Nueva forma para eliminar arsénico y cromo de agua contaminada

Hallar la forma para eliminar el cromo y el arsénico es una investigación que siguen muchas universidades y laboratorios en el mundo. Y todo hace indicar que existe un nuevo método para hacer ello realidad.

Sucede que investigadores del Laboratorio Nacional de Oak Ridge han descubierto un adsorbente con alta selectividad para cromo y arsénico en condiciones reales donde los recursos hídricos contienen muchos elementos químicamente similares.

Recordemos que ambos elementos son subproductos de varios procesos de minería, producción y fabricación. Así, el cromo y el arsénico son tóxicos y pueden causar efectos adversos para la salud, incluido el cáncer. Incluso los niveles bajos representan riesgos significativos para los organismos vivos; porque las dosis se bioacumulan o se acumulan con cada exposición y pueden alcanzar gradualmente cantidades dañinas.

En el agua, estos metales se disuelven para formar oxoaniones de cromato y arseniato, o sales, que son químicamente similares a los minerales beneficiosos presentes en el líquido elemento; incluidos fosfato, sulfato, nitrato y bicarbonato. El cromato y el arseniato son muy móviles en el agua y pueden tener impactos de largo alcance. Entonces, no se degradan y permanecen en el medio ambiente sin intervención. Se necesitan enfoques específicos para separar estos metales de las sales minerales inofensivas que son vitales para el ecosistema.

Trae los adsorbentes

Aquí es donde entran los adsorbentes. Los adsorbentes son materiales que están diseñados para apuntar a elementos específicos y unirlos a una superficie. Tienen amplias aplicaciones para ayudar a recuperar metales preciosos o eliminar contaminantes del medio ambiente.

En un artículo publicado en la revista Small , los científicos de Oak Ridge explican que el nuevo adsorbente que descubrieron captura cromo y arsénico en una proporción equilibrada de 2 a 1. El avance fundamental crea una sinergia entre la captura de cromo y arsénico, de modo que cuanto más cromo agarra el material, más arsénico también puede eliminar.

“Es raro que un adsorbente capture dos contaminantes simultáneamente y funcione de manera rápida y eficiente en escenarios realistas para abordar la amplia gama de condiciones del agua en todo el mundo”, dijo Santa Jansone-Popova, coautora del estudio, en un comunicado de prensa. .

Pulir un enfoque anterior

Jansone-Popova dirigió anteriormente el diseño de un adsorbente con alta selectividad para el cromato que funciona rápidamente y en presencia de especies competidoras para descontaminar el agua.

Un estudio publicado en Environmental Science and Technology mostró que el nuevo material redujo las concentraciones de cromato 100 veces en un minuto (1 parte por millón a 10 partes por billón) y alcanzó un nivel de un orden de magnitud por debajo de los límites permitidos establecidos por la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. .

Al asociarse con su colega Ping Li, Jansone-Popova decidió aprovechar ese enfoque anterior para desarrollar un marco para capturar tanto el cromato como el arseniato con un solo material.

Novedosa forma para eliminar cromo y arsénico

“Nuestro material de partida es muy eficaz para capturar cromo en su forma más tóxica, el cromo hexavalente; pero el enfoque no fue diseñado para ser selectivo con el arsénico”, dijo Li. “A medida que ocurre esta reacción, sin embargo, el material cambia, creando una plataforma para nuevas químicas”.

Los investigadores modificaron la estructura original para reducir el cromo-6 capturado a un estado menos tóxico, el cromo-3. El cromo-3 también tiene la ventaja de proporcionar un punto de anclaje para unir el arseniato. La nueva estructura permite una reacción química que forma grupos estables de cromato-arseniato que están fuertemente unidos a la superficie. El resultado atrapa eficazmente las toxinas de forma permanente; ya que no se lavarán ni se desprenderán del material del filtro sin una eliminación intencional mediante un procesamiento químico.

“Aprovechamos la captura eficiente de cromo hexavalente para introducir una nueva arquitectura que también podría unirse al arsénico ”, dijo Li.

El arseniato de cromato, que alguna vez se usó como aditivo en la madera tratada a presión, sirvió de inspiración para la estructura.

El equipo ha patentado la estructura y está trabajando con colaboradores para expandir el enfoque a otros contaminantes ambientales.

“Descubrimientos fundamentales como estos pueden ayudarnos a reducir los contaminantes tóxicos en el medio ambiente y cumplir con los objetivos regulatorios para el agua limpia”, dijo Jansone-Popova.

*foto referencial