Evaluación adsorptiva del bagazo dopado con aluminio para la remoción de PB(II) en aguas mineras
Barra lateral del artículo
Contenido principal del artículo
Resumen
En Ecuador, la actividad minera representa una fuente importante de contaminación hídrica, debido a la liberación de metales pesados en cuerpos de agua. Este estudio tuvo como objetivo evaluar la eficiencia del bagazo de caña de azúcar dopado con partículas de aluminio para la remoción de plomo en aguas mineras. Se empleó un enfoque experimental con diseño completamente al azar (DCA). La materia prima fue sometida a hidrólisis ácida y posterior dopaje con partículas de aluminio (proporción 4:1) mediante el método de inmersión. Se determinó que el pH óptimo para la adsorción fue 6,5. Los experimentos de adsorción en lote se realizaron a diferentes concentraciones de Pb (10–150 ppm) y los datos se ajustaron a los modelos isotérmicos de Langmuir y Freundlich. El análisis estadístico (ANOVA) reveló que el bagazo hidrolizado y dopado (BHD) fue el tratamiento más eficiente, alcanzando una remoción máxima de 92,85 % a 10 ppm de Pb(II). Los resultados evidencian que el dopaje con aluminio incrementa significativamente la capacidad adsorbente del bagazo, constituyendo una alternativa sostenible y de bajo costo para la remoción de Pb(II) en efluentes de origen minero.
Descargas
Detalles del artículo
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Citas
Acosta-Pintor, D.C., Carranza-Álvarez, C., Lorenzo-Márquez, H., Wong-Arguelles, C. y Mojica-Mesinas, C. (2025) "Hydrothermal Carbonization of Sugarcane Tip (Saccharum officinarum L.) for Pb (II) Removal: Synthesis, Characterization, and Adsorption Equilibrium", AppliedChem, 5(4). doi:10.3390/appliedchem5040024
Adler Miserendino, R., Bergquist, B.A., Adler, S.E., Davée-Guimarães, J.R., Lees, P.S., Niquen, W. et al. (2013) "Challenges to measuring, monitoring, and addressing the cumulative impacts of artisanal and small-scale gold mining in Ecuador", Resources Policy, 38(4), pp. 713–22. doi:10.1016/j.resourpol.2013.03.007
Almeida-Guerra, P., Escandón-Panchana, P., Briones-Bitar, J., Hernández, M.T. y Morante-Carballo, F. (2025) "Analysis of Heavy Metal Contamination in Surface Water Bodies in the Ponce Enriquez Mining District, Ecuador", Challenges in Sustainability,13(2), pp. 160–76. doi:10.56578/cis130202
Alves-Gurgel, L.V., Pereira-Freitas, R. y Frédéric-Gil, L. (2008) "Adsorption of Cu(II), Cd(II), and Pb(II) from aqueous single metal solutions by sugarcane bagasse and mercerized sugarcane bagasse chemically modified with succinic anhydride", Carbohydrate Polymers, 74(4), pp. 922-929. doi:10.1016/j.carbpol.2008.05.023
Badawi, M.A., Negm, N.A., Abou Kana, M.T., Hefni, H.H. y Abdel Moneem, M.M. (2017) "Adsorption of aluminum and lead from wastewater by chitosan-tannic acid modified biopolymers: Isotherms, kinetics, thermodynamics and process mechanism", International Journal of Biological Macromolecules, 99, pp. 465–76. doi:10.1016/j.ijbiomac.2017.03.003
Bharthasaradhi, R. y Nehru, L.C. (2015) "Preparation and characterisation of nanoscale α-Al₂O₃ by precipitation method", AIP Conference Proceedings, 1665(1). doi:10.1063/1.4917782
Chie Wei, H. (2014) Functional groups and morphological characteristics of sugarcane bagasse. Tesis de licenciatura. Universiti Malaysia Sarawak. Disponible en: https://ir.unimas.my/id/eprint/27319/1/Heng.pdf
Chowdhury, T., Zhang, L., Zhang, J. y Aggarwal, S. (2021) "Pb(II) adsorption from aqueous solution by an aluminum-based metal organic framework–graphene oxide nanocomposite", Materials Advances, 2, pp. 3051-3059. doi:10.1039/d1ma00046b
Dos Santos, V. C., Tarley, C. R., Caetano, J., y Dragunski, D. C. (2010) "Assessment of chemically modified sugarcane bagasse for lead adsorption from aqueous medium", Water Science and Technology, 62(2), pp. 457-465. doi:10.2166/WST.2010.291
El Gamal, G.A. y Gomaa, A.M. (2025) "Performance of maize tassel activated carbon for COD removal from industrial wastewater under optimized conditions", Scientific Reports, 15. doi:10.1038/s41598-025-24902-y
Ezeonuegbu, B.A., Machido, D.A., Whong, C.M., Japhet, W.S., Alexiou, A., Elazab, S.T. et al. (2021) "Agricultural waste of sugarcane bagasse as efficient adsorbent for lead and nickel removal from untreated wastewater: Biosorption, equilibrium isotherms, kinetics and desorption studies", Biotechnology Reports, 30. doi:10.1016/j.btre.2021.e00614
