{"id":4867,"date":"2015-10-17T16:41:26","date_gmt":"2015-10-17T21:41:26","guid":{"rendered":"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=4867"},"modified":"2015-10-17T16:47:01","modified_gmt":"2015-10-17T21:47:01","slug":"remocion-de-cr6-de-lixiviados-de-tiraderos-de-basura-con-arcillas-modificadas-o-activadas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/?p=4867","title":{"rendered":"Remoci\u00f3n de Cr<sup>6+<\/sup> de lixiviados de tiraderos de basura con arcillas modificadas o activadas"},"content":{"rendered":"<p><a href=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/Cr6-.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-4876\" src=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/Cr6-.png\" alt=\"Cr6+\" width=\"600\" height=\"449\" srcset=\"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/Cr6-.png 600w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/Cr6--300x225.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 600px) 100vw, 600px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: right;\">RICARDO RANGEL SEGURA* , GABRIEL MART\u00cdNEZ HERRERA*, JOS\u00c9 APOLINAR CORT\u00c9S *, MANUEL GARC\u00cdA M\u00c9NDEZ**<\/p>\n<p style=\"text-align: right;\">CIENCIA UANL \/ A\u00d1O 18, No. 75, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2015<\/p>\n<p style=\"text-align: right;\"><a href=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/art.-de-la-basura.pdf\" target=\"_blank\">Art\u00edculo en PDF<\/a><\/p>\n<p>Los residuos s\u00f3lidos depositados en los rellenos sanitarios a cielo abierto generan los lixiviados, con la consecuente biodegradaci\u00f3n molecular de la materia org\u00e1nica y la presencia de metales pesados: cromo, cadmio, hierro, etc., los cuales originan la afectaci\u00f3n directa del subsuelo y de los mantos fre\u00e1ticos. Si se considera que los metales pesados son carcin\u00f3genos, teratol\u00f3gicos y t\u00f3xicos a la salud humana, hay razones de peso para implementar tratamientos que eliminen estos contaminantes. Por ello, los estudios de procesos que lleven a la disminuci\u00f3n, eliminaci\u00f3n o encapsulamiento del Cr<sup>6+<\/sup> son de particular importancia, dadas sus caracter\u00edsticas adversas a la salud. (1,2)<\/p>\n<p>El uso de arcillas como agente adsorbente de cromo, (3) fotocatalizador o como soporte, (4,5) como decolorante,6 en la eliminaci\u00f3n de pesticidas, (7) o bien como aditivo en la industria cosm\u00e9tica (8) y recientemente en el estudio de liberaci\u00f3n de drogas, (9) se ha documentado ampliamente. Dada la complejidad de su composici\u00f3n qu\u00edmica, su aplicaci\u00f3n depende principalmente del contenido de los diferentes tipos de arcillas para un material en particular. Usualmente, es dif\u00edcil separar cada constituyente y, debido a ello, es m\u00e1s com\u00fan que una vez caracterizado el material, se busque un uso para \u00e9ste.<\/p>\n<p>Las arcillas naturales se clasifican con respecto a su forma como minerales arcillosos en placas (filosilicatos), arcillas minerales fibrosas y arcillas amorfas. (10) Asimismo, es normal encontrar que una arcilla natural contenga cantidades significativas de feldespatos (aluminosilicatos). Estas estructuras, en general, se caracterizan por formar cadenas de\u00a0SiO<sub>2<\/sub> (feldespatos), mientras que en las arcillas las unidades que las conforman son del tipo Si<sub>2<\/sub> O<sub>5<\/sub><sup>2\u2212<\/sup> . Este es un dato importante a considerar, pues la \u201cavidez de carga\u201d que presentan las arcillas, aunada a la debilidad de los enlaces interlaminares, hacen proclives estos materiales a un intercambio i\u00f3nico en sus espacios tetraedrales u octaedrales. Una raz\u00f3n m\u00e1s para implementar el uso extensivo de las arcillas ser\u00eda, principalmente, por sus valores de \u00e1rea superficial, los cuales oscilan entre 80 y 300 m<sup>2<\/sup>\/g.