ESTUDIOS DE LA PRESENCIA DEL ARSÉNICO EN EL AGUA

Coordinación de Desarrollo Profesional e InstitucionalSubcoordinación de Posgrado

ORIGEN DEL ARSÉNICO

El origen natural del As en el aguasubterránea está ligado a la litologíay geología de los materiales queconforman el acuífero y los procesosde oxidación-reducción que afectanal As. Escorodita(FeAsO4 2H2O)

Áreasgeotermales

Regionesvolcánicas

NATURAL ANTROPOGÉNICO

Oropimenta, (As2Fe3) Arsenopirita, (FeAsS)

LixiviadosMinería

Efluentesindustria

Plaguicidas

Peters y Blum, 2003; Scareck et al., 2004; Smedley y Kinninbuerg, 2002

ARSÉNICO EN EL MUNDO

Norma Oficial Mexicana NOM-127-SSA1-1994: 0.025 mg/L

Organización Mundial de la Salud: 0.010 mg/L

Riesgo de Cáncer (EPA): 0.020 mg/L CIMAV et al., 2011-2013

HIDROARSENISMO CRÓNICO REGIONAL ENDÉMICO (HACRE)

Cáncer de piel en axila Enfermedad de pie negro

Hiperpigmentación en piernas

Hiperqueratosis en pie

Lesión vascular periférica en cara (Serrano, 2010)

ATSDR, 2007 and Chakraborti et al., 2003:

2 mg/kg/d – Exposición aguda

0.03-0.1 mg/kg/d – Exposición crónica

TRANSPORT, RÉACTIVITÉ ET MODÉLISATION MOLÉCULAIRE DE L´ARSENIC DANS DEUX

HYDROSYSTÈMES PEU ET FORTEMENT CONTAMINÉS

Programa de Cooperación Científica Francia/México, ECOS Nord-CONACYT, M12P01, 2013-2017

Matriz Sedimentos + Rocas

Matriz agua

DETERMINACIONES ANALÍTICAS EN LABORATORIO, FRANCIA-MÉXICO

Elementos trazas (ICPMS) : As, Al, Mn, U, Mo, W, Sr, Li, Co, Cu, Zn, Cs, Ba, Pb, Cd, Ti, Rb, Fe

Especiación del As (HPLC-ICPMS, XAS y ETV-ICPMS)

Isótopos estables: C, O, S (IRMS)

Composición mayoritaria:Ca2+, Mg2+,Na+, K+, F-, Cl-, Br-, NO3

-, NO2-, SO4

2-, PO4

2- fase disuelta (cromatografía iónica)

Compuestos mayoritarios en fase particulada, sedimentos y rocas (horno de microondas + ICPMS, SEM)

Carbón orgánico: (Analizador de TOC )

Materia orgánica natural: Fluorescencia

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Ars

enic

co

nce

ntr

atio

n (

µg/

l)

Dissolved

Total

RESULTADOS, MATRIZ AGUA

Minas RíoAgua para consumo

Conclusions: El As se encuentra bajo forma disuelta

Elementos traza en el agua

Fase disueltaFase particulada

Fases

Pb, Zn, Cu, Al

As, U, Mo, Co, Ba

Cd, Ti excepto en el río

Cu: excepto en el río

Ag<LD

RESULTADOS, MATRIZ AGUA

0

20

40

60

80

100

120

Co

nce

ntr

atio

n A

s (m

g/kg

de

so

lide

)

Fase particulada México-Francia

PART

As

con

cen

trat

ion

(m

g/k

g)

0

1

2

3

4

5

6

7

As

up

medium

down

0

5

10

15

20

25

30

35

Co

nce

ntr

atio

n A

s (m

g/kg

de

so

lide

) Partículas finas y magnéticas México-Francia

Fines

+Mag

-Mag

RESULTADOS, MATRIZ SEDIMENTOS

Los sedimentos en lasmuestras de Francia son más ricos en As que en México

TECNOLOGÍAS PARA LA REMOCIÓN DE ARSÉNICO

Estas tecnologías son más eficientes en la remoción de As(V) que As(III), por lo que se debe realizar una pre-oxidación.

1. Separación sólido-líquido: 80-96%,

• Procesos de adsorción

• Ablandamiento con cal

• Coagulación-Adsorción-Filtración: FeCl3 - Al2(SO4)3

• Intercambio iónico

• Alúmina activada

2. Membranas: >95%

• Ósmosis inversa,

• Coagulación-microfiltración

• Deionización capacitiva

3. Procesos biológicos

Problema: Producción de residuos contaminados con As

Síntesis de minerales Goethita Arena y óxidos de hierro, y

manganeso

Síntesis de bioadsorbentes Pectina de maracuyá y naranja

ADSORCIÓN

Pectina del albedo de maracuyá y naranja Arena recubierta con Fe(III)

Goethita

Elemento GoethitaArena sílica+

Fe(III)

Wt (%)

Fe 50.82 32.25

O 33.68 38.77

C 15.50 18.57

Al - 0.63

Si - 9.77

Goethita, DRX

Composición elemental

Unidad GoethitaArena sílica

+ Fe(III)

Área superficial m2/g 43.04 2.44

Diámetro de poro nm 11.91 5.36

Tamaño de partícula mm 0.3 - 0.6 0.1 - 0.6

Estructura del poro Mesoporoso Mesoporoso

Características de los medios

ANÁLISIS INFRAROJO POR TRANSFORMADA DE FOURIER (FTIR)

FTIR espectros de péctina demaracuyá (Sup Izq.) y pectinade naranja (Superior Der.)recubierta con Fe(III), antes ydespués de la adsorción (Inf.Der.)

10 0

99

98

97

96

95

94

93

92

91

90

89

88

87

86

40 00 35 00 30 00 25 00 20 00 15 00 10 00 50 0

Untreated orange pectin

Orange pectin coated with Fe(III)

Wave number, cm-1

Tra

nsm

itta

nce,

%

Remociones de As adsorbentes sintetizados

GoethitaArena sílica

+ Fe(III)MnSO4

PectinaMaracuyá +

Fe(III)

PectinaNaranja +

Fe(III)

(mg As/g adsorbente)

Capacidad máxima de adsorción (q máx)

0.482 0.249 2.88 2.08 3.67

Porcentaje (%)

Remoción de arsénico

98.61 28.57 100 90.91 92.85

Agua tratada, cumple con la NOM-127-SSA1-1994, Concentración de As< 0.025 mg/L

Colaboradores

GRACIAS POR SU ATENCIÓN

LOURDES ROMERO VELÁZQUEZ

JUAN LUIS PAREDES RAMÍREZ

VIRIDIANA GÓMEZ CRUZ

CRISTINA FLORES NÁJERA

MARTHA AVILÉS FLORES

JOSÉ ÁNGEL RAMÍREZ ALVARADO

IURIE PARGARU

JOSÉ SANTOS DE LA PAZ

NORBERTO SEGURA BELTRÁN