Huang, K., Su, K., Mohan, M., Chen, J., Xu, Y. y Zhou, X. (2025) "Research progress on organic acid pretreatment of lignocellulose", International Journal of Biological Macromolecules, 307. doi:10.1016/j.ijbiomac.2025.142325
Ji, H., Xiang, Z., Qi, H., Han, T., Pranovich, A. y Song, T. (2019) "Strategy towards one-step preparation of carboxylic cellulose nanocrystals and nanofibrils with high yield, carboxylation and highly stable dispersibility using innocuous citric acid", Green Chemistry, 21(8), pp. 1956-1964. doi:10.1039/c8gc03493a
Jiménez-Oyola, S., Valverde-Armas, P. E., Romero-Crespo, P., Capa, D., Valdivieso, A., Coronel-León, J., Guzmán-Martínez, F., y Chavez, E. (2023) "Heavy metal(loid)s contamination in water and sediments in a mining area in Ecuador: a comprehensive assessment for drinking water quality and human health risk", Environmental Geochemistry and Health, 45, pp. 4929-4949. doi:10.1007/S10653-023-01546-3
Karnitz, O., Alves Gurgel, L. V., Perin de Melo, J. C., Botaro, V. R., Sacramento Melo, T. M., Freitas Gil, R. P., y Gil, L. F. (2007) "Adsorption of heavy metal ion from aqueous single metal solution by chemically modified sugarcane bagasse", Bioresource Technology, 98(6), pp. 1291-1297. doi:10.1016/J.BIORTECH.2006.05.013
Kheradmand, A., Negarestani, M., Mollahosseini, A., Shayesteh, H., Farimaniraad, H. (2022) "Low-cost treated lignocellulosic biomass waste supported with FeCl3/Zn(NO3)2 for water decolorization", Scientific Reports, 12. doi:10.1038/s41598-022-20883-4
Lacaran, J.V., Narceda, R.J., Bilo, J.A. y Leaño, J.L. (2021) "Citric acid crosslinked nanofibrillated cellulose from banana (Musa acuminata x balbisiana) pseudostem for adsorption of Pb2+ and Cu2+ in aqueous solutions", Cellulose Chemistry and Technology, 55, pp. 403-415. doi: 10.35812/CelluloseChemTechnol.2021.55.38
Malool, M.E., Keshavarz Moraveji, M. y Shayegan, J. (2021) "Optimized production, Pb(II) adsorption and characterization of alkali modified hydrochar from sugarcane bagasse", Scientific Reports, 11. doi:10.1038/s41598-021-01825-y
Praipipat, P., Ngamsurach, P. y Sanghuayprai, A. (2023) "Modification of sugarcane bagasse with iron(III) oxide-hydroxide to improve its adsorption property for removing lead(II) ions", Scientific Reports, 13. doi:10.1038/s41598-023-28654-5
Simisterra Borja, J.P., Cervantes Proaño, R.E., Ona Yanez, L.E., Lajones Bone, D.A. (2022) "Impregnación de bórax y ácido bórico en caña Guadua angustifolia Kunth por el método de inmersión", Manglar, 19(1), pp. 91–98. doi:10.17268/manglar.2022.012
Solano Reynoso, A.M., Quispe-Quispe, R.F., Choque-Quispe, Y., Taipe-Pardo, F., Flores-Ccorisapra, Y., Yauris-Silvera, C.R. et al. (2024) "Activated Nanocellulose from Corn Husk: Application to As and Pb Adsorption Kinetics in Batch Wastewater", Polymers, 16(24). doi:10.3390/polym16243515
Somyanonthanakun, W., Greszta, A., Roberts, A. J., & Thongmee, S. (2023) "Sugarcane Bagasse-Derived Activated Carbon as a Potential Material for Lead Ions Removal from Aqueous Solution and Supercapacitor Energy Storage Application", Sustainability, 15(6). Doi:10.3390/su15065566
Strawn, D.G., Scheidegger, A.M., Sparks, D.L. (1998) "Kinetics and Mechanisms of Pb(II) Sorption and Desorption at the Aluminum Oxide-Water Interface", Environmental Science & Technology, 32(17). doi: 10.1021/es980152i
Thanh Tran, V.T., Nakagoe, O., Sano, H., Tanabe, S. y Kamada, K. (2025) "Optimized composition of banana peel-derived activated carbon modified with aluminum oxide and chitosan for enhanced adsorption of Pb(II), Cu(II), and Cd(II) in wastewater treatment", Applied Water Science, 15. doi:10.1007/s13201-025-02592-1
Yate, L., Caicedo, J.C., Macias, A.H., Espinoza-Beltrán, F.J., Zambrano, G., Muñoz-Saldaña, J. et al. (2009) "Composition and mechanical properties of AlC, AlN and AlCN thin films obtained by r.f. magnetron sputtering", Surface and Coatings Technology, 203(13), pp. 1904-1907. doi:10.1016/j.surfcoat.2009.01.023
Yoshida, T., Yamaguchi, T., Iida, Y., Nakayama, S. (2023) "XPS Study of Pb(II) Adsorption on γ-Al2O3 surface at high pH conditions", Journal of Nuclear Science and Technology, 40(9), pp. 672–678. doi:10.1080/18811248.2003.9715405