<\/p>\n<p>En el presente trabajo se muestran los resultados de la aplicaci\u00f3n de una arcilla compuesta principalmente por los elementos Si, Mg, Mn, Fe, K, Ca, asociados en las fases montmorrillonita, haloisita y ortoclasa, la cual se modific\u00f3 o activ\u00f3 para determinar su capacidad de adsorci\u00f3n de Cr<sup>6+<\/sup> contenida en un lixiviado de tiraderos de basura de la ciudad de Morelia. La aplicaci\u00f3n de este caso de estudio puede extrapolarse a la limpieza de tiraderos de otras partes el pa\u00eds donde haya escurrimientos similares, de ah\u00ed la importancia del presente trabajo.<\/p>\n<p><strong>EXPERIMENTAL <\/strong><\/p>\n<p>La arcilla utilizada en todas las pruebas provino de la Mina de Agua Blanca, municipio de Ciudad de Hidalgo, Michoac\u00e1n. A partir de resultados de investigaciones preliminares se determin\u00f3 la granulometr\u00eda adecuada como malla 14-30 serie Tyler. (11,12) En los experimentos exploratorios se manej\u00f3 un volumen constante de lixiviado de 50 mL, variando el peso de arcilla. Inicialmente, se dispuso de una arcilla constituida por montmorillonita, haloisita y ortoclasa (feldespato), con la composici\u00f3n Mg 0.36, Al 4.18, Si 27.36, K 1.15, Ca 0.64, Mn 0.19, Fe 1.44, O 64.68 (expresados como % at\u00f3mico). Los datos sobre la determinaci\u00f3n de su estructura inicial y composici\u00f3n se resumen en las secciones subsecuentes.<\/p>\n<p>Proceso de activaci\u00f3n de la arcilla El proceso se realiz\u00f3 mediante el procedimiento establecido por Amirtharajah. (13) La arcilla triturada se mezcl\u00f3 con una soluci\u00f3n a 3.5% de \u00e1cido sulf\u00farico para formar una mezcla espesa; la proporci\u00f3n aproximada de la soluci\u00f3n fue 35% del peso total de la arcilla. Posteriormente, se trat\u00f3 la mezcla con vapor a temperatura de 93 a 99\u00b0C durante 5 a 6 h. La mayor\u00a0parte del \u00e1cido se consumi\u00f3 durante este tiempo y la mezcla tratada se verti\u00f3 en agua limpia para despu\u00e9s lavarse en un filtro prensa o en un sistema de espesamiento, para eliminar las sales formadas y el exceso de \u00e1cido. Una vez activado el material se sec\u00f3 en una estufa a 120\u00b0C durante 12 h.<\/p>\n<p><strong>Proceso de modificaci\u00f3n de la arcilla <\/strong><\/p>\n<p>Este proceso consisti\u00f3 en la adici\u00f3n de cloruro de cetilpiridinio. Todos los reactivos empleados en este trabajo fueron marca Alfa-Aesar, grado reactivo. La t\u00e9cnica consisti\u00f3 en lograr una suspensi\u00f3n de 50 g de arcilla natural en 1 L de agua destilada y agregar 25 g de cloruro de cetilpiridinio; se mantuvo la suspensi\u00f3n en agitaci\u00f3n durante 5 h, para luego dejarla reposar por un periodo de 24 h. A continuaci\u00f3n las arcillas se lavaron varias veces hasta eliminar el exceso del agente modificante y se secaron en una estufa a 80\u00b0C durante 12 h.<\/p>\n<p><strong>Determinaci\u00f3n del cromo hexavalente <\/strong><\/p>\n<p>Se midi\u00f3 la concentraci\u00f3n de Cr6+ en cada muestra de arcilla para conocer el grado de remoci\u00f3n de este material, y demostrar su eficiencia en la disminuci\u00f3n o eliminaci\u00f3n de este metal en los lixiviados, con un espectrofot\u00f3metro HANNA modelo 991300. La metodolog\u00eda se bas\u00f3 en la reacci\u00f3n del Cr<sup>6+<\/sup>, en medio \u00e1cido con la difenilcarbacida, lo cual dio como resultado un complejo con color, el cual absorbe energ\u00eda luminosa a una longitud de onda de 540 nm.