Estudio de la adsorción en competencia de Cu, Ni, Pb y Zn en suelos volcánicos y suelos tratados con lodo

Abstract

El interés de estudiar los Andisoles, suelos derivados de materiales volcánicos radica principalmente en que este tipo de suelos representan casi el 60% de la superficie arable de nuestro país. Estos se caracterizan por el predominio de coloides de carga variable y un alto contenido de materia orgánica. Por otra parte, la utilización de lodos en la recuperación de estos suelos es un tema que hasta el día de hoy sigue en el debate- La contribución de materia orgánica y nutrientes pueden ayudar a mejorar el suelo, pero además pueden aportar elementos tóxicos como metales pesados, lo cual hace riesgosa dicha aplicación por el impacto negativo que pueden producir sobre el sistema suelo. El objetivo de este trabajo fue estudia¡ la adsorción de Pb(II), Cu(II), Ni(II) y Zn(II) en forma separada y en competencia en dos Andisoles representativos del sur chileno: el suelo Diguillín, Ralún. Además, se realizó el mismo estudio en el suelo Diguillín tratado previamente con lodo. En primer lugar se definieron las mejores condiciones para el estudio de la adsorción de los cuatro metales, en los suelos seleccionados. Los estudios de adsorción implicaron la preparación de soluciones equilibrantes de los metales en forma individual y en competencia, para observar el efecto de la presencia de competidores en la adsorción.

Se observó que cuando los metales fueron agregados en forma individual, la adsorción fue mayor en el suelo Diguillin. Cuando la competencia de cationes se llevó a cabo en el suelo Ralún, la adsorción de Cu(II), y Zn(II) no se vio afectada, sin embargo la adsorción de Ni(I) y Pb(II) disminuyó. En el suelo Díguillín, se observó que la competencia de cationes provocó una menor adsorción de los cuatro metales, pero cuando la competencia se llevó a cabo en el suelo tratado con lodo la adsorción aumentó de manera significativa lo cual puede atribuirse a la formación de complejos con la materia orgánica aportada por el lodo, como también al efecto del pH, que en éste último es mayor. Para el suelo Diguillin, existe una mayor preferencia a la adsorción para los iones Pb(II) y Cu(II), mientras que la capacidad de adsorción para el Zn(II) y el Ni(II) es mas débil. Este comportamiento esta relacionado con la fuerte competencia por un sitio de adsorción que se produce entre los dos primeros metales. Los resultados obtenidos fueron ajustados a dos modelos matemáticos. El de Freundlich y el de Langmuir el primero ajustó de mejor manera las curvas obtenidas en el suelo Ralún y el segundo las curvas obtenidas en el suelo Diguillín y Diguillin tratado con lodo

The interest of studying the Andisols, soils derived from volcanic materials, lies mainly in the fact that this type of soil represents almost 60% of the arable surface of our country. These are characterized by the predominance of colloids of variable charge and a high content of organic matter. On the other hand, the use of sludge in the recovery of these soils is an issue that continues to be debated to this day. The contribution of organic matter and nutrients can help improve the soil, but they can also contribute toxic elements such as metals heavy, which makes said application risky due to the negative impact they can produce on the soil system. The objective of this work was to study the adsorption of Pb(II), Cu(II), Ni(II) and Zn(II) separately and in competition in two representative Andisols of southern Chile: the Diguillín soil, Ralún. In addition, the same study was carried out on the Diguillín soil previously treated with mud. In the first place, the best conditions for the study of the adsorption of the four metals in the selected soils were defined. Adsorption studies involved the preparation of equilibrating solutions of the metals individually and in competition, to observe the effect of the presence of competitors on adsorption. It was observed that when the metals were added individually, the adsorption was higher in the Diguillin soil. When the cation competition was carried out in the Ralún soil, the adsorption of Cu(II), and Zn(II) was not affected, however the adsorption of Ni(I) and Pb(II) decreased. In the Díguillín soil, it was observed that the cation competition caused a lower adsorption of the four metals, but when the competition was carried out in the soil treated with mud, the adsorption increased significantly, which can be attributed to the formation of complexes. with the organic matter provided by the sludge, as well as the effect of pH, which is greater in the latter. For the Diguillin soil, there is a greater adsorption preference for Pb(II) and Cu(II) ions, while the adsorption capacity for Zn(II) and Ni(II) is weaker. This behavior is related to the strong competition for an adsorption site that occurs between the first two metals. The results obtained were adjusted to two mathematical models. The one by Freundlich and the one by Langmuir, the first one better adjusted the curves obtained in the Ralún soil and the second one the curves obtained in the Diguillín and Diguillin soil treated with what