La interacción entre especies de arsénico y la superficie de minerales : estudio con óxidos sintéticos y sedimentos naturales
El arsénico (As) es un oligoelemento y es considerado actualmente como indispensable para la vida. Sin embargo, su acumulación en altas concentraciones en organismos vivos se traduce en una elevada toxicidad para los mismos. En general las aguas subterráneas son las que contienen mayor concentrac...
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| Otros Autores: | |
| Formato: | tesis doctoral |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2013
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/2458 |
| Aporte de: |
| Sumario: | El arsénico (As) es un oligoelemento y es considerado actualmente como
indispensable para la vida. Sin embargo, su acumulación en altas concentraciones en
organismos vivos se traduce en una elevada toxicidad para los mismos. En general las
aguas subterráneas son las que contienen mayor concentración del mismo y las que
representan la mayor amenaza para la salud humana.
Como ocurre con la mayoría de los elementos trazas, la concentración de arsénico
en aguas naturales es probablemente controlada por algún tipo de interacción
agua/mineral. Muchos sistemas son regulados por procesos de adsorción/desorción en
la superficie de óxidos y otros minerales, y la concentración de arsénico depende
fuertemente de la reactividad de los grupos funcionales de la superficie y de la
presencia de especies que compitan con el arsénico por los sitios de adsorción.
En este trabajo de tesis se estudió la adsorción de arseniato en ferrihidrita, se
realizó un estudio de las propiedades ácido-base del sólido y se aplicó el modelo de
complejación superficial CD-MUSIC para describir el comportamiento de la superficie
de la ferrihidrita. Aparentemente, dos tipos de complejos superficiales de esfera
interna se forman por la reacción entre arseniato y los grupos superficiales, un
complejo binuclear bidentado protonado y un complejo binuclear bidentado
deprotonado. El carbonato presente como contaminante en la muestra forma también
un complejo superficial de esfera interna y compite con el arseniato por los sitios de
adsorción.
También se estudiaron los procesos cinéticos de adsorción/desorción de arseniato en
una montmorillonita intercambiada con Fe(III), la cual mostró que las especies de
Fe(III) presentes en la montmorillonita poseen una elevada eficiencia de unión de
arseniato.
Se presenta un estudio cinético de la competencia entre arseniato y fosfato en la
superficie de goethita, en el cual el fosfato se adsorbe primero y luego el arseniato es
agregado para promover la desorción de fosfato. La disminución de fosfato adsorbido
es cuantificada en función del tiempo, y los efectos de la concentración inicial
arseniato, el fosfato inicial adsorbido, el pH y la temperatura sobre la velocidad de
desorción son evaluados. La desorción de fosfato en goethita es inducida por arseniato
y se produce en dos etapas: una etapa rápida, que tiene lugar entre el momento de la
adición de arseniato y el primer punto de desorción medido a los 5 min de reacción, y
una etapa más lenta que toma varias horas. Las etapas determinantes de la velocidad
de intercambio están relacionadas a la captación de arseniato por la superficie y no a
la liberación de fosfato por la misma.
Por último, se evaluaron posibles procesos de control de la concentración de As en
el agua intersticial de los sedimentos de la Cuenca del Arroyo Napostá Grande. Se
aplicó el modelo de complejación superficial CD-MUSIC para describir la adsorción de
aniones en la superficie de los sedimentos. Los cálculos indican que las concentraciones
de As en el agua están principalmente controladas por procesos de adsorción/desorción
en la superficie de los minerales del sedimento, donde el pH y la concentración de
especies competidoras como el carbonato juegan un papel preponderante. |
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