/o intercambiar iones metálicos, Existen en la práctica tres categorías generales de procesos biotecnológicos para el tratamiento de residuos líquidos que contienen metales tóxicos: la biosorción (bioacumulación y bioadsorción), la precipitación extracelular y la captación a través de biopolímeros purificados y de otras moléculas especializadas, derivadas de células microbianas. Estos procesos no son excluyentes y pueden involucrar fenómenos fisicoquímicos y biológicos.
LECTURA #2.0 - FORO #1
ResponderEliminarPara la evaluación del quitosano se hicieron dos estudios, empleando el polímero como ayudante de coagulación y de floculación, utilizando la dosis óptima de cloruro férrico. La Espectroscopia infrarroja trata con la parte infrarroja del espectro electromagnético, que cubre un conjunto de técnicas y es usado para identificar un compuesto e investigar la composición de una muestra siendo la más común una forma de espectroscopia de absorción que muestra la fracción de la radiación electromagnética incidente que un material absorbe dentro de un rango de frecuencias. Cada elemento químico posee líneas de absorción en algunas longitudes de onda, hecho que está asociado a las diferencias de energía de sus distintos orbitales atómicos. El Análisis Elemental es una técnica instrumental utilizada para la determinación de los porcentajes de Carbono, Hidrógeno y Nitrógeno, en muestras en estado sólido y líquido, estables e inestables, de todo tipo de naturalezas: como los polímeros. Se trata de una técnica destructiva, en la que tras pesar una cantidad de muestra conocida, se la somete a una Oxidación térmica, en ambiente de Oxígeno, con lo que se consigue la conversión total y cuantitativa de los componentes, estos productos gaseosos son arrastrados al modulo de separación donde se produce la adsorción selectiva de CO2 (Columna de Cobre), H2O (Columna de Plata), para ser separados unos de otros y ser medidos por el Detector de Conductividad Térmica de uno en uno, el primero en ser medido es el Nitrógeno, que es el no retenido, y posteriormente se produce la desadsorción térmica del CO2 y por último el H2O.
Esta técnica es imprescindible para la determinación de la pureza de una muestra y por tanto es necesario, que esta, esté libre de disolventes e impurezas que variarían los porcentajes teóricos de Carbono, Hidrógeno y Nitrógeno. Es además útil para confirmar la fórmula molecular de un compuesto, información que es útil para el resto de las técnicas de caracterización. El quitosano se emplea en la filtración y depurado de aguas, allí donde es necesario remover partículas en suspensión de un líquido. En nuestro caso la clarificación del agua o mejoramiento de aquellas que se encuentran contaminadas. Por su amplia distribución en la naturaleza la quitina es el segundo polisacárido en abundancia, después de la celulosa, Se encuentra principalmente en las conchas de crustáceos y formando parte del exoesqueleto de los insectos, así como también en las paredes celulares de muchos hongos, levaduras y algas. La quitina es completamente insoluble en agua o en medio ácido. En Química analítica el quitosano se usa en aplicaciones cromatográficas, intercambiadores de iones, absorción de iones de metales pesados y absorción de ácidos, fabricación de electrodos específicos para metales, etc.
Tratamiento de agua con quitosano: agente floculante, agente coagulante, tratamientos de flotación para la remoción de aceite de pescado en agua, agentes filtrantes para piscinas y spas, remoción de metales, remoción de surfactantes, etc.
Lectura 1(efectos del ph)
ResponderEliminarLa contaminación por metales pesados se ha convertido en un gran problema al cual no se le ha planteado una solución clara y efectiva. Existen diversos métodos orientados a eliminar dichos desechos tóxicos de los cuales se han obtenido buenos resultados; pero han fallado cuando nos encontramos bajas concentraciones de metales pesados en soluciones; y existen metales como el Cadmio que a bajas concentraciones es altamente toxico para el ser humano.
Partiendo de la idea anterior han surgido diversos estudios mediante el uso de biopolimeros naturales enfocados hacia la eliminación de la contaminación a bajas concentraciones de metales pesados; y se han tomando en cuenta todos los aspectos y condiciones que pueden incidir tanto para desmejorar o mejora la efectividad del método aplicado.
En estudio de explica la influencia del PH en la biosorcion de metales pesados la cual es una solución tentativa ante este tipo de contaminación.
Se evaluaron diversos biosorbentes con diferentes grupos funcionales activos ante dos diferentes iones metálicos (Cd+2,Zn+2) y se verifico que el PH condiciona la eficiente interacción entre el catión metálico y la superficie activa.
Se demostró la superioridad del ion Cd frente al ion Zn en condiciones de igualdad y esto se debe a que el ion de mayor peso atómico será mejor y mas eficientemente absorbido en comparación de los demás debido a su acidez y su interacción con el absorbente.
El procedimiento utilizado ha sido en su totalidad experimental cuantitativo realizado en laboratorio por lo que se crearon las condiciones deseadas a fin de visualizar influencias y cambios producido.
Todo el experimento se manejo con biopolimeros naturales.
Seccion 02 Luís Eloy Romero
ResponderEliminarLectura 2
Esta investigación presenta un método de extracción química de quitosano a partir del micelio de Asperillus Níger y evalúa el uso de quitosano como bioabsorbente en la remoción de iones de metales pesados y de contaminantes presentes en aguas del rio Meléndez.
Después de obtener el quito sano a partir de Asperillus Níger con un rendimiento de 1.07% según las condiciones de las reacciones empleadas. El polímero se identifico mediante espectroscopia infrarroja y análisis elemental.
Se comprobó que utilizando quitosano actúa mejor como ayudante de floculación. Se pudo determinar que al emplear el quitosano se reduce hasta un 50% la dosis del coagulante primario.
Entre los dos modelos propuestos o estudiados el que representa una mejor absorción sobre el quitosano es el modelo de Langmuir.
El procedimiento utilizado ha sido en su totalidad experimental cuantitativo utilizando técnicas de última tecnología.
DOREXI ALVIZU: seccion 02
ResponderEliminarLectura 1
La contaminación por métales pesados se ha convertido en unos de los problemas más grave hoy en día… Diferentes estudios se han realizado con el fin de eliminar la contaminación por metales tóxicos en la aguas pero no se logran resultados satisfactorios, ya que es difícil combatir esta problemática dado que el principal foco de contaminación es la mano del hombre.
La utilización de la biosorcion para controlar la contaminación latente por metales pesados a resultado, ya que es un proceso que utiliza la biomasa viva o muerta para retirar o inmovilizar los iones de los compuestos involucrados, este protege al medio ambiente de los metales tóxicos contenidos en los efluentes líquidos. Los resultados muestran un fuerte efecto del PH en la química acuosa, la biomasa inerte ha sido utilizada con éxito en la eliminación de metales tóxicos y de alta ley de soluciones acuosa, incluyendo bacterias, hongos, algas y plantas mayores.
El uso de todos estos biosorbentes mejora las propiedades físicas y mecánicas útiles para el efecto del pH en el proceso de biosorcion de metales pesados.
DOREXI ALVIZU: seccion 02
ResponderEliminarLectura 2
La contaminación del agua es un problema que nos acarrea desde muchos años atrás debido al crecimiento demográfico, desarrollo industrial y componentes biológicos (bacterias, microorganismos). La contaminación se encuentra en cantidades mayores debido a la presencia de biosolido es por esto que se han empleado diversos agentes coagulantes en el proceso de reducción de la contaminación.
