Este informe aborda el problema de la contaminación del agua por plomo y cromo y pretende demostrar que la eliminación de estos metales es posible utilizando carbón activado obtenido de semillas de aguaja. El objetivo principal de esta investigación es demostrar la capacidad del carbón activado obtenido de la semilla de aguaja para.
CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
- Descripción de la realidad problemática
- Formulación del problema
- Objetivos
- Limitantes de la investigación
El carbón activado extraído de la semilla de aguaje es una alternativa adecuada para la adsorción de plomo y cromo en agua contaminada. Determine la cantidad másica óptima de carbón activado para la adsorción de plomo y cromo.
CAPITULO II: MARCO TEÓRICO
Antecedentes del estudio
Los resultados experimentales obtenidos en este trabajo permitieron evaluar la capacidad de adsorción y el porcentaje de adsorción de Ni (II) y Co (II) contenidos en soluciones de sulfato modeladas utilizando carbón activado de cáscara de coco. Obtención de carbón activado a partir de huesos de aceituna para la adsorción de metales pesados (Pb, As) en aguas residuales líquidas.
Marco
- Teórico
- Conceptual
Las principales características del carbón activado provienen de su estructura porosa y de la presencia de heteroátomos en esta estructura. Los bordes de los planos estructurales del carbón activado tienen una fuerte propensión a la quimisorción de oxígeno.
Definición de términos básicos
Humedad: cantidad de agua cuantificada mediante métodos estandarizados, que varían según el tipo de humedad a determinar. Material volátil: aquellos productos emitidos por el calentamiento, como gas y vapor, presentes en el carbón y distintos de la humedad, determinados por métodos prescritos. Carbono fijo: es el residuo sólido, excepto las cenizas, obtenido de destilación destructiva, según métodos específicos definidos.
Intercambio iónico: Es una operación unitaria cuya función es la separación basada en la transferencia líquido-sólido. Que implica la transferencia de uno o más iones de la fase líquida a la sólida mediante intercambio o desplazamiento de iones de la misma carga, los cuales están conectados por fuerzas electrostáticas a grupos funcionales superficiales. Plomo: El plomo es un metal pesado, gris y blando que se encuentra muy extendido en la corteza terrestre.
Precursor: El material del que se obtiene el carbón activo, en esta tesis, es la semilla de aguaje.
CAPITULO III: HIPÓTESIS Y VARIABLES
Hipótesis
- Variables
Operacionalización de variables
CAPITULO IV: METODOLOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN
- Tipo y diseño de la Investigación
- Población y Muestra
- Técnicas e Instrumentos de Recolección de la información de
- Procedimiento de recolección de datos
- Procesamiento estadístico y análisis de datos
La población corresponde a los residuos de semilla de aguaje producidos en la región San Martín (Rioja, Moyobamba, Mariscal Cáceres y San Martín), donde se concentra la mayor producción y consumo del fruto, se comercializan aproximadamente 25,2 toneladas. La muestra recolectada de semillas de aguaje fue de 5 kg, ya que se ha verificado en diferentes investigaciones que esta es la cantidad de masa ideal a lograr para nuestro experimento de 14 parcelas con diferentes cantidades de masa. Para el desarrollo de este trabajo se visitó la ciudad de Soritor en Moyobamba, donde se recolectaron semillas de aguaje al azar de diferentes puestos de aguajina.
El precursor utilizado para la producción de carbón activado fue la semilla de aguaje. La recolección de esta semilla se realizó en un lugar de gran producción de aguaje al borde de la selva, Moyobamba en los pueblos de Soritor y Rioja en los puestos. quienes preparan un refresco conocido como aguajina. El proceso de recolección de datos experimental se llevó a cabo en las instalaciones del laboratorio de la Facultad de Medio Ambiente y Recursos Naturales de la Universidad Nacional del Callao; Asimismo, los análisis de concentraciones de plomo y cromo por parte del laboratorio acreditado Deltalab S.A.C. Los residuos lignocelulósicos de la semilla de aguaje se sumergieron en una solución de NaOH 0.2 M por un período de tres horas para eliminar los residuos impregnados con el fruto.
Preparación de carbón activado a partir de semillas de aguaja Pesar el precursor puro e impregnarlo con H3PO4 al 85% en la relación gramo activador/gramo precursor (0.75), es decir para 50 g.
CAPITULO V: RESULTADOS
Resultados de la caracterización del precursor
Para crear la tabla de estadística descriptiva, en el tratamiento para 0 g de carbón activo se tuvo en cuenta Ci = Cf.
CAPITULO VI: DISCUSION DE RESULTADOS
Contrastación de hipótesis con los resultados
En la figura 6.1 podemos ver que la concentración de plomo disminuye a medida que aumenta la masa de carbón activado. Cuando la masa de este adsorbente es cero, es decir la muestra no ha recibido ningún tratamiento, la concentración de plomo es de 2.43 mg./L y al aplicar el tratamiento con una masa de carbón activado de 1.5 g a la muestra se llega a la concentración de 0.0695 mg/L, la determinamos como la concentración mínima antes para nuestro estudio con los diferentes tratamientos que van a tener las diferentes masas de carbón activado. De acuerdo con los resultados de la Figura 6.2, observamos que el porcentaje de remoción de plomo aumenta a medida que aumenta la masa del carbón activado, alcanzando un 97,14% de adsorción para una masa de carbón activado de 1,5 g, que es la masa óptima para la remoción de plomo. Para la remoción de cromo se puede observar que su porcentaje de remoción aumenta hasta un 72% para una masa de carbón activado de 0.25 g, que es la masa óptima para la remoción de cromo, ya que su porcentaje de remoción luego comienza a disminuir cuando el La masa del carbón activado aumenta.
