ESTUDIOS DE LA PRESENCIA DEL ARSÉNICO EN EL AGUA
Coordinación de Desarrollo Profesional e InstitucionalSubcoordinación de Posgrado
ORIGEN DEL ARSÉNICO
El origen natural del As en el aguasubterránea está ligado a la litologíay geología de los materiales queconforman el acuífero y los procesosde oxidación-reducción que afectanal As. Escorodita(FeAsO4 2H2O)
Áreasgeotermales
Regionesvolcánicas
NATURAL ANTROPOGÉNICO
Oropimenta, (As2Fe3) Arsenopirita, (FeAsS)
LixiviadosMinería
Efluentesindustria
Plaguicidas
Peters y Blum, 2003; Scareck et al., 2004; Smedley y Kinninbuerg, 2002
ARSÉNICO EN EL MUNDO
Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994: 0.025 mg/L
Organización Mundial de la Salud: 0.010 mg/L
Riesgo de Cáncer (EPA): 0.020 mg/L CIMAV et al., 2011-2013
HIDROARSENISMO CRÓNICO REGIONAL ENDÉMICO (HACRE)
Cáncer de piel en axila Enfermedad de pie negro
Hiperpigmentación en piernas
Hiperqueratosis en pie
Lesión vascular periférica en cara (Serrano, 2010)
ATSDR, 2007 and Chakraborti et al., 2003:
2 mg/kg/d – Exposición aguda
0.03-0.1 mg/kg/d – Exposición crónica
TRANSPORT, RÉACTIVITÉ ET MODÉLISATION MOLÉCULAIRE DE L´ARSENIC DANS DEUX
HYDROSYSTÈMES PEU ET FORTEMENT CONTAMINÉS
Programa de Cooperación Científica Francia/México, ECOS Nord-CONACYT, M12P01, 2013-2017
Matriz Sedimentos + Rocas
Matriz agua
DETERMINACIONES ANALÍTICAS EN LABORATORIO, FRANCIA-MÉXICO
Elementos trazas (ICPMS) : As, Al, Mn, U, Mo, W, Sr, Li, Co, Cu, Zn, Cs, Ba, Pb, Cd, Ti, Rb, Fe
Especiación del As (HPLC-ICPMS, XAS y ETV-ICPMS)
Isótopos estables: C, O, S (IRMS)
Composición mayoritaria:Ca2+, Mg2+,Na+, K+, F-, Cl-, Br-, NO3
-, NO2-, SO4
2-, PO4
2- fase disuelta (cromatografía iónica)
Compuestos mayoritarios en fase particulada, sedimentos y rocas (horno de microondas + ICPMS, SEM)
Carbón orgánico: (Analizador de TOC )
Materia orgánica natural: Fluorescencia
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Ars
enic
co
nce
ntr
atio
n (
µg/
l)
Dissolved
Total
RESULTADOS, MATRIZ AGUA
Minas RíoAgua para consumo
Conclusions: El As se encuentra bajo forma disuelta
Elementos traza en el agua
Fase disueltaFase particulada
Fases
Pb, Zn, Cu, Al
As, U, Mo, Co, Ba
Cd, Ti excepto en el río
Cu: excepto en el río
Ag<LD
RESULTADOS, MATRIZ AGUA
0
20
40
60
80
100
120
Co
nce
ntr
atio
n A
s (m
g/kg
de
so
lide
)
Fase particulada México-Francia
PART
As
con
cen
trat
ion
(m
g/k
g)
0
1
2
3
4
5
6
7
As
up
medium
down
0
5
10
15
20
25
30
35
Co
nce
ntr
atio
n A
s (m
g/kg
de
so
lide
) Partículas finas y magnéticas México-Francia
Fines
+Mag
-Mag
RESULTADOS, MATRIZ SEDIMENTOS
Los sedimentos en lasmuestras de Francia son más ricos en As que en México
TECNOLOGÍAS PARA LA REMOCIÓN DE ARSÉNICO
Estas tecnologías son más eficientes en la remoción de As(V) que As(III), por lo que se debe realizar una pre-oxidación.
1. Separación sólido-líquido: 80-96%,
• Procesos de adsorción
• Ablandamiento con cal
• Coagulación-Adsorción-Filtración: FeCl3 - Al2(SO4)3
• Intercambio iónico
• Alúmina activada
2. Membranas: >95%
• Ósmosis inversa,
• Coagulación-microfiltración
• Deionización capacitiva
3. Procesos biológicos
Problema: Producción de residuos contaminados con As
Síntesis de minerales Goethita Arena y óxidos de hierro, y
manganeso
Síntesis de bioadsorbentes Pectina de maracuyá y naranja
ADSORCIÓN
Pectina del albedo de maracuyá y naranja Arena recubierta con Fe(III)
Goethita
Elemento GoethitaArena sílica+
Fe(III)
Wt (%)
Fe 50.82 32.25
O 33.68 38.77
C 15.50 18.57
Al - 0.63
Si - 9.77
Goethita, DRX
Composición elemental
Unidad GoethitaArena sílica
+ Fe(III)
Área superficial m2/g 43.04 2.44
Diámetro de poro nm 11.91 5.36
Tamaño de partícula mm 0.3 - 0.6 0.1 - 0.6
Estructura del poro Mesoporoso Mesoporoso
Características de los medios
ANÁLISIS INFRAROJO POR TRANSFORMADA DE FOURIER (FTIR)
FTIR espectros de péctina demaracuyá (Sup Izq.) y pectinade naranja (Superior Der.)recubierta con Fe(III), antes ydespués de la adsorción (Inf.Der.)
10 0
99
98
97
96
95
94
93
92
91
90
89
88
87
86
40 00 35 00 30 00 25 00 20 00 15 00 10 00 50 0
Untreated orange pectin
Orange pectin coated with Fe(III)
Wave number, cm-1
Tra
nsm
itta
nce,
%
Remociones de As adsorbentes sintetizados
GoethitaArena sílica
+ Fe(III)MnSO4
PectinaMaracuyá +
Fe(III)
PectinaNaranja +
Fe(III)
(mg As/g adsorbente)
Capacidad máxima de adsorción (q máx)
0.482 0.249 2.88 2.08 3.67
Porcentaje (%)
Remoción de arsénico
98.61 28.57 100 90.91 92.85
Agua tratada, cumple con la NOM-127-SSA1-1994, Concentración de As< 0.025 mg/L