En dicha lectura se estudia la aplicación del quito-sano a partir del micelio de Aspergillus Níger como absorbente de iones metálicos como el cabré, plomo y níquel, de los módulos estudiados se pudo constatar que para el cobre y el plomo los isotermos a seguir son de tipo I y el modelo cinético se ajusta al de Langmuir, mientras que para el níquel se determino que el modelo que más se ajusta es el de Freudlinch debido a que presenta isotermos de tipo II. El quito-sano actúa como coagulante primario para aguas residuales de alta turbidez y alta alcalinidad ya que algunos copolimeros de injerto del quitosano muestra alta efectividad de los tratamientos por ser más económico.
Lectura 01 En la última década, la biosorción ha surgido como solución tentativa ante la contaminación latente por metales pesados. Biomasa inerte ha sido utilizada con éxito en la eliminación de metales tóxicos y de alta ley de soluciones acuosas, incluyendo bacterias, hongos, algas y plantas mayores9,10. El efecto del pH ha sido ampliamente estudiado para varios sistemas, reconociendo su fuerte influencia en el proceso de biosorción. Este efecto en el proceso de biosorción es evaluado desde dos puntos de vista: en el ion metálico, mediante el uso de cationes divalentes y en la superficie del adsorbente, mediante el uso de diversos biopolímeros naturales en la biosorción de un mismo metal. La evaluación del efecto del pH con respecto al adsorbato, por medio de cationes divalentes, elucida la gran complejidad de la química acuosa de los iones metálicos, cuya especie química predominante, depende fuertemente de la acidez del medio; sin dejar de lado la importancia de la acidez del catión, necesaria para competir con otros iones por los sitios activos en la superficie del adsorbente. En tal sentido el efecto del pH también fue analizado desde el punto de vista del adsorbente, mediante la activación de los grupos funcionales presentes en la superficie. La química característica de cada grupo funcional modula su capacidad para atraer metales pesados de acuerdo a la acidez del medio.
ResponderEliminarLectura 02 Buscando una solución al problema de contaminación del agua, se han empleado diversos agentes coagulantes, como sales metálicas hidrolizables (cloruro férrico, sulfato de aluminio, policloruro de aluminio) y polímeros con cargas definidas a través de su estructura o polilelectrolitos. El propósito de los compuestos mencionados es el de reducir los niveles de contaminación en el agua durante su tratamiento. Los polielectrolitos se destacan por ser una alternativa ambientalmente amigable a diferencia de los agentes coagulantes empleados actualmente en el tratamiento de aguas, debido a que presentan propiedades interesantes como una alta solubilidad en agua, capacidad de regeneración y reutilización, adsorción, biodegradación, resistencia y fuerza mecánica. Tradicionalmente, la fuente primaria de quitosano ha sido la quitina, que a su vez proviene del material residual de la industria pesquera (exoesqueletos de camarón), sin embargo la extracción del polímero se ve limitada, debido a la escasez del material residual en ciertas temporadas del año o tiempos de veda, por esta razón, se utilizan fuentes de partida no convencionales como los hongos. El micelio de varias especies de hongos, como en el caso de Mucor rouxii Se logró extraer quitosano del micelio de Aspergillus Niger este polímero se identificó mediante espectroscopia infrarroja y análisis elemental.
ResponderEliminarEl grado de desacetilación se determinó por dos métodos: análisis elemental y valoración potenciométrica, en donde los valores obtenidos se encuentran en el rango entre 70-90%, es decir, con un alto grado de desacetilación. Con ayuda de la viscosimetría capilar se estableció el peso molecular promedio en viscosidad (MV) aproximado de 6.105 g/mol, indicando que se trata de un polímero de peso molecular mediano.
Lectura 1
ResponderEliminarLa mayor fuente de contaminación de los ríos y mares es la descarga indiscriminada de metales pesados en dichas fuentes acuíferas. Existen diferentes métodos para la eliminación de dichos metales pero estos son efectivos antes bajas concentraciones y utilizarlos resulta costoso.
El cinc no es totalmente toxico, ya que se considera un elemento esencial para animales y humanos aunando a que es necesario para regular funcionamiento de sistemas enzimáticos, sin embargo se han encontrado efectos adversos en la morfología de peces expuestos a altas concentraciones de cinc, así como efectos carcinogénicos en humanos que han consumido grandes cantidades de cinc. El cadmio es altamente toxico y origina la destrucción de sitios enzimáticos activos y alteraciones del sistema nervioso en seres humanos, incluso a bajas concentraciones.
La biosorción ha surgido como solución tentativa ante la contaminación latente por metales pesados, en donde la Biomasa inerte se usado originando resultados exitosos en la eliminación de metales tóxicos en soluciones acuosas, incluyendo bacterias, hongos, algas y plantas mayores, los biosorbentes utilizados son de bajo costo, bondadosos ambientalmente y muestran preferencias por los metales pesados antes las demás especies iónicas. La capacidad de biosorción de estas biomasas se debe a la potencial cantidad de compuestos orgánicos capaces de secuestrar e intercambiar iones metálicos en los cuales los centros atrayentes de cationes son los grupos funcionales amino, hidroxilo, carboxilato, fosfato, sulfhidrilos y otros.
Por lo que se propuso evaluar los diversos biosorbentes con diferentes grupos funcionales activos ante diferentes iones metálicos divalentes para analizar el rol del pH que condiciona la eficiente interacción entre el catión metálico y la superficie cargada del absorbente en donde se determino que la adsorción de metales pesados por biopolimeros es fuertemente influenciada por el pH del medio, ya que la evaluación del efecto del pH con respecto al adsorbato, por medio de cationes divalentes, depende fuertemente de la acidez del medio; sin dejar de lado la importancia de la acidez del catión, necesaria para competir con otros iones por los sitios activos en la superficie del adsorbente. El efecto del pH se analizo también desde el punto de vista del adsorbente, mediante la activación de los grupos funcionales presentes en la superficie; la química característica de cada grupo funcional modula su capacidad para atraer metales pesados de acuerdo a la acidez del medio.
Lectura 2
ResponderEliminarIndagando sobre una solución al problema de contaminación del agua la cual es de vital importancia para los seres humano, se han empleado diversos agentes coagulantes, como sales metálicas hidrolizables y polímeros con cargas definidas a través de su estructura o polilelectrolitos; con el propósito de reducir los niveles de contaminación del agua durante su tratamiento. Cabe destacar que los polilelectrolitos ofrecen benéficos ambientales en relación a los agentes coagulantes usados actualmente para tratar el agua
La quitina es uno de los componentes principales de las paredes celulares de los hongos, y del exoesqueleto de crustáceos e insectos, altamente insoluble en agua y solventes orgánicos, lo cual restringe sus aplicaciones. Sin embargo, por desacetilación se transforma en quitosano compuesto que exhibe características fisicoquímicas de notable interés lo cual hace que presente múltiples aplicaciones en diferentes áreas industriales y comerciales debido a su facilidad de conversión a polielectrolito.
