Adsorción de Cu(II) y Zn(II) sobre materiales arcillosos utilizados en sistemas de contención de residuos sólidos urbanos

Abstract

El objetivo del presente estudio fue evaluar la capacidad de retención de algunos metales pesados frecuentemente encontrados en lixiviados de residuos sólidos urbanos (RSU) por parte de la fracción total de dos materiales arcillosos naturales regionales, así como la evaluación del efecto de la presencia de compuestos orgánicos en dicha adsorción, con el fin de ampliar al conocimiento sobre el sistema relacionado al real funcionamiento de una barrera aislante de RSU. Para ello, se seleccionaron una bentonita comercial (CATAE) y una fangolita calcárea (NTOL), cuyas propiedades hidráulicas son adecuadas para su utilización como barreras aislantes de RSU. La capacidad máxima de adsorción, así como la determinación de los tiempos de equilibrio y el efecto de la presencia de compuestos orgánicos fue evaluada mediante ensayos batch a condiciones de pH, fuerza iónica y temperatura constantes. Los ensayos cinéticos mostraron que la fracción total de NTOL presentó mayor velocidad de adsorción de Cu(II) con respecto a la bentonita CATAE. Mientras que en el caso del Zn(II), no hubo diferencias significativas en la velocidad de adsorción por parte de las dos arcillas. La mayoría de estos ensayos ajustaron a una cinética de pseudo-segundo orden. Las isotermas de adsorción ajustaron correctamente a los modelos de Langmuir y Freundlich. Si bien el modelo de Langmuir predijo que la capacidad máxima de adsorción (Q máx ) de Zn(II) es mayor que la de Cu(II) para ambas arcillas, en el rango de concentraciones analizadas CATAE adsorbió más Zn(II) que Cu(II) mientras que en NTOL ocurrió lo contrario. La capacidad máxima de adsorción de Cu(II) y Zn(II) de la fracción total de NTOL, fue muy superior a la que presenta la fracción total de CATAE. Esto se atribuye a la presencia de calcita en este material que promueve reacciones de coprecipitación superficial de los metales mediante la formación de ZnCO 3 y CuCO 3 sobre su superficie. La presencia de ácido húmico aumento la remoción de Cu(II) en todos los casos excepto en la fracción total de NTOL. El fenol no afectó significativamente la adsorción sobre la fracción total de ninguna arcilla mientras que los ensayos con el surfactante aniónico mostraron una disminución en la adsorción de Cu(II) solo para la fracción total de NTOL. La capacidad máxima de adsorción (Q máx ) de Cu(II) y Zn(II) por parte de la fracción total de NTOL es significativamente superior a la de varias bentonitas y otros materiales calcáreos, y es máxima en ausencia de compuestos orgánicos. Por lo tanto, los resultados obtenidos son de fundamental importancia a la hora de considerar este geomaterial de bajo costo para aplicaciones ambientales.