{"id":133826,"date":"2020-06-05T15:09:21","date_gmt":"2020-06-05T14:09:21","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/?p=133826"},"modified":"2020-06-05T15:09:21","modified_gmt":"2020-06-05T14:09:21","slug":"el-empleo-de-materiales-carbonosos-obtenidos-a-partir-de-lignina-como-mejora-en-la-eliminacion-de-contaminantes-con-efectos-de-disrupcion-endocrina","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/2020\/06\/05\/133826","title":{"rendered":"El empleo de materiales carbonosos obtenidos a partir de lignina como mejora en la eliminaci\u00f3n de contaminantes con efectos de disrupci\u00f3n endocrina."},"content":{"rendered":"

El bisfenol A (BPA), compuesto catalogado como disruptor endocrino, ha suscitado una gran atenci\u00f3n entre la comunidad cient\u00edfica en los \u00faltimos a\u00f1os debido a su efecto sobre la funci\u00f3n reproductiva, adem\u00e1s de provocar hipertensi\u00f3n y enfermedades cardiovasculares. Por ello, la eliminaci\u00f3n de este compuesto de las aguas es un problema de car\u00e1cter prioritario. Se han estudiado diferentes m\u00e9todos para su eliminaci\u00f3n, como la nano\/ultrafiltraci\u00f3n, procesos de oxidaci\u00f3n avanzada o la adsorci\u00f3n. Entre ellos, destacan los procesos de adsorci\u00f3n debido a su simplicidad, alta eficiencia, bajos costes de operaci\u00f3n y la ausencia de generaci\u00f3n de subproductos. Los resultados del tratamiento de eliminaci\u00f3n de BPA mediante adsorci\u00f3n se han realizado empleando tres adsorbentes carbonosos que presentan diferente estructura porosa. As\u00ed, se ha trabajado con un carb\u00f3n activado comercial (F400), un carb\u00f3n activado sintetizado a partir de lignina Kraft mediante impregnaci\u00f3n con H3<\/sub>PO4<\/sub> (KLP) y un xerogel obtenido mediante reacci\u00f3n de policondensaci\u00f3n de resorcinol-formaldeh\u00eddo (RFX). Adem\u00e1s, se ha estudiado la influencia de la matriz acuosa sobre el proceso de adsorci\u00f3n empleando diferentes matrices medioambientalmente relevantes, como un efluente hospitalario, agua de r\u00edo y un efluente procedente de una planta de tratamiento de aguas residuales (EDAR).<\/p>\n

Silvia \u00c1lvarez Torrellas-Grupo Universidad Complutense de Madrid<\/em><\/p>\n

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La presencia de contaminantes emergentes en aguas residuales genera un aumento de su toxicidad. A pesar de las bajas concentraciones en las que estos compuestos est\u00e1n presentes en el agua, est\u00e1 demostrado que presentan efectos nocivos sobre la salud del ser humano y el medio acu\u00e1tico. Entre ellos se encuentra el bisfenol A (BPA), compuesto ampliamente usado en la producci\u00f3n de policarbonato y resinas epoxi. Se han detectado concentraciones significativas de BPA en el agua, como resultado de su eliminaci\u00f3n poco eficaz en las plantas convencionales de tratamiento de aguas residuales [1]. El BPA est\u00e1 catalogado como disruptor endocrino, mostrando una seria toxicidad biol\u00f3gica y efectos estrog\u00e9nicos en los seres vivos.<\/p>\n

Investigadores del Grupo de Cat\u00e1lisis y Procesos de Separaci\u00f3n de la UCM han evaluado la eliminaci\u00f3n de bisfenol A mediante adsorci\u00f3n sobre materiales carbonosos en varias matrices acuosas reales, obteni\u00e9ndose excelentes resultados. Los adsorbentes empleados fueron un xerogel de carbono obtenido mediante policondensaci\u00f3n de resorcinol-formaldeh\u00eddo (RFX), un carb\u00f3n activado obtenido a partir de lignina (KLP) y un carb\u00f3n activado comercial (F400), a efectos comparativos.<\/p>\n

Estos materiales fueron seleccionados por las diferencias que presentan en sus propiedades texturales, fundamentalmente, superficie espec\u00edfica y distribuci\u00f3n de tama\u00f1o de poro, con el fin de estudiar el papel de estas propiedades en el proceso de adsorci\u00f3n de BPA.<\/p>\n

El xerogel de carbono mostr\u00f3 el valor m\u00e1s bajo de superficie espec\u00edfica (SBET<\/sub> = 625 m2<\/sup>\/g) entre los tres materiales de carbono estudiados. Por otro lado, la isoterma de N2<\/sub> del carb\u00f3n activado obtenidos a partir de lignina (KLP) sigui\u00f3 una isoterma tipo I-II, seg\u00fan la clasificaci\u00f3n de Giles, y una hist\u00e9resis tipo H4, caracter\u00edstica de materiales mesoporosos. Por lo tanto, el adsorbente KLP mostr\u00f3 un car\u00e1cter micro-mesoporoso, frente al car\u00e1cter eminentemente microporoso del material F400 y la naturaleza micro-macroporosa del xerogel de carbono. As\u00ed, el adsorbente KLP ofrece una interesantes propiedades texturales; un valor de superficie espec\u00edfica de 1053 m2<\/sup>\/g combinado con una elevada superficie externa, 477 m2<\/sup>\/g.<\/p>\n