La fuente primaria del quitosano ha sido la quitina, que a su vez proviene del material residual de la industria pesquera, sin embargo la extracción de este se ve restringida, debido a la escasez del material en algunas épocas del año, razón por la cual, se utilizan otras alternativas como los hongos. El micelio de varias especies de hongos, (Mucor rouxii, Absidia coerulea, Rhizopus orizae, y Aspergillus niger) ha sido empleado como una opción para la obtención de quitosano.
Razón por lo cual se propuso utilizar el Método de extracción química de quitosano a partir del micelio de Aspergillus niger, y evaluando el uso como bioadsorbente en la remoción de iones de metales pesados y de contaminantes presentes en agua contaminada proveniente del río Meléndez.
En donde realizaron la Extracción de quitosano, en la cual se consiguió que los componentes de la pared celular se liberan, debido al medio fuertemente alcalino y a la alta temperatura de la reacción, las proteínas sufren desnaturalización y en el caso de los azúcares, estos se degradan ante el calor, siendo fácilmente retirados durante los lavados con agua caliente, Recuperación del quitosano, se consiguió que con la adición de ácido acético se separa el polímero de la pasta hasta alcanzar un pH entre 3,8 y 4,5, ya que los grupos amino del quitosano se cargan positivamente, por lo que este se convierte en polielectrolito mejorando su solubilidad en agua, Caracterización química, se encontró el espectro FTIR del quitosano, entre otras.
En esta investigación se concluyo con que se logró extraer quitosano del micelio de Aspergillus Niger, con un rendimiento del 1,07%, según las condiciones de reacción empleadas. Entre los dos modelos cinéticos propuestos, el modelo de Langmuir se ajusta mejor, dado que sus valores de R2 son del orden de 0,99, a diferencia de los valores R2 presentados por Freudlinch. El metal que presenta una mejor adsorción sobre el quitosano según el modelo de Langmuir es el cobre, con una energía de adsorción (KL) de 5,9926 L/mg, mientras que el níquel presenta la menor KL, siendo de 1,1461 L/mg. En las pruebas de Jarras realizadas a las muestras de agua del río Meléndez, se comprobó que al utilizar quitosano, este actúa mejor como ayudante de floculación, dado que los parámetros estudiados exhiben las mejores reducciones.
Lectura 1
ResponderEliminarELUCIDACION DEL EFECTO DEL pH EN LA ADSORCIÓN DE
METALES PESADOS MEDIANTE BIOPOLÍMEROS NATURALES:
CATIONES DIVALENTES Y SUPERFICIES ACTIVAS
La biosorción se basa en el empleo de biomasa inerte para la eliminación de metales tóxicos presentes en soluciones acuosas, incluyendo bacterias, hongos, algas y plantas mayores. Representa una alternativa de solución para la descontaminación de efluentes de la industria metalmecánica, curtiembre, fotográfica, de baterías y metalúrgica; que son descargados en cuerpos de agua sin el debido control ambiental, sobrepasando en muchos casos los valores máximos permisibles por legislaciones internacionales.
Estudios demuestran la influencia del pH en la capacidad de biosorción de estas biomasas; sin embargo, existen numerosas interrogantes sobre la relación del catión metálico y la superficie activa del biosorbente.
En este trabajo de investigación el efecto del pH en el proceso de biosorción de metales pesados es evaluado desde dos puntos de vista: en el ion metálico, mediante el uso de cationes divalentes y en la superficie del adsorbente, mediante el uso de diversos biopolímeros naturales en la biosorción de un mismo metal.
Para el experimento se usaron dos soluciones de metales tóxicos: nitrato de cadmio (II) tetrahidratado y sulfato de cinc (II) heptahidratado, ambas con pH ajustado entre 2 y 6.
Los biosorbentes usados en el presente estudio fueron: levadura Saccharomyces cerevisiae, algas Ascophyllum nodosum y Lessonia trabeculata, hongo Lentinus edodes, cascarilla de arroz Oryza sativa y coronta de maíz blanco Zea mays; provenientes de desechos biológicos inertes y poliglucosamina (quitosano) de caparazón de crustáceos. Los cuales fueron modificados químicamente, mediante la reticulación con Glutaraldehído y la reticulación con cloruro de calcio.
Para determinar el efecto del pH en cationes divalentes se llevaron a cabo experimentos batch con dos cationes metálicos divalentes usando los mismos biosorbentes a los pH indicados. Mientras que, para determinar el efecto del pH en la superficie del biosorbente se utilizaron diversos biosorbentes ante el mismo catión metálico en experimentos batch a los pH indicados.
Los resultados demostraron un fuerte efecto del pH en la química acuosa del catión metálico. Todos los adsorbentes presentan su mayor capacidad de adsorción a pH menores de 6, esto se explica por el efecto del pH en la especiación química del ion en solución acuosa. Asimismo, se observó que la capacidad de adsorción decae fuertemente a pH bajos.
El alga Lessonia trabeculata reticulada y sin reticular fueron los mejores adsorbentes del ion cadmio, gracias a la alta afinidad de sus grupos carboxilos de polialginatos, por el contrario, la cascarilla de arroz muestra una pobre afinidad por el ion cadmio debido a la débil interacción del grupo hidroxilo de celulosa y ligninas con el catión.
Se demostró que la reticulación de quitosano con glutaraldehído mejora las propiedades físicas y mecánicas del adsorbente, pero disminuye el número de centros activos. En cambio la reticulación de algas con cloruro de calcio, incrementa la capacidad de adsorción mediante el desplazamiento de iones hidronio de los centros activos por calcio y el posterior intercambio por el ion cadmio.
Lectura 2
ResponderEliminarEXTRACCIÓN, IDENTIFICACIÓN Y CARACTERIZACIÓN DE QUITOSANO DEL MICELIO DE ASPERGILLUS NIGER Y SUS APLICACIONES COMO MATERIAL BIOADSORBENTE EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS
La quitina (poli-β-(1,4)-N-acetil-D-glucosamina), es el segundo polisacárido natural más abundante después de la celulosa, es uno de los componentes principales de las paredes celulares de los hongos, y del exoesqueleto de crustáceos e insectos, que puede ser transformada en quitosano (poli-β-(1,4)-D-glucosamina-N-acetil-D-glucosamina), un compuesto que exhibe características fisicoquímicas de notable interés (elevada proporción de grupos amino libres, mayor solubilidad comparada con la quitina, biocompatibilidad y biodegradabilidad), lo cual hace que presente múltiples aplicaciones en medicina, industria cosmética, agricultura, biotecnología, industria alimentaria, industria papelera, y en el tratamiento de aguas y efluentes residuales e industriales, debido a su facilidad de conversión a polielectrolito.
En este estudio se realizó la extracción mediante reacciones química de quitosano a partir del micelio de Aspergillus niger. Una vez extraído el quitosano se realizó su caracterización por espectroscopia de infrarrojo y por resonancia magnética nuclear.
Se evaluó su uso como bioadsorbente en la remoción de iones de metales pesados y de contaminantes presentes en agua contaminada proveniente del río Meléndez. Para ello, se prepararon soluciones de cobre, plomo y níquel a partir de las sales CuSO4, NiCl2 y Pb(CH3COO)2 respectivamente, a las cuales se les adicionó quitosano y estas se llevaron al equipo de absorción atómica para ser analizadas.