El Cr, debido a su mayor carga y menor radio, tiene una mayor capacidad de hidratación y por tanto un mayor radio de solvatación, lo que dificulta su retención sobre la superficie del carbón activado y explica su menor adsorción con respecto al plomo. Esto significa que cuando el carbón activado comienza el proceso de adsorción en una muestra donde están presentes los dos metales, los primeros iones que adsorberá serán los iones Pb y luego en la superficie del carbón activado que quede, se adsorberá el metal cromo. Para seleccionar el tratamiento óptimo, es decir la masa óptima de carbón activado para la eliminación de plomo y cromo, tomando como referencia los 7 tratamientos analizados, se realizó la prueba de comparación múltiple, prueba de Tukey.
Se puede observar en la prueba de Tukey con todos los tratamientos que la media que no comparte letra es cuando se utilizan 0g de carbón activado, es decir, cuando no se agrega el adsorbente a la muestra contaminada, y por lo tanto es significativamente diferente, sin embargo, como queremos saber cuál de todas las masas es la más óptima para la eliminación de plomo y cromo, entre las medias que comparten la misma letra, la que tiene mayor tratamiento medio es la no. 3, con 0,5g de carbón activado.
Contrastación estadística de la hipótesis con los resultados
Hipótesis nula: El carbón activado de semilla de aguaje no adsorbe los metales plomo y cromo en agua contaminada. La hipótesis nula para los tratamientos será rechazada si el Ftratamiento iguala o excede al Fcrítico. Como es cierto que Ftratamiento es mayor que Fcrítico se rechaza la hipótesis nula, esto significa que se acepta la hipótesis alternativa en otras palabras las diferencias entre las medias obtenidas para los 7 tratamientos son significativas y el carbón activado de la semilla de aguaje se adsorben los metales plomo y cromo en agua contaminada.
La hipótesis nula será rechazada para los tratamientos si el Fbloque iguala o excede al Fcrítico. Como es cierto que Fblock es mayor que Fcritical, se rechaza la hipótesis nula, esto significa que se acepta la hipótesis alternativa, es decir, las diferencias entre las medias obtenidas para los 2 bloques son significativas. La hipótesis nula será rechazada para los tratamientos si la Finteracción iguala o excede la Fcrítica.
Como es cierto que la Finteracción es mayor que la Fcrítica, se rechaza la hipótesis nula, esto significa que se acepta la hipótesis alternativa, es decir, que existe una interacción entre los tratamientos y los bloques.
Contrastación de resultados con estudios similares
Se obtuvieron el modelo de Langmuir y el modelo de Freundlich en todos los casos en los que se adsorbieron cromo y plomo. Otro estudio, como Capacidad de adsorción del carbón activado sobre cromo total de residuos de curtiduría, publicado en 2013, donde se utilizó el residuo generado de la extracción de jugo de caña y cáscara de legumbre de algarroba como precursor para la eliminación de cromo total en aguas residuales de una curtiembre (taller donde se curten y procesan pieles) donde se obtuvieron los siguientes porcentajes de remoción: 71.44% de remoción con carbón activado de Bagazo y 60.08% de remoción con carbón activado de algarroba. En la tesis Adsorción de Cr (VI) con carbón activado a partir de cáscaras de naranja, publicada en 2012, lograron dentro de sus resultados un porcentaje de remoción de Cr (VI) de hasta el 98%, donde el precursor de la cáscara de naranja también fue activado con H3PO4.
En 2017 se presentó un estudio similar en la tesis Adsorción de metales pesados (Pb y As) con carbón activado a partir de semillas de eucalipto, donde el método utilizado para producir carbón activado fue mediante activación química utilizando semillas de eucalipto como precursor. y como activadores ácido fosfórico (H3PO4) para la adsorción de plomo y cloruro férrico (FeCl3) para la adsorción de arsénico, donde las pruebas de adsorción se realizaron con 2 g de carbón activado que se puso en contacto con 500 ml de solución acuosa de plomo y arsénico, eliminando así el 98,7% de Pb(II) y el 70,3% de As(V).
CAPITULO VII: CONCLUSIONES
CAPITULO VIII: RECOMENDACIONES
CAPITULO IX: REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Adsorción de fenol con carbón activado preparado a partir de semillas de níspero por activación química, en Revista de la Sociedad Química del Perú Tomo 75. Producción de carbón activado a partir de piña y evaluación de sus propiedades físicas, químicas y de adsorción, en Energía y Combustibles. Determinación de plomo en suelos por contaminación proveniente de fábricas en los alrededores del asentamiento humano, cultura y progreso del Distrito de Ñaña.
Estudio comparativo de la capacidad de adsorción de cadmio utilizando carbón activado preparado a partir de aguaje y semillas de olivo. Adsorción de níquel y cobalto sobre carbón activado de cáscara de coco, en Revista Tecnológica de Química. Adsorción de metales pesados utilizando carbón activado producido por Aguaje Seeds, en Revista de la Sociedad Química del Perú, vol.
A study for the removal of Pb (II), Ni (II) and Cr (VI) in solutions using a chemically modified carrier, en Revista Prospect Vol. 12, no. 2: 7-17.
ANEXOS
Plásticos (PVC, PET), caucho, alquitrán, papel, cartón, residuos de la industria de la celulosa, curtido de cueros, industria textil.