<\/p>\n<p>Pruebas de adsorci\u00f3n La experimentaci\u00f3n se dividi\u00f3 en tres fases: pruebas con arcilla natural, y arcilla activada y pruebas con arcilla modificada. Se llevaron a cabo pruebas preliminares para establecer los intervalos de trabajo para la cantidad de arcilla a emplear. Para ello se utilizaron cantidades de 1, 3, 5, 7 y 10 g de la arcilla natural, mientras que para los estudios preliminares de arcilla activada o modificada se emplearon las cantidades de 0.1, 0.3, 0.7, 1, 1.3 y 1.5 g. Para incrementar el nivel de confianza en la experimentaci\u00f3n se realizaron por triplicado las pruebas. Se agreg\u00f3 a cada una de las muestras 100 mL de soluci\u00f3n de dicromato de potasio (K<sub>2<\/sub> Cr<sub>2<\/sub> O<sub>7<\/sub>) en concentraci\u00f3n de 4 mg\/L. Estas muestras se dejaron durante 24 h a temperatura ambiente, y despu\u00e9s se realiz\u00f3 la determinaci\u00f3n de Cr<sup>6+<\/sup> mediante la t\u00e9cnica con la difenilcarbazida, a una longitud de onda de 540 nm. Este procedimiento se sigui\u00f3 para la arcilla natural, arcilla activada y arcilla modificada. Una vez determinadas las\u00a0cantidades adecuadas de arcilla, se realizaron las pruebas con los lixiviados del tiradero de basura, el cual en promedio conten\u00eda 122 mg\/L de Cr<sup>6+<\/sup>. El estudio se efectu\u00f3 con columnas de adsorci\u00f3n empacadas con 100 g de arcilla natural, activada o modificada, seg\u00fan fuera el caso, con flujo constante de lixiviado proveniente del tiradero municipal, para verificar la capacidad de adsorci\u00f3n de estos materiales.<\/p>\n<p>Para efecto de simplicidad, dados los diferentes tratamientos de la arcilla, se adopt\u00f3 la siguiente nomenclatura: AAC= arcilla activada contaminada, AASC= arcilla activada sin contaminar, AMC= arcilla modificada contaminada, AMSC= arcilla modificada sin contaminar, ANC= arcilla natural contaminada, ANSC= arcilla natural sin contaminar. En todos los casos el Cr<sup>6+<\/sup> se consider\u00f3 el contaminante.<\/p>\n<p><strong>Caracterizaci\u00f3n <\/strong><\/p>\n<p>El \u00e1rea superficial la determin\u00f3 un analizador de \u00e1rea superficial Micrometrics Gemini 2060 RIG-100 por adsorci\u00f3n con nitr\u00f3geno a 77K. Se utilizaron 0.2 g de muestra para cada caso. Para evaluar el \u00e1rea espec\u00edfica de los catalizadores se se utiliz\u00f3 el modelo Brunauer-Emmett-Teller (BET). Para caracterizar los materiales se emple\u00f3 un difract\u00f3metro de rayos X Siemens, modelo D-5000, operado a un voltaje de 30 KeV y 20 mA de corriente, con un paso de 0.02\u00b0\/min analizando en un intervalo de 10 a 70\u00b0 (2\u02dc). Se obtuvieron im\u00e1genes con un Scanning Microscope JSM-6400 JEOL Noran Instrument, a un voltaje de 20 KeV y una presi\u00f3n de 10<sup>-6<\/sup> Torr.<\/p>\n<p><strong>RESULTADOS Y DISCUSI\u00d3N <\/strong><\/p>\n<p><strong>\u00c1rea espec\u00edfica <\/strong><\/p>\n<p>Los resultados de \u00e1rea espec\u00edfica, obtenidos a trav\u00e9s de la t\u00e9cnica est\u00e1ndar que emplea el m\u00e9todo BET, se llevaron a cabo por triplicado para obtener un valor promedio (tabla I). Para la arcilla natural (ANSC) se obtuvo un valor de 130 m2 \/g. En comparaci\u00f3n, la misma arcilla contaminada con cromo (ANC) no tuvo un decremento en el valor de \u00e1rea superficial importante; lo mismo ocurri\u00f3 para la arcilla activada sin Cr<sup>6+<\/sup> (AASC) y la arcilla activada contaminada (AAC). De lo anterior se concluye que la activaci\u00f3n con \u00e1cido sulf\u00farico no modific\u00f3 substancialmente la porosidad. No obstante que al realizar el lavado con \u00e1cido sulf\u00farico se remueven parcialmente los iones de aluminio, hierro y magnesio; aparentemente, s\u00f3lo se ha saturado con hidr\u00f3geno, con lo cual se obtendr\u00e1n arcillas altamente cargadas y proclives a realizar intercambio i\u00f3nico o\u00a0reacci\u00f3n. Para el caso de las arcillas modificadas sin contaminar (AMSC) y aqu\u00e9llas contaminadas con Cr<sup>6+<\/sup> (AMC), se observ\u00f3 una disminuci\u00f3n en el valor de \u00e1rea superficial cercano a 76% al modificar y contaminar la arcilla y una disminuci\u00f3n de 70% para la arcilla modificada no contaminada. Con esto se deduce que ha ocurrido un reacomodo importante en la estructura cuando \u00e9sta fue modificada mediante la adici\u00f3n de la mol\u00e9cula de cetilpiridinio.