En las pruebas de Jarras realizadas a las muestras de agua del río Meléndez, se comprobó que al utilizar quitosano, este actúa mejor como ayudante de floculación, dado que los parámetros estudiados exhiben las mejores reducciones. Además, se determinó que al emplear el polímero, la dosis óptima del coagulante primario (FeCl3) puede ser reducida hasta en un 50% de su valor original, permitiendo un ahorro en el uso del coagulante.
En mi opinión, estos trabajos de investigación reafirman que la solución de muchos problemas ambientales puede lograrse mediante el uso de sustancias y materiales naturales, de fácil disponibilidad, que adecuados mediante reacciones químicas, representan una alternativa económica y amigable al ambiente, frente a otros métodos que emplean sustancias sintéticas que requieren de mayor inversión y desarrollo tecnológico.
ONELIO GIL
ResponderEliminarFORO 1. LECTURA Nº 1
Habiéndonos ilustrado nuestros apreciados compañeros magníficamente bien sobre la naturaleza de los metales pesados, sus características físico-químicas, los rasgos distintivos de la fisiología de algunos de ellos en el interior de la célula, etc; es importante señalar que, debido a su movilidad en los ecosistemas acuáticosnaturales y a su toxicidad para las formas superiores de vida, a los iones de metales pesados presentes en los abastecimientos de agua superficiales y subterráneos, se les ha dado prioridad como los contaminantes inorgánicos más importantes en el ambiente.
Reproducir en el laboratorio los procesos naturales que ocurren en la eliminación de éstos metales, sea en su estado elemental (forma iónica) o enlazados en varios complejos con sales, permite sus transformaciones a diferentes formas móviles y/o pueden ser inmovilizados en trampas ambientales, por así decirlo.
Los avances tecnológicos para el control de la contaminación por metales tóxicos consisten en el uso selectivo y en el mejoramiento de estos procesos naturales para el tratamiento de residuos particulares. El tema que nos ocupa; en mi opinión, aporta en primer lugar, conocimientos e información novedosa que contribuye a mejorar los sistemas (sus procesos y componentes) de tratamiento de agua servidas, principalmente de origen industrial.
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ResponderEliminarLect:1, pH
ResponderEliminarEl comportamiento del pH es de gran importancia, ya que es el indicador principal (acidéz) en el proceso de eliminar la presencia de metales pesados como contaminantes tóxicos en el agua, se han realizado diversos estudios para el logro de éste objetivo, sin embargo, la técnica de mayor eficacia en los últimos 10años es la de Biosorción, que consiste en la formulación de diversos compuestos orgánicos capaces de intercambiar Iones en presencia de metales pesados, ejemplo cinc y cadmio; también el níquel, cobre, plata, entre otros. Aunque los metales de mayor relevancia son el cadmio y cinc, por que se presentan altamente relacionados entre sí, siendo fuentes de gran contaminación para los seres vivos, principalmente humanos y peces.
Esta lectura nos resalta, después de diversos experimentos, que el mejor pH para la adsorción de los metales está entre 4 y 6, si la acidez es muy baja o alta, la adsorción se muestra despreciable. Esta contaminación también se evitaría o en su mejor caso “disminuiría” aplicando un mejor control en los desechos, industriales o mineros cuales quiera que sean.
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ResponderEliminarMETODOLOGIA QUE SE APLICA EN LA INVESTIGACION. LECTURA Nº 1
ResponderEliminarEn la fase experimental se aplicaron diferentes metodologías, a saber:
PREPARACION DE SOLUCIONES:
Se utilizó como soluto, nitrato de cadmio (II) tetrahidratado (Cd(NO3)2.4H2O) y sulfato de cinc (II) heptahidratado (ZnSO4.7H2O).
Las soluciones fueron preparadas con agua desionizada como solvente, purificada por ósmosis reversa empleando el equipo Barnstead/Thermolyne (Dubuque, IA) D2714, el cual proporciona agua con una conductividad de 18 MO.
EL pH de las soluciones fue ajustado a pH entre 2 y 6 usando soluciones 1M de ácido nítrico o hidróxido de sodio, controlado por un pH metro Chem-Cadet 5986-25 Pamer.
BIOMASA:
Biosorventes: levadura Saccharomyces cerevisiae, algas Ascophyllum nodosum y Lessonia trabeculata, cascarilla de arroz y coronta de maíz blanco; provenientes de desechos biológicos inertes y quitosano de cáscaras de crustáceos con un 87% de grado de desacetilación. Los biosorbentes fueron lavados con agua desionizada, secados en una estufa a 60 °C y almacenados en un desecador hasta su respectivo uso y/o pretratamiento.
Los biosorbentes secos, fueron molidos y tamizados hasta alcanzar un diámetro de partícula < 75 mm.
MODIFICACIÓN QUÍMICA DE LOS BIOSORBENTES
RETICULACIÓN CON GLUTARALDEHÍDO.
El procedimiento experimental considera 5 gramos de quitosano en polvo y 75 ml de una solución al 2,5% de glutaraldehído (1,45 moles de grupos amino/mol de glutaraldehído en un matraz de Erlenmeyer de 125 ml. El matraz es agitado por 24 horas a 250 rpm de agitación orbital con equipo Bigbill Digital, Thermolyne. El producto de reacción fue lavado con agua desionizada con el fin de remover el exceso de reticulante. El quitosano reticulado fue secado a temperatura ambiente, siendo almacenado luego en un desecador hasta su uso.
Con éste procedimiento se busca separar grupos funcionales.
RETICULACIÓN CON CLORURO DE CALCIO.
Se mezcló 5 gramos de alga Lessonia trabeculata en polvo y 165 mL de una solución 0,3M de cloruro de calcio en un matraz de erlenmeyer y agitado durante 24 horas a 250 rpm de agitación orbital. El producto fue lavado con agua desionizada para remover el exceso de reticulante. El alga reticulada fue secada a temperatura ambiente, siendo almacenado luego en un desecador hasta su uso.
PRUEBAS DE BIOSORCIÓN
EFECTO DEL PH EN CATIONES DIVALENTES.
Se realizaron experimentos batch con dos cationes metálicos divalentes usando los mismos biosorbentes a los pH indicados. Se puso en contacto 20 mg de adsorbente con 200 mL de solución del metal de concentración inicial de 100 ppm de iones Zn+2 y Cd+2, respectivamente a temperatura ambiente. Las muestras por duplicado fueron sometidas bajo agitación orbital de 250 rpm durante 24 horas. Luego de alcanzar el equilibrio, se filtró las muestras en papel Whatman N°42 y se midió el contenido residual del catión metálico en el sobrenadante mediante un espectrofotómetro de absorción atómica a la llama (Perkin Elmer 3110).
EFECTO DEL PH EN LA SUPERFICIE DEL BIOSORBENTE.
Se utilizaron diversos biosorbentes ante el mismo catión metálico en experimentos batch a los pH indicados.
Se mezcló 20 mg de biosorbente en 200 mL de solución de 100 ppm de iones Cd+2 a
Temperatura ambiente. Las muestras fueron evaluadas por duplicado y sometidas por 24 horas a agitación orbital de 250 rpm. Las muestras fueron filtradas y analizadas como en el ítem anterior.
