Factibilidad del uso de un sistema de flujo continuo para la remoción de iones de cadmio y cobre de soluciones acuosas utilizando el alga sargassum sinicola.

Abstract

Entre los contaminantes que son descargados a ríos y mares provenientes de diversas industrias sin el debido control ambiental se encuentran el cadmio (Cd2+) y el cobre (Cu2+). Estos son elementos que frecuentemente se encuentran presentes por arriba de lo que establecen las normas oficiales. Por este motivo, se ha evaluado el uso de diversos sistemas para la remoción de estos metales del ecosistema, utilizando bacterias, hongos, algas y plantas, que tienen la capacidad de asimilar metales ya sea activamente (bioacumulación) y/o pasivamente (biosorción). Las especies de algas café del género Sargassum destacan de entre otros organismos por poseer una alta capacidad de remoción de metales así como por la rapidez con la que llevan a cabo el proceso de remoción. Este género presenta grandes biomasas en el Golfo de California, presentado tan solo en la bahía de La Paz, B.C.S. una biomasa cosechable de alrededor de 18000 ton húmedas anualmente. En este trabajo se evaluó la factibilidad del uso de Sargassum sinicola en un sistema de flujo continuo para la remoción de iones de Cd2+ y Cu2+. Con este propósito se realizó la caracterización de la biomasa, que incluyó la determinación de la concentración de Cd2+ y Cu2+, contenido de alginatos y de ácidos carboxílicos en las algas S. sinicola y S. lapazeanum en el medio natural. En las algas estudiadas la concentración de Cd2+ y Cu2+ varía en relación a la localidad y fecha. Por ejemplo, en el caso de S. lapazeanum y S. sinicola de Califin en 2009 se encontró una concentración de Cd2+ dentro del rango reportado para algas en zonas de surgencia. El contenido de alginato en S. lapazeanum y S. sinicola fue 12.733 ± 0.131 y 19.166 ± 0.152 %, mientras que la concentración de ácidos carboxílicos fue 2.665 ± 0.073 y 2.403 ± 0.038 mmol g-1, respectivamente. Se realizaron experimentos para determinar la capacidad máxima de remoción de iones de Cd2+ y Cu2+ por las algas en un sistema batch y para establecer las condiciones óptimas para obtener la máxima remoción de los metales por Sargassum sinicola en un sistema de columna de flujo continuo. Los resultados indican que en un sistema batch S. lapazeanum y S. sinicola logran remover hasta 71.2 y 62.4 mg g-1 de Cd2+, así como 62.53 y 49.62 mg g-1 de Cu2+, respectivamente. Los experimentos realizados en el sistema de columna de flujo continuo mostraron que en condiciones de flujo de 10 mL min-1 y densidad de empaque de 150 g L- 1, S. sinicola logra remover hasta 98.21 ± 0.18 y 62.39± 1.91 mg g-1 de Cd2+ y Cu2+, cuando la concentración inicial de estos metales es de 35 y 200 mg L-1, respectivamente. El ajuste de los datos de remoción de Cd2+ y Cu2+ en columna al modelo de Langmuir muestran que la remoción de estos iones es un 34% y 20%, respectivamente, que es mayor a la estimada en el sistema batch. Adicionalmente se realizó el ajuste de los modelos de Thomas, de Yan, de Chu y de Bohart – Adams a las curvas de ruptura experimentales, encontrando que a pesar de que el modelo de Thomas subestima el punto de ruptura del sistema, este modelo puede ser utilizado como una herramienta simple para la predicción del desempeño de S. sinicola en un sistema de flujo continuo.