<\/p>\n<p><strong>Difracci\u00f3n de rayos X<\/strong><\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/tablaI_areas_superficiales_metodo_bet.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-4877\" src=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/tablaI_areas_superficiales_metodo_bet.png\" alt=\"tablaI_areas_superficiales_metodo_bet\" width=\"486\" height=\"267\" srcset=\"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/tablaI_areas_superficiales_metodo_bet.png 486w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/tablaI_areas_superficiales_metodo_bet-300x165.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 486px) 100vw, 486px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Mediante esta t\u00e9cnica se identificaron las fases principales en la arcilla estudiada. De manera previa, se realiz\u00f3 un an\u00e1lisis mediante la t\u00e9cnica de absorci\u00f3n at\u00f3mica para conocer el contenido elemental de los constituyentes de la arcilla. Fue posible establecer que las fases predominantes son la montmorrillonita (esmectita), haloisita (caolinita) y ortoclasa (feldespato) de acuerdo a la base de datos PDFWIN 2008, la cual corresponde a las tarjetas de difracci\u00f3n 13-0135, 29-1489 y 71-0957, respectivamente. En la figura 1 se indican los planos correspondientes a cada fase.<\/p>\n<p><strong>Microscop\u00eda electr\u00f3nica de barrido y microan\u00e1lisis EDS <\/strong><\/p>\n<p>La figura 2 contiene las im\u00e1genes SEM de la arcilla natural y de las arcillas obtenidas a trav\u00e9s de la modificaci\u00f3n o la activaci\u00f3n. La arcilla natural mostr\u00f3 granos con tama\u00f1o promedio de 10 \u00b5m. A esta amplificaci\u00f3n (2000X) no se apreci\u00f3 alg\u00fan arreglo cristalino preferencial.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig1_patron_de_difraccion.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-4878\" src=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig1_patron_de_difraccion.png\" alt=\"fig1_patron_de_difraccion\" width=\"476\" height=\"444\" srcset=\"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig1_patron_de_difraccion.png 476w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig1_patron_de_difraccion-300x280.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 476px) 100vw, 476px\" \/><\/a><\/p>\n<p>En comparaci\u00f3n, la arcilla natural contaminada con Cr<sup>6+<\/sup> present\u00f3 tama\u00f1os de grano superiores a las 10 \u00b5m; sin embargo, de manera global no se apreciaron cambios significativos. Al comparar las arcillas activadas, no contaminadas (AASC), con aqu\u00e9llas que contienen Cr<sup>6+<\/sup> (AAC), se encontr\u00f3 que los tama\u00f1os de grano son superiores a los obtenidos para la arcilla natural, lo cual se atribuye al tratamiento qu\u00edmico. En apariencia, los granos son m\u00e1s porosos y amorfos. Con respecto a\u00a0las im\u00e1genes que corresponden a las arcillas modificadas (AMSC) y su contraparte contaminada con Cr<sup>6+<\/sup> (AMC), su tama\u00f1o de grano es de 100 \u00b5m. Este material result\u00f3 m\u00e1s aislante, ya que al observarse bajo el bombardeo de electrones se formaban zonas de carga con facilidad. En este caso los granos se encontraron asociados en forma de hojuelas. A trav\u00e9s del an\u00e1lisis EDS se detect\u00f3 cloro en un porcentaje de 0.45%.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig2_fotomicrografias.