Lect:2, Extracción de Quitosano
ResponderEliminarTodos sabemos que “el agua es el vital líquido”, en el mundo el porcentaje de agua potable, es el más mínimo, sin embargo no hacemos nada para evitar contaminarla, no todos gozamos de ella; es por esto que a pesar de existir descontaminantes favorables al ambiente, tenemos que acudir a otros compuestos derivados de éstos, tal es el caso del Quitosano, que se obtiene por desacetilación de la Quitina la cual se restringe de ser descontaminante por ser insoluble en el agua, aún siendo proveniente de la materia residual pesquera.
Se hace la purificación y obtención del quitosano, desde el cuerpo vegetativo de un Hongo común “Aspergillus Níger”, obteniéndose un polímero con rendimiento al 1,07%; éste se identificó a través de espectroscopia infrarroja, se realizan dos tipos de estudio “Langmuir y Freudlinch” para comparar el comportamiento del quitosano en agua contaminada con metales como Cobre, Níquel y Plomo, arrojando mejor resultado Langmuir.
Tambien se realizan pruebas en jarras con agua de un río específico; el cual arroja al quitoseno como mejor floculante, lo cual significa, que reune o aglutina las sutancias coloidales presentes en el agua para su posterior decantación y filtrado, específicamente metales pesados y/o contaminantes.
TOPICO AMBIENTAL. LECTURA Nº 2.
ResponderEliminarEl trabajo de investigación aborda el tratamiento de aguas contaminadas por la presencia de metales pesados mediante el empleo de quitosano extraído de otras fuentes de suministro que podrían ser permanentes y abundantes y cuya utilización aún no se ha generalizado a pesar de sus potencialidades para éstos fines.
Tradicionalmente, la fuente primaria de quitosano ha sido la quitina, que a su vez proviene del material residual de la industria pesquera (exoesqueletos de camarón), sin embargo la extracción del polímero se ve limitada, debido a la escasez del material residual en ciertas temporadas del año o tiempos de veda, por esta razón, se utilizan fuentes de partida no convencionales como los hongos. El micelio de varias especies de hongos, como en el caso de Mucor rouxii , Absidia coerulea, Rhizopus orizae, y Aspergillus niger ha sido empleado como fuente alternativa para la obtención de quitosano.
El objetivo principal de la investigación es presentar el método de extracción química de quitosano a partir del micelio de Aspergillus niger, y evaluar su uso como bioadsorbente en la remoción de iones de metales pesados y de contaminantes presentes en agua contaminada proveniente del río Meléndez.
Finalmente, en muchos países, es un imperativo desarrollar investigación que genere conocimiento e información para mejorar, hacer más eficientes y a menor costo, los sistemas de tratamientos de aguas contaminadas empleando recursos autóctonos accesibles y abundantes.
TECNICAS DE ANALISIS. LECTURA Nº 2.
El polímero (Quitina) se caracterizó mediante espectroscopia de infrarrojo, resonancia magnética nuclear y análisis elemental.
La aplicación del quitosano como adsorbente de iones metálicos como cobre, plomo y níquel se evaluó por medio de isotermas de adsorción.
En cuanto a su caracterización, la composición porcentual del quitosano se obtuvo del analizador elemental Thermo Electron FlashEA 1112 Series y el peso molecular del polímero se determinó por viscosimetría capilar, siguiendo la norma ASTM D446, empleando un viscosímetro tipo Ubbelholde 0B-NO 206.
METODOLOGIA QUE SE APLICA EN LA INVESTIGACION. LECTURA Nº 2.
ResponderEliminarPURIFICACIÓN Y OBTENCIÓN DE QUITOSANO DESDE EL MICELIO DE ASPERGILLUS NIGER.
El micelio de Aspergillus niger (140 g) fue lavado para eliminar las impurezas procedentes de la industria del ácido cítrico, se transfirió a un balón de fondo redondo de 1 L provisto de una barra magnética para agitación y posteriormente se adicionó NaOH al 40% (500 mL). La reacción se calentó hasta ebullición durante 5 horas. Al terminar la reacción se obtuvo una pasta de color café (alrededor de 100 g), que se vierte a un erlenmeyer de 4 L. Se procedió a eliminar todo exceso de NaOH, lavando la pasta resultante con abundante agua caliente, hasta que quedara de color crema, luego se midió el pH de la pasta hasta que fue cercano a la neutralidad. La pasta color crema (alrededor de 90 g) se mezcló con CH3COOH al 10% (500 mL) en un vaso de 4 L provisto de una barra magnética, se somete a agitación durante 3 horas y se midió el pH de la pasta, el cual debe oscilar entre 3,8-4,5, luego se procedió a verter la mezcla resultante en frascos de plástico, estos se llevan a centrifugación. Los sobrenadantes de cada frasco se reunieron en erlenmeyers de 1 L. La operación de extracción se repitió dos veces más adicionando ácido acético al 10% y los tres extractos se reunieron en un mismo recipiente.
Finalmente el polímero precipita adicionando NaOH al 40% hasta que el pH sea de 10,0 y posteriormente el sistema se dejó en reposo para una completa sedimentación.
CARACTERIZACIÓN.
Las muestras de quitosano fueron preparadas a partir de una solución madre del polímero de concentración 0,02 g/mL (previamente disuelta en CH3COOH 0,1M). Las soluciones resultantes de quitosano se prepararon por dilución, siendo de concentraciones 0,003, 0,005, 0,007, 0,009 y 0,01 g/mL .
El grado de desacetilación se determinó por dos métodos: mediante valoración potenciométrica, empleando 0,5 g de quitosano disueltos en 20 mL de HCl 0,3 M, NaOH 0,1 M como titulante y un pH-metro Schott Gerate CG820 para registrar el pH tras la adición de cada mL de base [8] y mediante análisis elemental, tomando la relación de los porcentajes de carbono y nitrógeno (C/N) del polímero.
Extracción, identificación y caracterización de quitosano del micelio de aspergillus niger, sus aplicaciones como material bioadsorbente en el tratamiento de aguas.
ResponderEliminarPara solucionar al problema de contaminación del agua, se han empleado diversos agentes coagulantes, como sales metálicas hidrolizables (cloruro férrico, sulfato de aluminio, policloruro de aluminio) y polímeros con cargas definidas a través de su estructura o polilelectrolitos. El propósito de los compuestos mencionados es el de reducir los niveles de contaminación en el agua durante su tratamiento. Los polielectrolitos se destacan por ser una alternativa ambientalmente amigable a diferencia de los agentes coagulantes empleados actualmente en el tratamiento de aguas, debido a que presentan propiedades interesantes como una alta solubilidad en agua, capacidad de regeneración y reutilización, adsorción, biodegradación, resistencia y fuerza mecánica.
