Metal adsorption in aqueous media using Moringa oleifera Lam. seeds produced in Ecuador as an alternative method for water treatment

Abstract

This work explores the technical viability in the use ofMoringa oleifera Lam. seeds produced in Ecuador as an adsorbent medium for copper (Cu), nickel (Ni) and chromium (Cr) present in water that could be implemented in future Water Resource Recovery Facilities in Ecuador. The seeds were prepared following a sequence of washing, drying, crushing, sieving, rewashing, and final drying. Two treatments were performed based on particle size. Treatment 1 consisted on a mixture of 70% of particles larger than 2 mm and 30% of particles between 1 and 2 mm; while Treatment 2 consisted only on 1 - 2 mm particles. Batch experiments were performed with metal concentrations ranging from 10 to 150 ppm, a dose of 1.00 g of MO per liter, and mechanical stirring for 1 hour. Treatment 2 showed to be more favorable to metal removal and the Langmuir model better characterized adsorption of the three metals.The best kinetic description of the three metals is that of a pseudo first-order reaction where the adsorption capacities are 50.93 mg Cu/g MO, 30.14 mg Ni/g MO, and 40.98 mg Cr/g MO, with removal percentage of 37 - 53 %, 39 - 76%, and 11 - 33%, respectively.

Remoción de cromo (VI) en solución acuosa por la biomasa modificada del grano de arroz (Oriza sativa L.)

“…Resultados similares se han reportado para la remoción de Cr (VI) con la biomasa de la cáscara de arroz tratada con calor y formaldehído (Bansal et al, 2009); cascarilla de arroz (Doria-Herrera et al, 2011), para la eliminación de cromo (III) a partir de efluentes de curtiduría utilizando sílice modificada obtenida de la cáscara de arroz (Gutiérrez-Valtierra et al, 2019); para la remoción de níquel, cromo y manganeso, por biomasas como arroz crudo, carbonizado, mijo y hojas de maíz (Batagarawa & Ajibola, 2019); para la remoción de cobalto (II) con cáscara de arroz (Swelam et al, 2016), y para la eliminación de derivados de piridina usando como adsorbente cáscara de arroz y cenizas de la misma (Lataye et al, 2009), pero son diferentes a lo reportado para la remoción de níquel usando cenizas de la cáscara de arroz, donde se encuentra que a mayor concentración de biomasa, la remoción es menor (Lin & Wang, 2011). Por otra parte, los reportes sobre aplicaciones de biomasas naturales y microorganismos para estudios de remediación de aguas y tierras contaminados con cromo (VI) son escasos, por ejemplo, se ha reportado la eliminación de cobre, níquel y cromo (VI) de aguas contaminadas, usando como adsorbente la semilla de Moringa oleífera (Landázuri, Cahuasquí, & Lagos, 2019); la remoción de cromo (VI) de aguas residuales por medio de residuos de la pulpa de café (Gómez -Aguilar, Rodríguez-Miranda, Esteban-Muñoz, & Betancur, 2019), por café molido (Krishna-Mohjan, Naga-Babu, Kalpana, & Ravindhranath, 2019), y paja de elote (Ma et al, 2019); y la remoción de fenol y cromo (VI) por materiales derivados de biomasa de algas (Cui, Masud, Aich, & Atkinson, 2019). Por lo anterior, y con objeto de analizar el posible uso de la biomasa de la cáscara de arroz para eliminar cromo (VI) de desechos industriales, se adaptó un ensayo de remediación en solución acuosa, incubando 10 g de biomasa tratada con suelo no estéril, contaminada con 100 mg cromo (VI)/g de suelo (ajustado) y 100 ml de agua contaminada con 100 mg de Cr(VI) (ajustado), resuspendiendo el suelo en agua tridesionizada a 28 ºC y 100 rpm, observando que después de 10 días de experimentación se remueve el 71 y 73 % del metal de las muestras de suelo y agua contaminadas, sin cambios significativos en el contenido de cromo total (Figura 6), lo cual coincide con los reportes de la literatura Tecnología y ciencias del agua, ISSN 2007ISSN -2422(3), 478-509.…”