Fermin Fidel Herrera Aragón; Joel Guillermo Parizaka Cruz; Edgar Gabriel Zela Quicara; Romy Bendezu Contreras; Francisco Javier Roque Rodrí­Guez; Raul Omar Gallegos Jara; Corina Avelina Vera Gonzales

Objetivo

Evaluar el efecto de la incorporación de nanopartículas de ZnO y ZnO dopado con Er en la matriz de zeolita sobre la remoción de arsénico por oxidación del arsénico (de +3 a +5) y adsorción de aguas subterráneas de la provincia de Islay

Resumen:

La presente investigación estudia la remoción de arsénico mediante la fotooxidación y adsorción de dicho elemento, sobre zeolitas modificadas por impregnación con nanopartículas de óxido de Zinc (ZnO), y con nanopartículas de ZnO dopadas con erbio. Para tal fin se sintetizarán ambas nanopartículas que serán soportadas en zeolita. Luego se caracterizarán por difracción de rayos X (DRX), Espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR), microscopía electrónica de Barrido (MEB) y microscopía electrónica de transmisión (MET), Espectroscopia Raman, y magnetometría de muestra vibrante (VSM). En las partículas de zeolita modificadas, se propone ensayar su capacidad de remoción de arsénico, para determinar su potencial uso como técnica alternativa, para la purificación de aguas arsenicales subterráneas, en la provincia de Islay-Arequipa-Perú.

Palabras clave

Remoción de arsénico, fotooxidación, nanopartículas, óxido de zinc, óxido de zinc dopado con Erbio, adsorción en zeolitas

Problema central

Las aguas subterráneas de la provincia de Islay, presentan contenidos de As que oscilan, entre valores de 50 a 130 µg.l-1. Existen tratamientos específicos para remover el arsénico del agua como: coagulación floculación-filtración, y ósmosis inversa; pero presentan un alto costo de inversión y operación, y están orientados a poblaciones grandes que justifiquen el tratamiento con sistemas masivos y de alta inversión. Sin embargo, no son aplicables para tratar agua de uso potable en poblados pequeños de la provincia de Islay

Hipótesis planteada

Las zeolitas se consideran matrices adsorbentes prometedoras debido a sus características de; gran área superficial, alta capacidad de intercambio iónico, cavidades con 1,3 nm de diámetro, naturaleza hidrófila, ecológica, propiedades químicas fácilmente ajustables y alta estabilidad térmica, lo cual puede permitir la adsorción de partículas de aniones arsenicales, de los cuales la forma arseniato tiende a separarse de la fase acuosa. Paralelamente, las nanopartículas de ZnO, en medio acuoso, promueven la formación de radicales libres OH induciendo el cambio de estado de oxidación del arsénico de +3 a +5, lo cual se ve potenciado por su gran área superficial y alta selectividad. Adicionalmente, la incorporación de Er dentro de las nanopartículas de ZnO puede potenciar las propiedades foto-catalíticas de las nanopartículas, debido a las peculiares propiedades ópticas del Er. La presente propuesta pretende juntar estos dos sistemas para la remoción de arsénico, ya que el sistema binario tendría la propiedad de adsorber As(V), y foto-oxidar arsénico cambiando de As(III) a As(V).

Resultados esperados

- 02 Artículos científicos aceptados para publicación en revistas indizadas en la base Scopus o Web of Science
- 03 Estudiantes o egresados UNSA titulados/graduados con la opción de Tesis formato artículos, con publicaciones en revistas indizadas en bases Scopus o Web of Science
- 02 Ponencias de los resultados intermedios o finales de la investigación presentadas en eventos científicos de nivel internacional y nacional de trascendencia
- 01 Profesional Capacitado (pasantías, cursos talleres, etc. con duración mayor a 24HH)

Impactos esperados

- Impacto Técnico:
Desarrollo de una técnica de incorporación de nanopartículas de ZnO sobre zeolitas, para mejorar su capacidad de adsorción de arsénico del agua.
- Impacto Socio económico:
Desarrollar una propuesta de tratamiento de aguas arsenicales destinadas para consumo humano, para zonas rurales.
-Impacto Ambiental:
Proponer un sistema alternativo de remoción de arsénico del agua.