Análisis comparativo de la cinética e isotermas de sorción de la enrofloxacina (acuosa) en microplásticos de ácido poliláctico

Abstract

Este trabajo tuvo como objetivo el estudio de las propiedades de sorción del medicamento antibiótico enrofloxacina en tres tamaños diferentes de microplásticos de ácido poliláctico (PLA) en una matriz de agua natural, obtenida del Estero Zamorano. Estos estudios se realizaron utilizando modelos cinéticos y de isotermas de adsorción. Con el objetivo de identificar el modelo que explicaría mejor el comportamiento, para ello se compraron funciones de error matemático obtenidas a partir de las funciones no lineales, tales como: coeficiente de determinación ajustado (R2adj), error cuadrático medio (RMSE), suma de errores cuadrados (SCE), error porcentual absoluto medio ponderado (WMAPE), suma ponderada del error absoluto (WSAE), prueba de chi-cuadrado reducido (χ2red), criterio de información de Akaike corregido (AICc), criterios de información bayesianos (BIC) y función de error fraccionado híbrida (HYBRID). Los resultados mostraron que el tiempo necesario para alcanzar el equilibrio en la adsorción de ENR en los microplásticos de PLA, fue de 96 horas. Al mismo tiempo, los microplásticos de menor tamaño presentaron una mayor adsorción de ENR, alcanzando un máximo porcentaje de adsorción de 21% para 0,0791 mm, lo que se atribuye a su mayor superficie de contacto. Los datos cinéticos de adsorción, para el tamaño 1,85 mm PLA fue descrita por el modelo Pseudo-n orden en cambio, para los tamaños 0,181 mm y 0.0791 mm se ajustaron al modelo Avrami. Este estudio también indicó que las tasas de adsorción están controladas por la difusión externa, y la isoterma que describe el proceso de adsorción es el modelo de BET para los tres tamaños de microplásticos.

The aim of this work was to study the sorption properties of the antibiotic drug enrofloxacin into three sizes of PLA microplastics in a matrix of natural water obtained from the Estero Zamorano. These studies were carried out using kinetic and adsorption isotherm models. To identify the model that best explains the behavior, mathematical error functions obtained from nonlinear functions were compared, such as: adjusted correlation coefficient (R2adj), quadratic error (RMSE), sum of squared errors (SCE), weighted mean absolute percentage error (WMAPE), weighted sum of absolute error (WSAE), reduced chi-square test (χ2red), corrected Akaike information criterion (AICc), Bayesian information criteria (BIC) and hybrid fractional error function (HYBRID). The results showed that the time necessary to reach the equilibrium in the ENR adsorption in the PLA microplastics was 96 hours, at the same time, the smaller microplastics presented a greater ENR adsorption, reaching a maximum percentage of adsorption of 21%, for the microplastic 0.0791 mm, which is attributed to its larger contact surface. The kinetic data of adsorption, for the size 1.85 mm PLA was described by the Pseudo-n order model instead, for the sizes 0.181 mm and 0.0791 mm they were adjusted to the Avrami model, this study also indicated that the adsorption rates are controlled by external diffusion, and the best isotherm that describes the adsorption process is the BET model for the three sizes of microplastic.