Evaluación de la Bioadsorción del vástago de plátano (Musa balbisiana) en la remoción de plomo en aguas contaminadas

Gabriel Andrés Sánchez De Las Salas

Resumen: La contaminación del agua con metales pesados es un problema producido por actividades antropogénicas. Es la causante de efectos nocivos sobre la salud humana que van desde daños en estómago, pulmón, hígado, riñones y disrupción endocrina hasta la muerte; y no solo afecta el agua si no también el suelo y el aire.La contaminación por plomo es una problemática que afecta a laspersonas que usan el agua en zonas rurales, porque generalmente no cuentan con un sistema de potabilización adecuado.El vástago del plátano, considerado un desecho de la industria bananera, es utilizado como alimento en porcicultura, también para hacer cuerdas y bolsos artesanales; pero es tanta la cantidad generada que como material orgánico puede llegar a convertirse en un agente contaminador.

Esta investigación en curso propone utilizar el vástago como medio filtrante, en la remoción del plomo de agua contaminada.

Palabras clave: Carbón activado, Metales pesados ,Vástago

Abstract: Contamination of water with heavy metals is a problem produced by anthropogenic activities. It is the cause of harmful effects on human health ranging from damage to the stomach, lungs, liver, kidneys and endocrine disruption to death; and it not only affects the water but also the soil andthe air.Lead contamination is a problem that affects people who use water in rural areas, because they generally do not have an adequate purification system.Thebananastem,consideredawastefromthebananaindustry,isusedasfoodinpigfarming, also to make ropes and handmade bags; but the amount generated is so great that as organic material it can become apollutantThis ongoing investigation proposes to use the stem as a filter medium, in the removal of lead from contaminated water.

Key-words: Activated Carbon, Heavy Metals, Stem

INTRODUCCIÓN

La contaminación del agua con metales pesados es un problema grave producido por actividades antropogénicas, la cual es causante de varios efectos nocivos sobre la salud humana que van desde daños en estómago, pulmón, hígado, riñones, disrupción endocrina hasta la muerte; y no solo afecta el agua si no también el suelo y el aire.

Entre las diversas actividades del desarrollo humano, la minería ilegal y las industrias metalmecánicas son las principales causantes de la contaminación de agua con metales pesados; La industria metalmecánica es el sector que comprende las maquinas industriales y herramientas proveedoras de partes a las demás industrias metálicas, siendo su insumo básico el metal y las aleaciones de hierro, para su uso en bienes de capital productivo relacionados con el ramo, es decir, la metalmecánica estudia todo lo relacionado con la industria metálica. En nuestro caso, el metal pesado que tuvimos en cuenta es el Plomo; este elemento químico de numero atómico 82, símbolo Pb, posee una elevada densidad y es un mal conductor de electricidad, se usa en la fabricación de baterías, tuberías, tanques, etc.

Los compuestos orgánicos provenientes de la cáscara de plátano están constituidos principalmente por celulosa (7,6% - 9,6%), sustancias pépticas (10% - 21%), lignina (6% - 12%), hemicelulosa (6,4% - 9,4%), pigmentos de clorofila y otros compuestos de bajo peso molecular (Arunakumara et al., 2013; Xiaomin, Yanru, Zhexian, Yinghui, & Fang, 2007). Las sustancias pépticas son un grupo complejo de polisacáridos localizados en la pared 30 Estudio del potencial uso de cáscaras de banana como agente adsorbente primaria de las células vegetales. Son estas sustancias las que entregan la textura a frutas y vegetales (Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, 2000).En frutas y vegetales, representan cerca del 40% de la materia seca y debido a la presencia de grupos funcionales como el carboxilo en su estructura molecular, son de relevancia para el fenómeno de adsorción (Kaewsarn, et al., 2008) ya que son estos los responsables de las interacciones iónicas que se producen con solutos específicos (Nasreen, et al., 2008; Palma, et al., 2011).

Con respecto al uso de Vastago de platano como material adsorbente se presentan a continuación algunas investigaciones: Contaminantes inorgánicos Annadural, et al., estudiaron la remoción de Cu2+, Co2+, Ni2+, Zn2+ y Pb2+ en fase líquida utilizando cáscara de banana, en el rango de concentraciones de contaminante de 5 [mg/L] hasta 25 [mg/L]. Se determinó que la capacidad de adsorción fue, en orden decreciente, de 7,97 [mg g] para el Pb2+, 6,88 [ mg g ] para el Ni2+, 5,80 [ mg g ] para el Zn2+, 4,75 [ mg g ] para el Cu2+ y 2,55 [ mg g ] en el caso del Co2+. Todas las isotermas se 31 Estudio del potencial uso del vástago de plátano como agente adsorbente ajustaron de mejor manera a la ecuación de Freundlich. En relacióna l impacto del pH, se concluyó que la adsorción se vió favorecida al aumentar el pH, alcanzando una meseta a pH mayores a 7 (Annadural, et al., 2002).

