Biosorción de Cd (II) y Pb (II) de soluciones acousas en residuos agrícolas de Phaseolus vulgaris L.: optimización, cinética, isotermas y desorción

Industrial activities are the most common cause of water contamination by heavy metals, which endanger the quality of water resources and human health, due to their bioaccumulation capacity and consequent biomagnification. For this reason, the removal of metals from e uents before their discharge into the receiving water bodies is of crucial importance. This is why, in the present investigation, the biosorption processes of Cd (II) and Pb (II) in Phaseolus vulgaris L. (bean) agricultural residues (stems, leaves and leaf sheaths) were optimized. The influence of pH, biosorbent doses and initial concentration levels of metallic ions was evaluated using the response surface methodology (RSM). Quadratic models were developed for the percent removal of Cd (II) and Pb (II). Optimal biosorption conditions were attained at pH = 4.3, a 7.4 g/L biosorbent dose and an initial 9.14 mg/L concentration of each metal, achieving percent removals of 87.70 and 95.58% for Cd (II) and Pb (II), respectively. The FT-IR characterization showed that the functional groups involved in adsorption would be in the range of 2300 to 2400 cm-1. The biosorption kinetics were described by the pseudo first order model and the equilibrium data was adjusted to the Freundlich isotherm. An approximate desorption of 98% of Cd (II) and Pb (II) was achieved. The Phaseolus vulgaris L. residue showed a great biosorption capacity of Cd (II) and Pb (II) simultaneously.Las actividades industriales son la fuente más común de contaminación del agua por metales pesados que resultan ser un peligro para la calidad de los recursos hídricos y la salud humana, debido a su capacidad de bioacumulación y consecuente biomagnificación, por tal motivo, la remoción de metales de efluentes antes de ser vertidos a los cuerpos receptores es de crucial importancia. Razón por la cual, en la presente investigación se optimizó el proceso de biosorción de Cd (II) y Pb (II) en residuos agrícolas de Phaseolus vulgaris L. (frejol) que constó de tallos, hojas y vainas. Se evaluó la influencia del pH, dosis de biosorbente y concentración inicial del ion metálico mediante la metodología de superficie de respuesta (RSM). Se desarrollaron modelos cuadráticos para las remociones porcentuales de Cd (II) y Pb (II). Las condiciones óptimas de biosorción fueron pH=4.3, dosis de biosorbente 7.4 g/L y una concentración inicial de cada metal de 9.14 mg/L logrando remociones de 87.70 y 95.58% para Cd (II) y Pb (II), respectivamente. La caracterización por FT-IR mostró que, los grupos funcionales involucrados en la adsorción estarían en el rango de 2300 a 2400 cm-1. La cinética de biosorción fue descrita por el modelo de pseudo primer orden y los datos en equilibrio se ajustaron a la isoterma de Freundlich. Se logró una desorción aproximada de 98% de Cd (II) y Pb (II). El residuo de Phaseolus vulgaris L. mostró gran capacidad de biosorción de Cd (II) y Pb (II) simultáneamente.Campus Arequip