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BIOSORCION DE METALES PESADOS

I. JUSTIFICACION Y OBJETIVOS

La contaminacin por metales pesados es seguramente uno de los problemas ambientales ms serios. Industrias como la minera, la fundicin de metales, la produccin de combustible y energa a partir del petrleo, la industria de fertilizantes y pesticidas y sus aplicaciones, la industria del curtido de cuero, la industria fotogrfica, la produccin de energa atmica, entre otras, producen residuos que contienen metales pesados y stos terminan transfirindose al medio ambiente debido a un incorrecto tratamiento o disposicin finalLas caractersticas toxicas de los metales pesados se pueden analizar desde diferentes puntos de vista.Toxicidad a largo plazo Transformacin a formas mas toxicas bajo ciertas condicionesBiomagnificacion a travs de la cadena alimenticia lo que puede poner en peligro la vida humanaNo se degradan por ningn mtodo incluyendo bio-tratamientosLa toxicidad de metales pesados ocurre incluso a bajas concentraciones

El presente trabajo tiene como objetivo fundamental evaluar la posibilidad de uso de macroalgas marinas, (Chondracanthus chamissoi) para la remocin de metales pesados tales como el mercurio, zinc, cadmio, cromo y nquel, etc .

De acuerdo a lo dicho anteriormente los objetivos especficos sern los siguientes: Caracterizar fsica y qumicamente la algas Chondracanthus chamissoi)Establecer el adecuado acondicionamiento de la biomasa para optimizar el proceso de adsorcin. Realizar cinticas de adsorcin de metales pesados , mediante sistemas de lotes o discontinuos de un solo componente y de dos componentes. Determinar la capacidad de adsorcin de metales pesados por dichas algas, mediante sistemas de lotes o discontinuos de un solo componente y de dos componentes. Determinar el eluyente adecuado mediante ensayos en lote. Evaluar la factibilidad de recuperacin de los metales pesados mediante columnas de desorcin. Determinar la posibilidad de reutilizacin del biosorbente mediante ciclos de adsorcin/desorcin en columnas de lecho fijo.

II- INTRODUCCION 1- Generalidades Uno de los principales problemas de la sociedad en el siglo XXI es la contaminacin ambiental por metales pesados, la cual es generada por diversos procesos industriales tales como la minera, la metalurgia, la curtiembre, la produccin de bateras, la galvanoplastia, etc. BIOSORCION DE METALES PESADOS

A continuacin se mencionan algunas caractersticas relevantes de cada uno de ellos. CADMIO: Las principales fuentes de contaminacin de cadmio al ambiente a travs de la generacin de aguas residuales son las plantas electrnicas, las fundiciones, fabricacin de aleaciones, pigmentos, plsticos, pilas y procesos de refinacin ZINC: Este metal es ampliamente usado por muchas industrias, como el galvanizado, y la fabricacin de acero y otras aleaciones, bateras y pigmentos.CROMO: Los compuestos de cromo se utilizan en galvanoplastia, la fabricacin de colorantes y pigmentos, la produccin de aceros y aleaciones, as como conservantes de la maderaNIQUEL: Es ampliamente usado en fbricas de acero, en bateras y en la produccin de algunas aleaciones.MERCURIO: Legislacin sobre metales pesados

Tratamientos de efluentes industriales convencionales. Entre los tratamientos convencionales se destaca la adsorcin sobre carbn activado. La adsorcin es un proceso donde ciertos componentes (adsorbatos) de una fase fluida (lquido o gaseosa) son transferidos hacia una fase slida (adsorbente) quedando fsica o qumicamente enlazados al adsorbenteTratamientos alternativos: BIOSORCIN El trmino biosorcin, se utiliza para referirse a la captacin de metales que lleva a cabo una biomasa, a travs de mecanismos fisicoqumicos como la adsorcin o el intercambio inico. El proceso de biosorcin involucra una fase slida (sorbente) y una fase lquida (solvente, que es normalmente el agua) que contiene las especies disueltas que van a ser sorbidas (sorbato, e.g. iones metlicos).

Ventajas en el uso de algas como biosorbente

Primeramente : las algas marinas crecen de forma natural en los zocalos continentales de mares y ocanosSegundo : la gran diversidad de las algas marinas permite aumentar su selectividad y eficiencia Tercero : las algas marinas son especies inocuas con un contenido inorgnico rico en calcio. magnesio, sodio y potasio.Cuarto : el alto contenido de alginatos en las algas marinas ( en comparacin con los dems grupos funcionales identificados como centros de adsorcin)

Centros de adsorcin de las algas marinas Alginatos : -Fucuidanos :

Modificaciones de las algas marinas en biosorcion.