La quitina (poli-β-(1,4)-N-acetil-D-glucosamina), segundo polisacárido natural mas abundante después de la celulosa, es uno de los componentes principales de las paredes celulares de los hongos, y del exoesqueleto de crustáceos e insectos, altamente insoluble en agua y solventes orgánicos, lo cual restringe sus aplicaciones. Sin embargo, por desacetilación se transforma en quitosano (poli-β-(1,4)-D-glucosamina-N-acetil-D-glucosamina), un compuesto que exhibe características fisicoquímicas de notable interés (elevada proporción de grupos amino libres, mayor solubilidad comparada con la quitina, biocompatibilidad y biodegradabilidad), lo cual hace que presente múltiples aplicaciones en medicina, industria cosmética, agricultura, biotecnología, industria alimentaria, industria papelera, y en el tratamiento de aguas y efluentes residuales e industriales, debido a su facilidad de conversión a polielectrolito [2].
Tradicionalmente, la fuente primaria de quitosano ha sido la quitina, que a su vez proviene del material residual de la industria pesquera (exoesqueletos de camarón), sin embargo la extracción del polímero se ve limitada, debido a la escasez del material residual en ciertas temporadas del año o tiempos de veda, por esta razón, se utilizan fuentes de partida no convencionales como los hongos. El micelio de varias especies de hongos, como en el caso de Mucor rouxii , Absidia coerulea, Rhizopus orizae, y Aspergillus niger ha sido empleado como fuente alternativa para la obtención de quitosano.
la funcionalidad del quitosano en la utilización para el tratamiento de aguas es bastante prometedor, ayuda con facilidad para los procesos de floculación y coagulación de materia organica en suspensión, lo cual favorece sustancialmente la reducción de costos económicos y ambientales que estos procesos generan.
Por otra parte seria interesante evaluar la residualidad así se mencione las propiedades biodegradables que posee (cuanto tarda en degradarse?, ), de este componente y estudiar que otros efectos secundarios pudiera generar a la flora, micro flora, y fauna presente en el área donde se realizan las descargas. Igualmente que efectos positivos o negativos pudiese generar la aplicación de estos productos, si el caso fuese la utilización de estas aguas para uso agrícola.
sin embargo es no deja de ser una investigación innovadora y son soluciones viables para la problemática ambiental que estamos afrontando.
MARIA DE LOS ANGELES
ResponderEliminarFORO 1. LECTURA 1
Numerosos estudios han demostrado, que los metales pesados son tóxicos para los seres vivos, ya que afectan a las cadenas alimenticias, provocando un efecto de bioacumulación entre los organismos de la cadena trófica. Esto se debe a la alta persistencia de los metales pesados en el entorno, al no tener, la mayoría de éstos, una función biológica definida. Dichos metales pesados pasan a formar parte de la cadena alimenticia, a través de los organismos filtrantes (algas en en nuestro tema a tratar) presentes en el medio marino, habiendose observado en ciertas especies un factor de bioconcentración (concentración del metal contaminante en el organismo vivo/agua circundante) muy elevado. La descarga en los cursos de agua de los efluentes generados como consecuencia de distintas actividades antropogénicas, conteniendo metales tóxicos, entre otras especies contaminantes, constituye un grave problema que afecta la calidad del agua.
La biosorción como ha sido definida, percibida e investigada esta basada en la extracción por biomasa que no realiza funciones metabólicas, la cual es una sustancia química compleja cuyos diversos tipos de grupos activos muestran tendencias de enlazar otras sustancias químicas, atrayéndolos desde la solución y ligándolos a la sustancia sólida de la biomasa, el sorbato saturado es fácilmente aislado del líquido (Volesky; 2003). La estructura de la pared celular de ciertas algas, hongos y bacterias es la responsable de este fenómeno, y ha demostrado poseer propiedades adsorbentes de metales pesados (Volesky y Holan, 1995).
METODOLOGIA: La investigación es de tipo experimental y posee distintas metodologías donde se manipulan diferentes variables como son:
Materiales: Para este estudio se utilizo levadura Saccharomyces cerevisiae, algas Ascophyllum nodosum y Lessonia trabeculata, hongo Lentinus edodes, cascarilla de arroz Oryza sativa y coronta de maíz blanco Zea mays; provenientes de desechos biológicos inertes y poliglucosamina (quitosano) de capazón de crustáceos (Aber Tech., Plouvien, France) con un 87% de grado de desacetilación.
Preparación de biomasa :Todos los biosorbentes fueron lavados vigorosamente con agua desionizada, secados en una estufa a 60 °C y almacenados en un desecador hasta su respectivo uso y/o pretratamiento. Los biosorbentes secos, fueron molidos y tamizados hasta alcanzar un diámetro de partícula < 75 mm.
Preparación de las soluciones de metales: Se usó nitrato de cadmio (II) tetrahidratado (Cd(NO3)2.4H2O) de J.T. Baker y sulfato de cinc (II) heptahidratado (ZnSO4.7H2O) de Riedel-de-Haën, ambas de grado analítico. Las soluciones fueron preparadas con agua desionizada, purificada por ósmosis reversa mediante el equipo Barnstead/Thermolyne (Dubuque, IA) D2714, el cual proporciona agua con una conductividad de 18 MO. EL pH de las soluciones fue ajustado a pH entre 2 y 6 usando soluciones 1M de ácido nítrico o hidróxido de sodio, controlado por un pH metro Chem-Cadet 5986-25 Pamer.
Diseño de experimentos: De acuerdo a la literatura analizada se determinó que las variables de mayor importancia en el proceso de biosorción son: el pH, las concentraciones iniciales de metales y el tratamiento previo de la biomasa (lavado). El procedimiento experimental ha sido previamente realizado por nuestro laboratorio, el cual considera 5 gramos de quitosano en polvo y 75 mL de una solución al 2,5% de
Modificacion quimica de los bioabsorvebtes
ResponderEliminarSe considera 5 gramos de quitosano en polvo y 75 ml de una solución al 2,5% deglutaraldehído (1,45 moles de grupos amino/mol de glutaraldehído en un matraz de Erlenmeyer de 125 ml. El matraz es agitado por 24 horas a 250 rpm de agitación orbital con equipo Bigbill Digital, Thermolyne. El producto de reacción fue lavado con agua desionizada con el fin de remover el exceso de reticulante. El quitosano reticulado fue secado a temperatura ambiente, siendo almacenado luego en un desecador hasta su uso. Con éste procedimiento se busca separar grupos funcionales.
Se mezcló 5 gramos de alga Lessonia trabeculata en polvo y 165 mL de una solución 0,3M de cloruro de calcio en un matraz de erlenmeyer y agitado durante 24 horas a 250 rpm de agitación orbital. El producto fue lavado con agua desionizada para remover el exceso de reticulante. El alga reticulada fue secada a temperatura ambiente, siendo almacenado luego en un desecador hasta su uso.
Experimentos de biosorcion: Se realizaron experimentos batch con dos cationes metálicos divalentes usando los mismos biosorbentes a los pH indicados. Se puso en contacto 20 mg de adsorbente con 200 mL de solución del metal de concentración inicial de 100 ppm de iones Zn+2 y Cd+2, respectivamente a temperatura ambiente. Las muestras por duplicado fueron sometidas bajo agitación orbital de 250 rpm durante 24 horas. Luego de alcanzar el equilibrio, se filtró las muestras en papel Whatman N°42 y se midió el contenido residual del catión metálico en el sobrenadante mediante un espectrofotómetro de absorción atómica a la llama (Perkin Elmer 3110).