Los experimentos de adsorci\u00f3n en agua ultrapura revelaron valores elevados de capacidad de adsorci\u00f3n de BPA sobre el carb\u00f3n activado comercial F400 y el carb\u00f3n obtenido a partir de lignina Kraft (400 y 220 mg\/g, respectivamente), mientras que con el empleo del xerogel (RFX) se obtuvo una menor capacidad de adsorci\u00f3n, 78 mg\/g. Este comportamiento se atribuye, fundamentalmente, al gran contenido en microporos que muestran los adsorbentes F400 y KLP, estando demostrada la gran contribuci\u00f3n de este par\u00e1metro en la adsorci\u00f3n de contaminantes org\u00e1nicos.<\/p>\n

Las aguas residuales urbanas e industriales est\u00e1n altamente contaminadas debido a la presencia de diversos microorganismos, materia org\u00e1nica natural (NOM) y microcontaminantes. Las matrices acuosas estudiadas muestran caracter\u00edsticas, como el contenido en materia org\u00e1nica, el pH o el contenido de sales, que pueden tener un efecto positivo o negativo en la adsorci\u00f3n de microcontaminantes. En este estudio se ha evaluado la influencia de tres matrices acuosas reales, agua residual de origen hospitalario (HW), agua superficial de r\u00edo (RW) y el efluente de una planta de tratamiento de aguas residuales (WWTP), sobre la adsorci\u00f3n de BPA, realizando experimentos de adsorci\u00f3n en discontinuo de estas matrices previamente fortificadas con BPA.<\/p>\n

En este caso, la adsorci\u00f3n de BPA se vio afectada negativamente, ya que se observ\u00f3 una disminuci\u00f3n significativa de la cantidad adsorbida de BPA en los experimentos con agua real, comparada con la capacidad de adsorci\u00f3n obtenida en agua ultrapura. La comparaci\u00f3n en t\u00e9rminos de capacidad de adsorci\u00f3n de BPA en las diferentes matrices reales estudiadas puede observarse en la Fig. 1.<\/p>\n

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Fig. 1. Influencia de la matriz real sobre la capacidad de adsorci\u00f3n de BPA en los adsorbentes carbonosos.<\/span><\/p>\n

Para los experimentos con el agua superficial de r\u00edo y el efluente de la planta de tratamiento de aguas residuales, se observ\u00f3 \u00fanicamente una moderada disminuci\u00f3n de la capacidad de adsorci\u00f3n de BPA, mientras que en los experimentos realizados con el agua residual hospitalaria se obtuvo una disminuci\u00f3n dram\u00e1tica de la misma. Estos resultados pueden ser explicados atendiendo a las caracter\u00edsticas f\u00edsico-qu\u00edmicas de las matrices acuosas, considerando el pH, contenido de sales y NOM como los par\u00e1metros que m\u00e1s influyen en el proceso de adsorci\u00f3n [2].<\/p>\n

As\u00ed, el pH de la matriz afecta considerablemente al proceso de adsorci\u00f3n, ya que modifica las cargas superficiales del sistema adsorbente-adsorbato. Los adsorbentes estudiados mostraron carga negativa a pH natural. Por otro lado, el BPA se encuentra en forma neutra a un pH inferior a 8 y est\u00e1 cargado negativamente a valores de pH superiores [3]. Por lo tanto, debido al pH del efluente de hospital (8,6), la existencia de fuerzas electrost\u00e1ticas de repulsi\u00f3n entre adsorbente y adsorbato podr\u00edan explicar la fuerte disminuci\u00f3n de la capacidad de adsorci\u00f3n de BPA, en un intervalo del 35-48%, en comparaci\u00f3n con la eliminaci\u00f3n obtenida en agua ultrapura.<\/p>\n

M\u00e1s informaci\u00f3n sobre esta investigaci\u00f3n se puede encontrar en:<\/p>\n

Bibliograf\u00eda<\/span><\/strong><\/p>\n

[1] Han, C., Hong, Y.C. (2016). Current Hypertension Reports, 18, 11-15.<\/p>\n

[2] Hern\u00e1ndez-Abreu, A.B., \u00c1lvarez-Torrellas, S., \u00c1gueda, V.I., Larriba, M., Delgado, J.A., Calvo, P.A., Garc\u00eda, J. (2020). Journal of Environmental Management, 266, 110604-110613.<\/p>\n

[3] Xu, J., Wang, L., Zhu, Y. (2012). Langmuir, 28, 8418-8425.<\/p>\n

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El bisfenol A (BPA), compuesto catalogado como disruptor endocrino, ha suscitado una gran atenci\u00f3n entre la comunidad cient\u00edfica en los \u00faltimos a\u00f1os debido a su efecto sobre la funci\u00f3n reproductiva, adem\u00e1s de provocar hipertensi\u00f3n y enfermedades cardiovasculares. Por ello, la eliminaci\u00f3n de este compuesto de las aguas es un problema de car\u00e1cter prioritario. Se han estudiado diferentes m\u00e9todos para su eliminaci\u00f3n, como la nano\/ultrafiltraci\u00f3n, procesos de oxidaci\u00f3n avanzada o la adsorci\u00f3n. Entre ellos, destacan los procesos de adsorci\u00f3n debido a su simplicidad, alta eficiencia, bajos costes de operaci\u00f3n y la ausencia de generaci\u00f3n de subproductos. Los resultados del tratamiento de\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":42,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[1],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133826"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/users\/42"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=133826"}],"version-history":[{"count":7,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133826\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":133835,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/133826\/revisions\/133835"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=133826"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=133826"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/remtavares\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=133826"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}