- CaCl2- Formaldehido y glutaraldehido- NaOH- HCl

Mecanismos propuestos

Complejacin o quelacin:- Adsorcin fsica:- Intercambio inico:- Precipitacin:

Etapas en el mecanismo de adsorcin relacionadas con la transferencia de los metales a travs de las capas que bordean las clulas:

1.-Transporte del metal desde el seno de la solucin a la capa lmite alrededor de la pared celular. 2.- Transporte desde la capa lmite a la pared celular. 3.- Transporte del metal desde la pared celular a los puntos activos del enlace. 4.- Fases del enlace: complejacin, adsorcin y precipitacin en la intramembrana.

Tipos de biomasa empleados para la biosorcin

Los biosorbentes pueden clasificarse en sorbentes de bajo o alto costo. El primer grupo est formado por materiales recolectados directamente de la naturaleza (por ejemplo algas marinas) y por residuos o productos de diferentes industrias (por ejemplo de la fermentacin del vino y del pan).

Especie Alga

Entre las macroalgas de mayor importancia estn las Rhodophytas (algas rojas) entre ellas la Porphyria que contiene aminocidos como la arginina y lisina, as tambin cidos grasos insaturados como el linoleico. Las Phaeophytas (algas pardas) se consumen en mayor cantidad como las Laminarias y Fucales.

COCHAYUYO (Chondracanthus chamissoi)Cochayuyoes una denominacin deAmrica del Surpara tresalgasdiferentes:Chondracanthus chamissoi, un alga roja comestible, llamada tambin "yuyo", "mococho" o "chicoria de mar".Durvillaea antarctica, un alga parda comestible, llamada tambin "cochaguasca" o "coyofe", que habita en lacostade losmaressubantrticos, enChile,Nueva Zelandiay elocano AtlnticoSur..Macrocystis pyrifera, un alga parda gigante, llamada tambin "sargazo", "cachiyuyo" o "huiro", que habita en las costas del Pacfico

DESCRIPCIONSe trata de un alga de gran tamao que puede llegar a alcanzar los 15metrosde longitud.

Susfiloides("hojas"), tambin llamadas como toda la planta, son de color pardo verdoso cuando estn en el mar y pardo rojizo despus de secarse.Sucauloide("tallo") es circular y no tiene espacios llenos de aire, su color es verde claro y mide alrededor de un metro de largo hasta el nacimiento del primer filoide.

IMPORTANCIA Son muy pocas empresas que le dan el valor agregado a las algas y mayormente se exportan como materia prima; siendo uno de los recursos naturales ms abundantes en toda la costa peruana, as como tambin en la sierra, presentan caractersticas y propiedades aprovechables dependiendo de la zona.

Impacto ambientalEl impacto ambiental de los contaminantes metlicos en suelos y sedimentos es estrictamente dependiente de la capacidad de complejamiento de stos con componentes del medio ambiente y su respuesta a las condiciones fisicoqumicas y biolgicas de su entorno. Los metales son especies qumicas no degradables. METODOLOGIA 1.-Condiciones iniciales del biosorbente para las pruebas de biosorcin: Recepcin del material biolgico: El cochayuyo (chondracanthus chamissoi)se lavara con agua destilada , luego se exponen al sol por un tiempo de 48 horas y se envuelven en toallas de papel humedecido con agua destilada ,empacndolas con bolsas de polietileno y colocndolas en un cooler . Seleccin del material biolgico segn fase de vida:

Las algas colectadas (chondracanthus chamissoi) sern seleccionadas segn su fase de vida, de manera visual, con el mtodo de Resorcinol.

Materiales:

1.- Solucin stock Resorcinol. Resorcinol. Agua destilada. HCL concentrado.2.- Solucin stock Acetal. Acetal. Agua destilada.

Tamao de partcula:

Una vez identificada las fases presentes en la biomasa, se procede a secarlas, colocndolas en una estufa, a temperatura de 65 C, durante 3 das hasta peso constante. Posteriormente se muelen en un molino de martillos y se tamizan con tamices de malla 1mm colocndose en un desecador de silicagel hasta su uso.

Tratamiento qumico de la biomasa:

Con el fin de determinar la mayor capacidad de adsorcin de las algas (en este caso el cochayuyo), estas sern tratadas con iones de Na+ y Ca+ (tratamientos por separado) que modifican la estructura de los carragenatos para una mayor absorcinTRATAMIENTONaCl 0.1 NCaCl2 0.2 MNOMBRE12345678FASEGametofitoEsporofitoGametofitoEsporofitoTAMAO (m)>75757575