Una forma económica de filtrar arsénico
Argentina posee altos niveles de arsénico en sus napas subterráneas lo que implica un peligro para la salud de buena parte de la población. Un estudio reciente propone un método más barato, simple y eficaz que los utilizados hasta ahora para extraer este veneno del agua. Se basa en la aplicación de sustancias presentes en las tierras rojas de Misiones y Formosa.
Las investigadoras trabajan con concentraciones muy altas de arsénico, de 40 partes por millón. El límite permitido por el código alimentario es de 10 partes por billón. “Utilizando 100 miligramos de óxidos de hierro, y regulando las condiciones de pH y temperatura, tenemos una remoción de alrededor del 80%”, explican.
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El arsénico es una de las diez sustancias químicas consideradas por la OMS como más preocupantes para la salud pública, y reconocida como cancerígeno por el Centro Internacional de Investigaciones sobre el Cáncer (CIIC). Es que la exposición prolongada a este metaloide, en especial, a través del consumo de agua contaminada, puede causar una intoxicación crónica, cuyos efectos más característicos son las lesiones cutáneas y el cáncer de piel, aunque también puede causar cáncer de vejiga y de pulmón.
La Argentina se encuentra entre los países con más altos niveles de arsénico en las aguas subterráneas, junto con Bangladesh, Chile, China, la India, México y los Estados Unidos. En efecto, unos cuatro millones de argentinos pueden estar en riesgo, en especial, teniendo en cuenta que nuestro país posee uno de los acuíferos más grandes del mundo. Es que la fuente principal de este compuesto son las cenizas de las erupciones volcánicas, que se van depositando en el suelo y pueden entrar en contacto con las napas de agua. Por ello, existen diversas investigaciones destinadas a desarrollar métodos efectivos y económicos para quitar ese contaminante de las aguas afectadas.
“Se sabe que los óxidos de hierro regulan la presencia de arsénico en los medios naturales, y estamos estudiando la forma de emplear estos óxidos como agentes remediadores de arsénico. En particular, analizamos cómo una sustitución parcial de hierro por otros iones metálicos, mejora su capacidad de remediador de arsénico”, afirma Elsa Sileo, investigadora del INQUIMAE, en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA.
“Al sustituir parcialmente el hierro de los óxidos por otros iones metálicos, se modifican sus propiedades y, en algunos casos, se obtienen productos con propiedades de remediación mejoradas”, señala Ana Tufo, primera autora del trabajo publicado en Environmental Chemistry, que también firma María dos Santos, profesora en la misma facultad (Exactas UBA).
Esta investigación tiene interés porque, si bien se analizan las propiedades de remediación de óxidos sintéticos, los resultados permiten, además, esclarecer el papel que desempeñan los óxidos de hierro naturales, ya que estos, generalmente, también se encuentran sustituidos.
Debido a que uno de los óxidos de hierro más comunes en la naturaleza es la goetita, las investigadoras sintetizaron en el laboratorio diversas goetitas sustituidas parcialmente con aluminio. “Una vez obtenido el óxido final, se caracterizan sus propiedades para determinar su capacidad de adsorción del arsénico”, comenta Sileo.
En los medios naturales, la generación de un óxido de hierro se realiza en presencia de otros iones metálicos. “Es raro encontrar óxidos que sean ciento por ciento puros, y los óxidos sustituidos, sintetizados, se acercan más a lo que sucede en la naturaleza”, subraya dos Santos.
En general, en el laboratorio se procura que el producto de la síntesis sea un sólido con partículas de tamaño pequeño. De este modo, se obtiene una mayor área de superficie que permite alcanzar una mayor capacidad de remoción. “El polvo se coloca en el agua con arsénico, y puede ser retirado de diferentes formas, por ejemplo, por filtración”, explica Ana Tufo, y agrega: “Se puede hacer pasar el agua contaminada por una columna donde se encuentran los óxidos en suspensión, y luego hacerla pasar por un filtro, de modo que el agua que sale ya perdió la mayor parte del arsénico”.
Menos es mejor
Elsa Sileo, Ana Tufo y María dos Santos. Foto: Diana Martínez Llaser. Exactas-Comunicación.
Las investigadoras trabajan con concentraciones muy altas de arsénico, de 40 partes por millón. El límite permitido por el código alimentario es de 10 partes por billón. “Utilizando 100 miligramos de óxidos de hierro, y regulando las condiciones de pH y temperatura, tenemos una remoción de alrededor del 80%”, explica Tufo. Los recipientes empleados en las pruebas tienen 100 mililitros de capacidad.
Los óxidos en cuestión fueron sintetizados con diferentes proporciones de aluminio, y se probó el comportamiento de cada uno de ellos. “Lo llamativo fue que probamos una muestra pura, sin aluminio, y luego con diferentes cantidades de este metal, y encontramos que, con una pequeña incorporación de aluminio a la estructura del óxido de hierro, la capacidad de remoción de arsénico es mejor que cuando la proporción de aluminio es más alta”, especifica Tufo, y prosigue: “Una pequeña cantidad de aluminio modifica de forma tal la superficie que hace que ésta sea más reactiva frente al arsénico”.
Los óxidos de hierro forman parte de los suelos y de las rocas. En particular, “las tierras rojas, por ejemplo las de las provincias de Formosa y Misiones, poseen un 30% de óxidos de aluminio”, describe dos Santos. En esas regiones, se produce una remediación natural de las aguas con arsénico. Pero en otras zonas del país, como por ejemplo Córdoba o la provincia de Buenos Aires, cuyas aguas contienen arsénico, el suelo posee un contenido mucho menor de óxidos de hierro. “Esas aguas no tienen remediación natural al mismo grado que los suelos con alto contenido de hierro”, dice dos Santos. En esas condiciones, si se quiere remediar el agua, estos óxidos de hierro sustituidos con aluminio podrían convertirse en una forma sencilla y económica de hacerlo.
Actualmente, se emplean algunos materiales fotoconductores que requieren ciertas condiciones, por ejemplo, la incidencia de la luz. “La ventaja de nuestro material es que se trata de un proceso de remediación más simple, y se puede preparar fácilmente”, destaca Sileo, y prosigue: “En el laboratorio testeamos que sea barato, que sea buen adsorbente y que sea estable, es decir, que no se disuelva. Y, además, que pueda extraerse fácilmente del agua”.