CONCLUSIONES En general, para cada metal, los factores más significativos son el pH de la solución metálica, el lavado de la biomasa. La presencia de electrolitos en las soluciones conllevan a una interferencia entre los iones metálicos que serán absorbidos y los sitios activos en los que estos iones se adsorben lo cuál es consistente con lo reportado por otros autores en trabajos previos (Kratochvil y Volesky; 1998).
El pH bajo conlleva a la desactivación de sitios de adsorción por la presencia incrementada de protones en las soluciones que serán tratadas como ha sido demostrado previamente (Marques y Pinheiro, 2000).
METODOLOGIA: La investigación es de tipo experimental donde se evalúa la extracción química de quitosano a partir del micelio de Aspergillus niger, y su uso como bioadsorbente en la remoción de iones de metales pesados y de contaminantes presentes en agua contaminada proveniente del río Meléndez.
ResponderEliminarSe lavaron 140 gr del micelio aspergillus nigar para eliminar las impurezas procedentes de la industria del acido citrico
El polímero precipita adicionando NaOH al 40% hasta que el pH sea de 10,0 y posteriormente el sistema se dejó en reposo para una completa sedimentación.
Se prepararon soluciones madre (1000 ppm) de cobre, plomo y níquel a partir de las sales CuSO4, NiCl2 y Pb(CH3COO)2 a distintas concentraciones a las cuales se les adicionó quitosano y estas se llevaron al equipo de absorción atómica para ser analizadas. El grado de desacetilación se determinó por dos métodos: mediante valoración potenciométrica, empleando 0,5 g de quitosano disueltos en 20 mL de HCl 0,3 M, NaOH 0,1 M como titulante y un pH-metro Schott Gerate CG820 para registrar el pH tras la adición de cada mL de base [8] y mediante análisis elemental, tomando la relación de los porcentajes de carbono y nitrógeno (C/N) del polímero.
CONCLUSIONES
Se logró extraer quitosano del micelio de Aspergillus Niger, con un rendimiento del 1,07%, según las condiciones de reacción empleadas. El polímero se identificó mediante espectroscopia infrarroja y análisis elemental, las muestras tratadas indican que el quitosano. Es un excelente removedor de cationes de metales pesados y presenta las siguientes caracteristicas:
Bajo costo inicial
Trabaja a pH por encima de 5.
Actúa mejor como ayudante de floculación
Se determinó que al emplear el polímero, la dosis óptima del coagulante primario (FeCl3) puede ser reducida hasta en un 50% de su valor original, permitiendo un ahorro en el uso del coagulante,
La determinación del pH en el agua es una medida de la tendencia de su acidez o de su alcalinidad. La mayoría de las aguas naturales tienen un pH entre 4 y 9, aunque muchas de ellas tienen un pH ligeramente básico debido a la presencia de carbonatos y bicarbonatos. Un pH muy ácido o muy alcalino, puede ser indicio de una contaminación industrial.
ResponderEliminarEn la Unión Europea la normativa 98/83/EU establece valores máximos y mínimos para el contenido en minerales, diferentes iones como cloruros, nitratos, nitritos, amonio, calcio, magnesio, fosfato, arsénico, entre otros., además de los gérmenes patógenos. El pH del agua potable debe estar entre 6,5 y 8,5. Los controles sobre el agua potable suelen ser más severos que los controles aplicados sobre las aguas minerales embotelladas.
La presencia de arsénico en el agua potable puede ser el resultado de la disolución del mineral presente en el suelo por donde fluye el agua antes de su captación para uso humano, por contaminación industrial o por pesticidas. La ingestión de pequeñas cantidades de arsénico pueden causar efectos crónicos como envenenamientos graves, debemos tener presente que el cadmio es un metal altamente tóxico y se le ha atribuido varios casos de envenenamiento y la presencia del zinc en el agua se puede deber a desechos industriales. Es por ello que los análisis realizados son una excelente herramienta, útil para el entendimiento del efecto del pH en el proceso de biosorción de metales pesados y promueve el uso coherente de biopolímeros naturales presentes en biomasa de desecho para la adsorción selectiva a los mismos.
La contaminación por metales pesados se ha convertido en uno de los problemas ambientales más graves hoy en día. La bioadsorción, con microorganismos, tales como bacterias, hongos, levaduras y algas, es considerada como un costo-eficaz de la biotecnología en el tratamiento de aguas residuales.
ResponderEliminarAlgunos productos son de gran aplicación en procesos de bioadsorción o bioacumulación de metales pesados en solución, los mismos que ofrecen una alternativa a las técnicas convencionales para la eliminación o recuperación de metales.
Por otro lado, las biomasas pueden ser utilizadas de formas diferentes: libres, en forma de suspensiones dentro de soluciones metálicas y con agitación, o inmovilizadas, sobre algún tipo de soporte. La utilización de un tipo u otro de biomasa depende principalmente del tipo de escala que se esté utilizando. de acuerdo a las tecnicas utilizadas el quitosano como ayudante de coagulación y el quitosano como ayudante de floculación para determinar el grado de turbidez en el agua, elos bastante precisa y genera los resultados necesarios para posteriores avances...
LECTURA Nº 2
ResponderEliminarEFECTOS DEL PH EN LA ABSORCION DEMETALES PESADOS
Como bien sabemos los metales pesados son algunos de los contaminantes mas difíciles de erradicar por lo cual desde este punto de vista constituyen una gran preocupación por su alto potencial contaminante y degenerativo de nuestro medio ambiente; ya que se ha demostrado científicamente que además de causar algunos de los problemas ambientales mas graves , la exposición a metales pesados puede causar; muerte de vegetación, ríos animales y daños directos al hombre . De esta manera se puede connotar la importancia que genera la presente investigación , al especificar los efectos que genera el pH en la adsorción de algunos metales pesados como el cinc y conmio, mediante el uso de biopolimeros naturales . se sabe que en los últimos tiempos a través de investigaciones la biosorción se ha convertido en una solución tentativa para la contaminación por estos metales , por lo que mediante una metodología experimental se evaluaron diferentes pruebas de biosorción considerándose los efectos del pH en cationes divalentes y los efectos del pH en la superficie del biosorvente generando en cada una de ellas resultados alentadores al demostrar el efecto que genera la acidez y como el alga Lessonia trabeculata
reticulada y sin reticular fueron los mejores adsorbentes de estos metales.
Velásquez José. Lectura 1, Es de suma importancia ya que con la utilizacion de biopolimeros naturales, como tecnica de biosorcion de metales pesados (Cadmio y cinc), se contribuye con el ambiente, primero al poder absorver estos metales que en cantidades execivas son dañinos al ser humano y animales acuaticos. segundo que estos son de origen natural, ambientalmente benignos, de bajo costo y ofrecen cierta selectividad a los metales pesados, lo cual contribuye a la mitigacion de la contaminacion, la limitante de la tecnica es que depende del nivel de ph del medio, el cual influye en el proceso de biosorcion, debido a la competencia de los grupos funcionales presentes en la superficie de los biopolimeros, con los iones intercambiables por los centros activos ionizables, todo esto demuestra el estudio que debe realizarse al nivel del ph del medio para poder aplicar la tecnica de forma eficiente.