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-4879\" src=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig2_fotomicrografias.png\" alt=\"fig2_fotomicrografias\" width=\"473\" height=\"626\" srcset=\"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig2_fotomicrografias.png 473w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig2_fotomicrografias-227x300.png 227w\" sizes=\"auto, (max-width: 473px) 100vw, 473px\" \/><\/a><\/p>\n<p>La tabla II muestra los an\u00e1lisis EDS correspondientes a las arcillas natural, modificada y activada sin contaminaci\u00f3n. De acuerdo a estos resultados, la composici\u00f3n elemental de la arcilla natural en porcentaje at\u00f3mico fue de Mg = 0.36, Al = 4.18, Si = 27.36, K = 1.15, Ca = 0.64, Mn = 0.19, Fe = 1.44 y O = 64.68. Para la muestra activada se detect\u00f3 un contenido de azufre de 0.86%. En el caso de la muestra modificada, no fue posible establecer el contenido de hidr\u00f3geno en la arcilla debido a la limitaci\u00f3n de la t\u00e9cnica. Se observa una reducci\u00f3n en el contenido de Mg, K, Ca y Fe, a consecuencia del ataque qu\u00edmico con \u00e1cido sulf\u00farico. Para el caso de la arcilla activada, se apreci\u00f3 una ligera disminuci\u00f3n en los contenidos de Ca y Fe.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig2b_fotomicrografias.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-4880\" src=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig2b_fotomicrografias.png\" alt=\"fig2b_fotomicrografias\" width=\"480\" height=\"633\" srcset=\"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig2b_fotomicrografias.png 480w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig2b_fotomicrografias-227x300.png 227w\" sizes=\"auto, (max-width: 480px) 100vw, 480px\" \/><\/a><\/p>\n<p><strong>Pruebas de adsorci\u00f3n <\/strong><\/p>\n<p>Estas pruebas se dividieron en dos etapas: pruebas preliminares con una soluci\u00f3n patr\u00f3n con contenido similar a las que\u00a0contienen los tiraderos y pruebas en columnas de adsorci\u00f3n con el material lixiviado de los tiraderos.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/tabla_II_analisis_elemental_arcilla.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-4881\" src=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/tabla_II_analisis_elemental_arcilla.png\" alt=\"tabla_II_analisis_elemental_arcilla\" width=\"472\" height=\"358\" srcset=\"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/tabla_II_analisis_elemental_arcilla.png 472w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/tabla_II_analisis_elemental_arcilla-300x228.png 300w\" sizes=\"auto, (max-width: 472px) 100vw, 472px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Las pruebas de adsorci\u00f3n se muestran en la figura 3, tanto para la arcilla natural y las sometidas a activaci\u00f3n, modificaci\u00f3n y que fueron contaminadas con Cr<sup>6+<\/sup>. Las im\u00e1genes 4 a)-c) corresponden a las pruebas realizadas en las arcillas con una soluci\u00f3n patr\u00f3n de 4 mg\/L de K2 Cr2 O7 , de acuerdo al procedimiento experimental descrito anteriormente. Los resultados preliminares de los lixiviados tratados con arcilla natural (ANSC) demuestran que se obtuvo una remoci\u00f3n de Cr<sup>6+<\/sup> de 21.58%. Este valor es comprensible debido a que, inicialmente, el material est\u00e1 saturado con calcio, magnesio u otros elementos que no permiten la adsorci\u00f3n del Cr<sup>6+<\/sup>. De manera diferente ocurri\u00f3 al emplear la arcilla activada (AASC), para la cual se apreci\u00f3 95.37% de remoci\u00f3n. Por ende, se considera, que la inclusi\u00f3n de hidr\u00f3geno en la estructura de la arcilla, junto a la gran cantidad de enlaces sueltos promovidos por el tratamiento con \u00e1cido sulf\u00farico, resulta en una avidez de la arcilla, en este caso, por el Cr<sup>6+<\/sup>. Para el caso de la arcilla modificada con la mol\u00e9cula de cetilpiridinio, encontramos contenidos de cromo de 97.68%, el cual es ligeramente superior al resultado obtenido con el proceso de activaci\u00f3n.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig_3_graficos_remo.