Carbón activado derivado de periódicos reciclados para la eliminación de hidrocarburos aromáticos policíclicos en aguas residuales
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA) y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (USEP) han categorizado los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), que se definen como contaminantes prioritarios debido a su alta toxicidad. Como es probable que estos productos químicos tengan orígenes tanto naturales como artificiales asociados con la combustión incompleta de materiales orgánicos y la producción de emisiones no quemadas y petrogénicas, en consecuencia están ampliamente distribuidos en los entornos terrestres, marinos y atmosféricos. Ingresan al ecosistema a través de procesos naturales como erupciones volcánicas, quemas forestales, así como a través de procesos de exploración y producción de petróleo, quema intencional de biomasa y combustibles fósiles, y combustión incompleta de otros materiales orgánicos como el carbón.
Estos contaminantes se acumulan en la cadena alimentaria, lo que produce efectos inesperados y representa una amenaza para los humanos y los animales acuáticos. Dado que los HAP pueden tener consecuencias negativas en el entorno acuático, es pragmático desarrollar un proceso de tratamiento eficiente para eliminar los HAP de las aguas residuales.
La oxidación avanzada , la adsorción, la separación por membranas, la fotocatálisis y la degradación biológica se han aplicado ampliamente para investigar la eficiencia de eliminación de contaminantes orgánicos de las aguas residuales. Entre varios procesos de tratamiento, la adsorción es el enfoque más eficaz para eliminar contaminantes orgánicos derivados del suelo, el grifo y las aguas residuales. Cabe destacar que normalmente se emplea una amplia gama de adsorbentes, por ejemplo, biocarbón, carbón activado y zeolita , para explorar los contaminantes orgánicos de las aguas residuales
En este estudio, se desarrolló un adsorbente basado en carbón a partir de periódico de desecho mediante pirólisis a 800 °C durante 3 h con activación ácida para evaluar la eficiencia de remoción de hidrocarburos aromáticos policíclicos (Benzo[ghi]perileno (BghiP) e Indeno [1,2,3-cd] pireno (IP)) de aguas residuales, para eliminar contaminantes cancerígenos.
Este estudio estableció un método para desarrollar carbón activado a partir de periódicos de desecho y su aplicación y además, se realizaron estudios por lotes para evaluar la eficacia del WNAC.
El área superficial del adsorbente desarrollado se estimó en 509,247 m 2 g -1 , lo que permitió la adsorción de los HAP de las aguas residuales. La capacidad máxima de adsorción se estimó en 138,436 μg g −1 y 228,705 μg g −1 para BghiP e IP, respectivamente, y la mayor eficiencia de remoción se observó a pH 2.
Alrededor del 91% de eficiencia de remoción se observó a un pH 7 para ambos contaminantes. Los datos experimentales de adsorción se ajustaron a la cinética de pseudo-segundo orden y a los modelos de isoterma de Langmuir, que demuestran la interacción electrostática , la deposición monocapa, la formación de enlaces de hidrógeno y la interacción π-π entre el adsorbato y el adsorbente, que desempeñan un papel significativo en la adsorción.
El estudio de regeneración describió que el adsorbente desarrollado podría ser capaz de absorber 52.75% de BghiP y 48.073% de IP hasta el octavo y sexto ciclo, respectivamente. También se evaluó la eficiencia de eliminación del adsorbente en la muestra real. Este estudio proporciona un método para convertir el material de desecho en adsorbente y eliminará los HAP de las aguas residuales como una función de la mitigación de contaminantes y la gestión de residuos.
Con este estudio, se demuestra una técnica prometedora para utilizar material de desecho como adsorbente, con una alta área superficial y capacidad de adsorción de contaminantes orgánicos en aguas residuales.