Por esto el uso de vástago musa balbisiana es una alternativa para la remoción del plomo en aguas contaminadas, generando así impactos positivos tanto en las comunidades aledañas a las fuentes como los consumidores finales que se ven afectadas por esta problemática.

Según el estudio realizado en el 2018 “Exposición a plomo y mercurio en poblaciones de la ribera del río Bogotá: estudio multi-método” los autores concluyeron que “La contaminación por metales es un problema que se extiende a quienes consumen los productos vegetales y animales producidos en las riberas del río, pero que se encuentran en lugares lejanos. Sin embargo, esta generalidad no excluye de casos específicos en los que confluyen varios atributos y pueden verse más afectados; los hallazgos sugieren que esto sucede en un muy reducido número de individuos, que son precisamente los que están en mayor nivel de vulnerabilidad social. De esta manera se configura una evidente injusticia ambiental que podrá ser intervenida mediante cambios que procuren disminuir la pobreza y la vulnerabilidad social”

Se propone una nueva forma de purificación del agua contaminada de plomo, utilizando un producto biodegradable: el vástago de Plátano, específicamente de la variedad Cavendish y especie musa Balbisiana, el cual, en nuestra investigación, posee cualidades de retención de metales pesados por su alta cantidad de glucosa y celulosa, y así, al ser biodegradable, no hace ningún daño al medio ambiente y está bien reutilizarlo.

MATERIALES Y MÉTODOS

1.1 MATERIALES Y EQUIPOS

• Vástago (500 gr)
• Agua contaminada (150ml)
• Carbón Activado(500 gr)
• Arena Sílice (500 gr)
• Antracita (500 gr)
• Piedra Caliza (500gr)
• Balanza
• Horno
• Molino

PRETRATAMIENTO

del vástago se llevó a cabo retirando cuerpos extraños y suciedad a través del lavado con agua destilada y alcohol etílico para retirar alguna sustancia orgánica presente en este, posteriormente fue secado a 103 °C y se muele lentamente para triturar el vástago y obtener mejor sus ventajas de liosorción. Se macera el vástago que queda para obtener una consistencia aún más liviana y pequeña. Por último paso, se colocó organizadamente los elementos y/o materiales mencionados dentro del filtro, colocando de último el vástago, es decir, este queda al tope de todos y es el primero que entra en contacto con el agua que contiene los metales pesados

Imagen 1.Filtro

RESULTADOS

A continuación se presentan los valores promedios obtenidos después de realizar la prueba en 30 muestras.

Conclusiones-Discusión:

Después del realizar proceso de filtrado con el carbón activado y luego repetir el filtrado con el vástago de plátano (musa balbisiana) el grupo investigador obtuvo que en un principio la cantidad de plomo en la primera muestra de agua era de 9.2 mg/L, después del proceso de filtrado con el carbón activado la cantidad de plomo se redujo a 2,36 mg/L, lo que equivale al 75% de la cantidad total de plomo, mientras que con otra muestra de la misma agua se hizo el filtrado con el vástago de musa balbisiana y se obtuvo que la cantidad de plomo se redujo a 0,3 mg/L que equivale al 96% de la cantidad total de plomo (ver tabla).
Los resultados obtenidos del filtrado con vástago de plátano son muy beneficiosos puesto que la cantidad de plomo se redujo a 0,3 mg/L, cifra muy cercana a la establecida por la OMS que afirma que la cantidad máxima de plomo permitida en agua potable debe ser de 0,1 mg/L.

Los resultados que se obtuvieron fueron beneficiosos para la investigación, porque podemos encaminar nuestro enfoque, no solo en la salud sino también ecológico.

Este proyecto tiene un impacto positivo al medio ambiente porque el vástago es totalmente biodegradable y al cumplir su ciclo de retención, no tiene ningún perjuicio por esta misma característica, el plomo restante puede tener muchos fines industriales; entonces se puede decir que además de ayudar en el ámbito de la salud de las personas, también se da como esa forma de conseguir ese material de una forma benéfica y contribuye a la industria.

Y por el lado del carbó n activado que es un producto de minería y que retiene los metales a menor proporción que el vástago, es otro aspecto que defiende este proyecto.

Cabe aclarar que el agua no sale totalmente potable, porque el proyecto se enfatizó en la retención del plomo; ya el otro proceso depende de procesos más de acueductos para alejar alguna impureza y alejar la población bacteriana.

El filtro tiene una vida útil limitada dependiendo directamente de la cantidad de agua contaminada a filtrar, para futuras investigación e implementaciones a gran escala es importa conocer el uso máximo de cada filtro sin reducir la eficiencia.

Con respectos a la disposición final de los filtros usados se deben enviar a las entidades correspondiste para su respectiva disposición. 

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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