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-4882\" src=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig_3_graficos_remo.png\" alt=\"fig_3_graficos_remo\" width=\"454\" height=\"645\" srcset=\"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig_3_graficos_remo.png 454w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig_3_graficos_remo-211x300.png 211w\" sizes=\"auto, (max-width: 454px) 100vw, 454px\" \/><\/a><\/p>\n<p>A continuaci\u00f3n se realizaron pruebas para la remoci\u00f3n de Cr<sup>6+<\/sup> con columnas de adsorci\u00f3n con los lixiviados del tiradero de basura, y los resultados de las mismas se resumen en las figuras 4 d)-e). De acuerdo a la figura 4 d), se encontr\u00f3 para la arcilla activada una remoci\u00f3n de Cr<sup>6+<\/sup> de 98%, en un volumen inicial de 50 mL de la columna; sin embargo, esta eficiencia decay\u00f3 por la presencia de materia org\u00e1nica contenida en los lixiviados, la cual tambi\u00e9n tiende a reaccionar con el hidr\u00f3geno y, a su vez, contamina una proporci\u00f3n importante de sitios activos en la arcilla. En el caso de la acilla modificada se logra una remoci\u00f3n inicial de Cr<sup>6+<\/sup> del 93.8%. Pero a diferencia de la\u00a0arcilla activada (AAC), la arcilla modificada (AMC) resulta m\u00e1s selectiva hacia el Cr<sup>6+<\/sup>, y su remoci\u00f3n se prolonga por un mayor volumen de la columna, seg\u00fan se observa en la figura 4 e). De acuerdo con este resultado, la arcilla modificada tendr\u00eda una vida \u00fatil m\u00e1s prolongada.<\/p>\n<p>El tiempo de residencia determinado en las columnas para el lixiviado fue de 65 min como promedio (figura 4).<\/p>\n<p>Se llevaron a cabo pruebas de adsorci\u00f3n como funci\u00f3n del tiempo para la arcilla modificada, las cuales se muestran en la figura 5. Se aplicaron las mismas condiciones experimentales en la columna de adsorci\u00f3n y con un lixiviado con 122 mg\/L de Cr<sup>6+<\/sup>. En la figura 6 se observa que en un tiempo de una hora se ha removido 100% del Cr<sup>6+<\/sup>. Este comportamiento se mantiene por espacio de 100 min antes de apreciar un decremento en la eficiencia de la arcilla. Lo anterior permite asegurar que la arcilla modificada posee selectividad hacia el Cr<sup>6+<\/sup>, por lo que su tiempo de saturaci\u00f3n se incrementa.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig5_remocion.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-4883\" src=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig5_remocion.png\" alt=\"fig5_remocion\" width=\"467\" height=\"677\" srcset=\"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig5_remocion.png 467w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig5_remocion-207x300.png 207w\" sizes=\"auto, (max-width: 467px) 100vw, 467px\" \/><\/a><\/p>\n<p><strong>Estudios de encapsulamiento de las arcillas contaminadas <\/strong><\/p>\n<p>Se realizaron pruebas para estudiar un m\u00e9todo de encapsulamiento de las arcillas contaminadas. El prop\u00f3sito de esta etapa del trabajo fue presentar una alternativa en la que el tratamiento final de las arcillas que se utilizaron en el proceso de retenci\u00f3n Cr<sup>6+<\/sup> puedan confinarse de tal manera que resulten inocuas, o bien, se reutilicen. Para ello se secaron y se molieron, tamiz\u00e1ndose a trav\u00e9s de la malla 100 serie Tyler, con lo cual se obtuvo una granulometr\u00eda homog\u00e9nea. Posteriormente, se compactaron estos polvos en una prensa a 10 ton\/cm2 para formar probetas, seg\u00fan se observa en la figura 6. \u00c9stos se calcinaron a 1100\u00b0C durante una hora. Las probetas se enfriaron en el horno, a fin de evitar choques t\u00e9rmicos. \u00c9stas se analizaron mediante microscop\u00eda SEM con electrones secundarios y retrodispersados (figura 6), en que se localizan las zonas donde se encuentra alojado el Cr<sup>6+<\/sup>.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig_6_fotomicrografias.