Ag y Cu-montmorillonita para su aplicación en tratamiento de aguas

Abstract

La purificación de agua, debido a su bajo porcentaje disponible en el mundo (2,5%) (1), es un problema de capital importancia para la mejora de la calidad de vida. Al mismo tiempo, el crecimiento de la población mundial (1,2%/año) (2) origina para los próximos 20 años, una previsión de consumo del 200% de la actual. Es por todo ello, que en los últimos años, se han desarrollado diversos métodos con aplicación de materiales bactericidas orgánicos e inorgánicos para la purificación del agua. Los materiales bactericidas inorgánicos tienen ventajas sobre los orgánicos utilizados tradicionalmente, como su estabilidad química, resistencia térmica, seguridad de uso, largo período de acción, etc. (3). En general, los materiales inorgánicos, se basan en el uso de iones metálicos que poseen dicha propiedad, como Ag⁺ o Cu²⁺, unidos a una matriz arcillosa a través de intercambio iónico (4). Las arcillas, zeolitas (5) y aluminosilicatos sintéticos han sido utilizados como soporte de dichos iones, con buenos resultados (6). En particular, las arcillas montmorilloníticas (MMT) se destacan debido a su alta capacidad de intercambio catiónico, superficie y capacidad de absorción; además de su carga superficial negativa en un amplio rango de pH (7), inercia química (8), toxicidad nula y alta capacidad de intercambio catiónico (9). La importancia del intercambio de los cationes (Ag y Cu) radica en sus propiedades bactericidas y fungicidas (3-6), las cuales son trasmitidas al sistema Ag/MMT y/o Cu/MMT. En el caso de la Ag, la propiedad bactericida se genera a través de catálisis de la reacción de oxidación de microorganismos, lo que conduce a la disrupción de la transferencia electrónica de los mismos (10). Esto es producto de la gran afinidad que tiene la Ag por los grupos tioles (S-H) de la superficie celular bacteriana, lo que provoca que estos cationes inhiban la transferencia de H⁺ y de electrones, provocando la inhibición de la respiración celular (11). La Ag presenta una gran actividad bactericida, frente a <i>E. Coli</i> (3,13). Por otro lado, la capacidad bactericida del Cu es mediante atracción electrostática con la superficie celular bacteriana, la cual se carga negativamente como consecuencia de la disociación de los grupos carboxílicos de las lipoproteínas (14). En particular, las nanopartículas de Cu muestran mayor efecto bactericida sobre <i>E. Coli</i> y <i>B. Subtilis</i> que las de Ag (15). El objetivo de este trabajo es caracterizar sistemas formados por MMT de origen nacional modificadas con Ag(I) o Cu(II), determinando el grado de lixiviación de los metales en agua (límites legales en Argentina de Cu(II) o Ag(I) en solución deben ser menores a 1,0 y 0,05 mg/L respectivamente) para evaluar su posible utilización en tratamientos de remediación.