Efectividad de las micro/nanopartículas de quitosano obtenidas de residuos pesqueros en la adsorción de cromo hexavalente

Abstract

El procesamiento de crustáceos en la ciudad de Puerto Madryn genera residuos sólidos, exoesqueletos, que son descartados en basurales constituyendo un contaminante ambiental para la región. El quitosano (QS) es un polisacárido lineal que se obtiene por desacetilación parcial de la quitina, componente principal de estos exoesqueletos. Por sus propiedades funcionales y fisicoquímicas, el quitosano presenta aplicaciones muy variadas, entre ellas la capacidad de adsorber metales. En una primera etapa se obtuvo quitina a partir de desechos de exoesqueletos de langostinos los cuales fueron despigmentados, descalcificados y desproteinizados. Para la obtención de quitosano, la quitina fue desacetilada con NaOH al 50%, determinándose su peso molecular y el grado de desacetilación (método potenciométrico y FTIR). El rendimiento en quitina fue de 24.1%; el grado de desacetilación del quitosano obtenido fue del 90.2% y su peso molecular de 2x105Da. Debido a la baja estabilidad del quitosano a bajos pH, se sintetizaron micro/nano partículas de quitosano (MQS) por gelificación iónica utilizando tripolifosfato de sodio como agente reticulante. Se determinó el efecto de las concentraciones relativas de los reactivos empleados en el potencial Z y en el tamaño de las partículas. Para una relación de QS-TPP de 1,25mg/ml y 1,50mg/ml se observaron tamaños de partículas menores a 140nm. Las partículas de quitosano y las micro/nanopartículas se aplicaron para la remoción de Cr(VI), altamente tóxico y cancerígeno. La concentración de cromo total se determinó por espectroscopía de absorción atómica. Se obtuvieron experimentalmente las isotermas de adsorción de Cr(VI) en QS y MQS y las cinéticas correspondientes. Se analizaron los efectos del pH, el tiempo de contacto. Además, se determinó el estado de oxidación del metal adsorbido. Tanto QS como MQS mostraron una buena eficiencia en la adsorción de Cr (VI), la cual varió significativamente en función del pH del medio; el equilibrio se alcanzó después de1h de contacto para el QS y 3h para las MQS. Al igual que en la adsorción, el porcentaje de desorción vario con el pH del medio y el tiempo de contacto; el mismo fue mayor para QS que para MQS, sin embargo, los análisis de oxidación mostraron que el 66% cromo desorbido por las MQS fue cromo trivalente. El quitosano y las micropartículas de quitosano fueron efectivas para la remoción del C(VI), las MQS mejoraron la adsorción del metal a bajos pH y disminuyeron el grado de toxicidad del mismo. El aprovechamiento de los desechos de exoesqueletos de crustáceos patagónicos constituye un tema importante en la revalorización económica de residuos para la región. Por otro lado, el desarrollo de nuevos sistemas permitirá realizar aportes originales en la obtención de productos que contribuyan al desarrollo de tecnologías ligadas al medio ambiente.