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-4884\" src=\"http:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig_6_fotomicrografias.png\" alt=\"fig_6_fotomicrografias\" width=\"486\" height=\"714\" srcset=\"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig_6_fotomicrografias.png 486w, https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/wp-content\/uploads\/2015\/10\/fig_6_fotomicrografias-204x300.png 204w\" sizes=\"auto, (max-width: 486px) 100vw, 486px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Las \u00e1reas que muestran contraste son zonas con una elevada concentraci\u00f3n de Cr<sup>6+<\/sup>. Las figuras 6 a), 6 b) y 6 c) corresponden a las muestras de arcilla natural, arcilla activada contaminada con lixiviados y arcilla modificada contaminada con lixiviados, respectivamente. A continuaci\u00f3n se realizaron pruebas de lixiviaci\u00f3n en \u00e1cido ac\u00e9tico glacial a 4%, de acuerdo bajo norma, lo cual permiti\u00f3 determinar, bajo condiciones de acidez, la liberaci\u00f3n de Cr<sup>6+<\/sup>. Los resultados se muestran en la figura 6 f), y se encontr\u00f3 una liberaci\u00f3n de 5% de Cr<sup>6+<\/sup> para la arcilla activada y de apenas 2% para la arcilla modificada. Una ventaja adicional de la sinterizaci\u00f3n a alta temperatura es que la arcilla aumenta su acidez, reduce el Cr<sup>6+<\/sup> a trivalente y disminuye con ello la toxicidad del metal. Se concluye que el encapsulamiento y el tratamiento t\u00e9rmico son un medio favorable para la contenci\u00f3n del Cr<sup>6+<\/sup>.<\/p>\n<p><strong>CONCLUSIONES <\/strong><\/p>\n<p>Se encontr\u00f3 que los procesos de activaci\u00f3n y de modificaci\u00f3n qu\u00edmica de la arcilla en estudio son favorables para remover el Cr<sup>6+<\/sup>. Tambi\u00e9n se observ\u00f3 que la inclusi\u00f3n de la mol\u00e9cula de cetilpiridinio promueve la selectividad de la arcilla, mejora la eficiencia y el tiempo de vida \u00fatil de este material. Se lograron eficiencias de remoci\u00f3n de Cr<sup>6+<\/sup> de 95.37% para la arcilla activada y de 97.68% para la arcilla modificada. El manejo de materiales menos agresivos al medio ambiente y la reducci\u00f3n de costos en el tratamiento de contaminantes, con respecto a los procesos tradicionales y la disposici\u00f3n final de los contaminantes, tambi\u00e9n representan un obst\u00e1culo para la aplicaci\u00f3n de algunas tecnolog\u00edas. La presente investigaci\u00f3n aporta un m\u00e9todo que reduce la afectaci\u00f3n por lixiviados provenientes de los tiraderos de basura. El empleo de este procedimiento podr\u00eda aplicarse a las industrias del electroplatinado, del curtido, al igual que en aguas residuales, en todas \u00e9stas como filtros y tratamiento final de los contaminantes.<\/p>\n<p><strong>RESUMEN <\/strong><\/p>\n<p>Se presenta el estudio de arcillas naturales, las cuales se activaron y modificaron con el objetivo de remover Cr<sup>6+<\/sup> proveniente de lixiviados de tiraderos municipales de basura. La activaci\u00f3n se realiz\u00f3 mediante una soluci\u00f3n de \u00e1cido sulf\u00farico diluido (3.5% w\/w). Para la modificaci\u00f3n, se adicion\u00f3 cloruro de cetilpiridinio (CPC). La concentraci\u00f3n inicial de Cr<sup>6+<\/sup> en el lixiviado fue 122 mg\/L. El porcentaje de remoci\u00f3n logrado con la arcilla activada fue de 93.6%, mientras que para la arcilla modificada fue de 93.8%; sin embargo, la vida \u00fatil de esta \u00faltima es m\u00e1s prolongada.<\/p>\n<p><strong>Palabras clave:<\/strong> Lixiviado, Cromo hexavalente, Arcilla activada, Arcilla modificada, Eliminaci\u00f3n de contaminantes.