ResponderEliminarVelásquez José. Lectura 2. El principal topico ambiental en esta lectura es el recurso agua como liquido primordial e indispensable para todos los seres vivos, lo cual se ve contaminada por las diversas actividades que realiza el ser humano en su afan de mejorar la calidad de vida de éste sin medir las consecuencias y como producto de la creciente industrialización sin controles eficientes, motivo a esta creciente problematica toma fuerza este estudio, el cual tiene como fundamento la extracion quimica del quitosano a partir del micelio de Aspergillus niger y evaluar su uso como bioabsorvente en el tratamiento de agua, entro de las tecnicas de analisis destaca, el analisis simple para la determinacion del grado de desacetililacioncarbono total con el analizador de TOC y la espectroscopia aptica atomica con el espectrofótometro UV, la sepectroscopia infraroja y resonancia magnetica, el viscosimetro y peso molecular
ResponderEliminarVelásquez José. cont. lectura 2. Como tecicas de analisis fisicos destacan la sedimentación, centrifugación,filtración para la purificacion y obtencion del quitosano.
ResponderEliminarVelásquez José. Lectura 1. En el mismo orden de idea, se puede resaltar como Técnica de Análisis utilizada, en las pruebas de biosorcion, la espectroscopia optica atomica con la utilizacion de un espectrofotómetro de absorcion atomica a la llama, igualmente se utilizo el tamizado, filtrado y centrifugado como tecnicas de analísis físico, por otro lado el estudio resalta una metodologia de tipo experimental en laboratorio, con una publicacion de resultados de forma secuencial y sus respectivas conclusiones.
ResponderEliminarLECTURA Nº 1
ResponderEliminarEXTRACCION DE QUITOSANO Y SU APLICACION COMO BIOADSORVENTE
El agua es el principal componente para el desarrollo de los seres humanos pero cada día se evidencia notariamente la contaminacion de las mismas, razon por la que cada vez más se buscan nuevos métodos que constituyan un aporte para el tratamiento de las mismas. La presente investigación ha sido encausada en las aplicaciones del QUITOSANO como material bioadsorvente debido a que el mismo es un polisacárido lineal compuesto de cadenas distribuidas aleatoriamente de β-(1-4) D-glucosamina (unidades deacetiladas) y N-acetil-D-glucosamina (unidad acetilatada). Para la Obtension de este se tiene que se realizó mediante la extracción de quitina a partir del micelio de Aspergillus niger.Tradicionalmente, la fuente primaria de quitosano ha sido la quitina, proveniente de los exoesqueletos de los camarónes, sin embargo la extracción del polímero se ve limitada, debido a la escasez del material residual en ciertas temporadas del año o tiempos de veda, por esta razón, se utilizan fuentes de partida no convencionales como los hongos especificamente tal cual es el caso del Aspergillus niger que segun la siguiente metodologia experimental se procedio a tomar una una muestra de 140gr del micelio de Aspergillus niger,se lavado para eliminar las impurezas, se transfirió a un balón de fondo redondo de 1 L provisto de una barra magnética para agitación y posteriormente se adicionó NaOH al 40% (500 mL). La reacción se calentó hasta ebullición durante 5 horas. Al terminar la reacción se obtuvo una pasta de color café (alrededor de 100 g), que se vierte a un erlenmeyer de 4 L. Se procedió a eliminar todo exceso de NaOH, lavando la pasta resultante con abundante agua caliente, hasta que quedara de color crema, luego se midió el pH de la pasta hasta que fue cercano a la neutralidad. La pasta color crema (alrededor de 90 g) se mezcló con CH3COOH al 10% (500 mL) en un vaso de 4 L provisto de una barra magnética, se somete a agitación durante 3 horas y se midió el pH de la pasta, el cual debe oscilar entre 3,8-4,5, luego se procedió a verter la mezcla resultante en frascos de plástico, estos se llevan a centrifugación, a una velocidad entre 4.500-6.000 rpm durante 10-15 minutos. Los sobrenadantes de cada frasco se reunieron en erlenmeyers de 1 L. La operación de extracción se repitió dos veces más adicionando ácido acético al 10% y los tres extractos se reunieron en un mismo recipiente.
Finalmente el polímero precipita adicionando NaOH al 40% hasta que el pH sea de 10,0 y posteriormente el sistema se dejó en reposo para una completa sedimentación. El quitosano se recuperó por centrifugación y por filtración, se lavó con agua, etanol y se secó en un horno al vacio a 40°C, obteniéndose 1,5 g del polímero, equivalente a un rendimiento del 1,07%. De esta manera El quitosano obtenido se empleó para evaluar la floculación y la coagulación de materia orgánica de muestras de agua del río Meléndez en colombia.
Para la evaluación del quitosano se hicieron dos estudios, empleando el polímero como ayudante de coagulación y de floculación, utilizando la dosis óptima de cloruro férrico. El quitosano utilizado como ayudante de coagulación dejando como resultado la netralizacion de las cargas coloidales presenes en la muestra, lo cual nos demuestra la eficiencia del mismo en el tratamiento de guas cotaminadas.
Para la evaluación del quitosano se hicieron dos estudios, empleando el polímero como ayudante de coagulación y de floculación, utilizando la dosis óptima de cloruro férrico. El quitosano utilizado como ayudante de coagulación dejando como resultado la netralizacion de las cargas coloidales presenes en la muestra, lo cual nos demuestra la eficiencia del mismo en el tratamiento de guas cotaminadas al comprobarse se que la utilizacion del quitosano, mejora la floculación, dado que los parámetros estudiados exhiben las mejores reducciones. Además, se determinó que al emplear el polímero, la dosis óptima del coagulante primario (FeCl3) puede ser reducida hasta en un 50% de su valor original, permitiendo un ahorro en el uso del coagulante.
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ResponderEliminarTECNICAS DE ANALISIS. LECTURA Nº 1
ResponderEliminarSe midió el efecto del PH en cationes divalentes como también el efecto del PH en la superficie del biosorvente, mediante el contenido residual del catión metálico en el sobrenadante en el primer caso y el catión Cd+² en los diferentes biosorventes probados en el segundo; a través de un espectrofotómetro de absorción atómica a la llama
grac. COMENTARIO 01! Un gran problema a nivel mundial aun sin solución. DIVERSOS METALES PESADOS que son arrojados a ríos y mares sin el debido control ambiental, donde el pH fue analizado desde el punto de vista de adsorbente por medios de algas, irracionalmente a ocasionado en las mismas una pérdida del pH neutral expandiéndose una contaminación en los espacios, esta investigación es de tipo experimental ya que le fueron realizados diversos análisis con las técnicas de tamizad
ResponderEliminargrac. COMENTARIO 02! La contaminación del agua se debe a que no hay un tratamiento adecuado, a pesar que se han implementado diversos métodos para reducir la contaminación del agua, ya que dicho y apreciado líquido es indispensable para todo los seres vivos. La contaminación en los ríos se debe principalmente por los desechos y material orgánico. En este procedimiento se aplicaron dos técnicas elemental y valoración potenciométrica en donde se logro extraer en quitosano y se comprobó que al utilizarlo actúa mejor como ayudante de floculación, también puede ser reducido hasta un 50% de su valor original. Teniendo buenos resultados y permitiendo un ahorro en el uso del Coagulante, no alterando las normas de trabajo de la ASTMD2035-08 para tratamientos de agua.
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