Un nuevo material permite adsorber contaminantes orgánicos en agua en menos de 24 horas

La aparición de contaminantes prioritarios y emergentes en agua es un tema de actualidad que ha llevado a la comunidad científica a investigar nuevas soluciones y alternativas. En esta línea, un grupo de científicos de la Universidad de Sevilla ha demostrado recientemente la eficacia de dos nuevos materiales adsorbentes capaces de eliminar contaminantes orgánicos en disolución en menos de 24 horas.

Concretamente, se han evaluado dos materiales del tipo filosilicatos: una mica sintética de alta carga expansible (Na-Mica-4), y uno obtenido a partir del anterior mediante intercambio catiónico con cationes de octadecilamonio (C18-Mica-4). Los filosilicatos son una subclase de los silicatos que incluye minerales comunes en ambientes muy diversos.

Los resultados muestran que el material C18-Mica-4 es capaz de eliminar la mayoría de los contaminantes que se estudiaron tanto en aguas residuales urbanas como en aguas superficiales y aguas potables. El estudio, además, aporta algunos datos sobre el mecanismo de adsorción y establece una significativa correlación entre las propiedades fisicoquímicas de los contaminantes prioritarios y emergentes seleccionados y la adsorción sobre el material.

En total, se estudiaron 18 contaminantes orgánicos entre los que se encuentran contaminantes industriales, productos para el cuidado personal, y principios activos farmacológicos tipo antiinflamatorios, antibióticos, antiepilépticos, estimulantes del sistema nervioso y reguladores lipídicos, entre otros.

Dentro de los contaminantes industriales se estudiaron algunos compuestos empleados frecuentemente como productos de limpieza y otros utilizados como repelentes de agua y aceite. En cuanto a los productos del cuidado personal, se estudiaron dos conservantes sintéticos (metilparabeno y propilparabeno) ampliamente usados en cosméticos y productos farmacéuticos. Por último, se ensayó también con nueve principios activos farmacológicos (diclofenaco, ibuprofeno, ácido salicílico, trimetoprima, carbamazepina, propranolol, cafeína, ácido clofíbrico y gemfibrozilo) consumidos con diferentes objetivos terapéuticos, que acaban contaminando las aguas, fundamentalmente, a través de la excreta humana.

El estudio se ha llevado a cabo en aguas residuales urbanas brutas, aguas residuales urbanas depuradas, aguas superficiales de río y aguas potables.

“Estudios como éste, y otros en la misma línea, están poniendo de manifiesto el potencial de ciertos materiales adsorbentes para su utilización en el tratamiento industrial de aguas afectadas por diferentes tipos de contaminación. La consecución de materiales universales, con altos rendimientos de eliminación y aplicables a un amplio abanico de contaminantes, es el principal reto en este campo”, comenta el responsable de esta investigación, el catedrático de la US Esteban Alonso.

Los siguientes pasos de esta línea de investigación serán la evaluación de estos materiales en la eliminación de otras familias de contaminantes orgánicos en aguas, su aplicación a escala industrial y, en paralelo, la mejora de la funcionalidad del propio material.

CITIUS

En el Laboratorio de Rayos X ubicado en el Centro de Investigación, Tecnología e Innovación de la Universidad de Sevilla (CITIUS) se realizó la caracterización de los adsorbentes una vez sintetizados, antes y después de los ensayos de adsorción, mediante técnicas de difracción de rayos X.

Para este trabajo se contó también con los equipos del Servicio de Caracterización Funcional para el análisis del potencial Z, fisisorción y calorimetría; y con el Servicio de Microscopía. A partir de los resultados se pudo realizar un análisis en profundidad de las estructuras cristalinas obtenidas y comprender el proceso de adsorción en detalle.

Referencia bibliográfica

Removal of priority and emerging pollutants from aqueous media by adsorption onto synthetic organo-funtionalized high-charge swelling micas. Martín J, Orta MDM, Medina-Carrasco S, Santos JL, Aparicio I, Alonso E.Publicado en Environ Res. 2018 Jul; 164:488-494. doi: 10.1016/j.envres.2018.03.037. Epub 2018 Mar 27.