<\/p>\n<p><strong>ABSTRACT <\/strong><\/p>\n<p>The present work was addressed to study natural clays which were modified or activated, in order to determine their capability to remove the Cr<sup>6+<\/sup> contained in the leachate from a garbage dump. The activation was performed using diluted sulphuric acid (3.5% w\/w). To obtain the modified clay, it was reacted with cethyl pyridinium chloride (CPC). Initially, the Cr<sup>6+<\/sup> content was 122 mg\/L. The removal percentage was 93.6 for activated clay and 93.8 for the modified clay; the latter being useful for a longer period of time. It is considered that this method provides outstanding results.<\/p>\n<p><strong>Keywords:<\/strong> Leaching, Hexavalent chromium, Modifiable clay, Activated clay, Pollutant removal.<\/p>\n<p><strong>AGRADECIMIENTOS <\/strong><\/p>\n<p>Los autores agradecen a I. Gradilla y E. Aparicio, del CNyNUNAM, por su apoyo en la obtenci\u00f3n de im\u00e1genes de SEM y an\u00e1lisis XRD, respectivamente. G. Mart\u00ednez, R. Rangel y A. Cort\u00e9s agradecen a la Coordinaci\u00f3n de Investigaci\u00f3n Cient\u00ed- fica-UMSNH.<\/p>\n<p style=\"text-align: right;\">* Universidad Michoacana de SNH.<\/p>\n<p style=\"text-align: right;\">Contacto: rrsumich@gmail.com<\/p>\n<p style=\"text-align: right;\">** Universidad Aut\u00f3noma de Nuevo Le\u00f3n.<\/p>\n<p style=\"text-align: left;\"><strong>REFERENCIAS <\/strong><\/p>\n<p style=\"text-align: left;\">1. McBride, M.M. (1994). Trace and Toxic Elements in Soils (P. 308, Cap. 9) in Environmental chemistry of solids. Oxford University Press.<\/p>\n<p style=\"text-align: left;\">2. Namasivayam, C., Ranganathan, K. (1993). Waste Fe(III)\/Cr(III) hydroxide as adsorbent for the removal of Cr(VI) from aqueous solution and chromium plating industry wastewater. Environm. Poll. 8. 255-261.<\/p>\n<p style=\"text-align: left;\">3. Krishna, B.S., Murty, D.S.R. and Jai Prakash, B.S. (2001). Surfactantmodified clay as adsorbent for chromate. App. Clay Sci. 20, 65- 71.<\/p>\n<p style=\"text-align: left;\">4. Carriazo, J.G., Moreno-Forero, M., Molina, R.A., Moreno, S. (2010). Incorporation of titanium and titanium\u2013iron species inside a smectite-type mineral for photo catalysis. App. Clay Sci. 50, 401- 408.<\/p>\n<p style=\"text-align: left;\">5. X. and Xu. J.(2006). A new application of clay-supported vanadium oxide catalyst to selective hydroxylation of benzene to phenol. App. Clay Sci. 33, 1-6.<\/p>\n<p style=\"text-align: left;\">6. Kennedy-Oubagaranadina, J.U. and Murthy, Z.V.P.. (2010). 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Journal AWWA, 74, 1-7.<\/p>\n<p style=\"text-align: right;\">Recibido: 02\/04\/14<\/p>\n<p style=\"text-align: right;\">Aceptado: 19\/10\/14<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>RICARDO RANGEL SEGURA* , GABRIEL MART\u00cdNEZ HERRERA*, JOS\u00c9 APOLINAR CORT\u00c9S *, MANUEL GARC\u00cdA M\u00c9NDEZ** CIENCIA UANL \/ A\u00d1O 18, No. 75, SEPTIEMBRE-OCTUBRE 2015 Art\u00edculo en PDF Los residuos s\u00f3lidos depositados en los rellenos sanitarios a cielo abierto generan los lixiviados, con la consecuente biodegradaci\u00f3n molecular de la materia org\u00e1nica y la presencia de metales pesados: cromo, cadmio, hierro, etc., los [&#8230;]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":4876,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[27],"tags":[],"class_list":["post-4867","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-investigacion"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/4867","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=4867"}],"version-history":[{"count":12,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/4867\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":4889,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/4867\/revisions\/4889"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/4876"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=4867"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=4867"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/cienciauanl.uanl.mx\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=4867"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}