Resumen
El objetivo de este estudio fue evaluar y comparar a escala de laboratorio la capacidad para biosorber algunos metales disueltos, de dos sustratos que no han sido previamente testeados, un lodo sedimentado de una laguna de estabilización natural de líquidos urbanos y biomasa muerta de matas de la diatomea dulceacuícola Didymosphenia geminata (Lyngbye) M. Schmidt. Esta última, está recibiendo especial atención en los últimos años debido a su rápida dispersión en varios ríos patagónicos, con una creciente preocupación por controlar su expansión. El lodo fue extraído de la laguna de estabilización de la ciudad de Puerto Madryn y de una laguna de Trelew que recibe líquidos de desechos de una industria de lavado de lana y las microalgas fueron recolectadas de la cuenca del Río Futaleufú de la región andina de la provincia del Chubut. Se intentó lograr un doble impacto ambiental positivo, promoviendo la utilización de un residuo sólido y de una microalga invasora, para sanear un residuo líquido, el cual podrá ser luego descargado saludablemente hacia el ambiente o reutilizado. La importancia del reuso de aguas residuales en ambientes semiáridos ha sido comprobada en ciudades costeras como Puerto Madryn y Trelew y podría adquirir aún mayor relevancia en el centro de la provincia del Chubut, con un mejor aprovechamiento de los recursos naturales y la protección de la salud pública y de los ecosistemas.
Métodos
Se colectaron lodos en la laguna de estabilización de líquidos cloacales de la ciudad de Puerto Madryn, fue secado a 60 °C por 12 hs (para evitar la alteración de los grupos funcionales) y fue tamizado para obtener las partículas menores a 63 µm. Se prepararon soluciones stock individuales de 1000 ppm de Cr3+, Pb2+, Cd2+ y Ni2+ a partir de sulfato de Cr, nitrato de Pb, nitrato de Cd y cloruro de Ni, respectivamente;. y luego fueron diluidas de 10, 25, 50 y 100 ppm empleando agua ultrapura. La influencia del pH inicial sobre la capacidad de biosorción fue evaluada a valores de 2, 3, 4, 5 y 6 por adición de HCl, fijando los siguientes parámetros: a) relación masa de sorbente-volumen de solución 1 g-1000 ml, b) concentración del metal en solución de 50 ppm, c) temperatura de 20°C, d) tiempo de contacto de 180 min y e) velocidad de agitación de 200 rpm. El efecto de una cantidad variable de masa de biosorbente sobre la capacidad de biosorción fue evaluada colocando 0,5; 1 y 1,5 g en 1000 ml de solución, fijando los siguientes parámetros: a) pH 4, b) concentración del metal en solución de 50 ppm, c) temperatura de 20°C, d) tiempo de contacto de 180 min y e) velocidad de agitación de 200 rpm. La influencia del tiempo de contacto entre el biosorbente y la solución acuosa con metales sobre el proceso de biosorción se evaluó a 15, 30, 45, 60, 90, 120, 180 y 240 min para 10, 25, 50 y 100 ppm de concentración inicial. El pH y la relación masa-volumen se fijaron de acuerdo a las condiciones óptimas encontradas en los experimentos previos. Para evaluar la significancia del mecanismo de intercambio catiónico en el equilibrio, se medieron los cationes de metales alcalinos y alcalinotérreos identificados como más abundantes en los biosorbentes en la solución inicial y final de experimentación efectuada en las condiciones óptimas y para 50 ppm. También se medió el pH final. Se determinó la cantidad de iones metálicos adsorbidos (qt) por unidad de masa de biosorbente (mg/g). Los datos de qt se graficaron en función del tiempo, y se ajustaron a un modelo cinético de pseudo segundo orden. El equilibrio entre el metal adsorbido inmovilizado sobre un adsorbente (qe) y aquél remanente en la fase acuosa (Ce) es usualmente presentado como isoterma de adsorción. Para describir el patrón de distribución en el equilibrio se aplicaron las isotermas de Langmuir y Freundlich.