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Metales Pesados en el Agua

Metales Pesados en el Agua

Cómo Llegan los Metales Pesados al Agua

Los metales se introducen en los sistemas acuáticos como resultado de la meteorización de suelos y rocas, de erupciones volcánicas y de una diversa variedad de actividades humanas que involucran la extracción, procesamiento o uso de metales y / o sustancias que contienen metales contaminantes.

Los contaminantes de metales pesados más comunes son arsénico, cadmio, cromo, cobre, níquel, plomo y mercurio.

Existen diferentes tipos de fuentes de contaminantes: fuentes puntuales (contaminación localizada), donde los contaminantes provienen de fuentes únicas e identificables. El segundo tipo de fuentes de contaminantes son fuentes no puntuales, donde los contaminantes provienen de fuentes dispersas (y a menudo difíciles de identificar).

Solo hay unos pocos ejemplos de contaminación metálica localizada, como la intemperie natural de los cuerpos minerales y las pequeñas partículas metálicas que provienen de las centrales eléctricas que queman carbón a través de chimeneas en el aire, el agua y los suelos alrededor de la fábrica.

La contaminación por metales más común en el agua dulce proviene de las empresas mineras. Usualmente usan un sistema ácido de drenaje de minas para liberar metales pesados ​​de los minerales, porque los metales son muy solubles en una solución ácida. Después del proceso de drenaje, dispersan la solución ácida en el agua subterránea, que contiene altos niveles de metales.

Toxicidad de Metales Pesados

El término «metal pesado» es algo impreciso, pero incluye la mayoría de los metales con un número atómico mayor que 20, y excluye metales alcalinos, tierras alcalinas, lantánidos y actínidos.

Los metales pesados ​​son elementos naturales que tienen un alto peso atómico y una densidad al menos 5 veces mayor que la del agua. Sus múltiples aplicaciones industriales, domésticas, agrícolas, médicas y tecnológicas han llevado a su amplia distribución en el medio ambiente; planteando preocupaciones sobre sus posibles efectos sobre la salud humana y el medio ambiente.

Su toxicidad depende de varios factores, como la dosis, la ruta de exposición y las especies químicas, así como la edad, el sexo, la genética y el estado nutricional de las personas expuestas.

Debido a su alto grado de toxicidad, el arsénico, el cadmio, el cromo, el plomo y el mercurio se encuentran entre los metales prioritarios de importancia para la salud pública. Estos elementos metálicos se consideran tóxicos sistémicos que se sabe que inducen daño a múltiples órganos, incluso a niveles más bajos de exposición.

Cómo Eliminar Metales Pesados del Agua

Según la Organización Mundial de la Salud, casi mil millones de personas no tienen acceso a agua potable, y se espera que ese número aumente con el cambio climático. Mientras tanto, nuestras crecientes necesidades de energía y el uso de metales pesados ​​en procesos industriales han maximizado nuestra exposición a materiales tóxicos en el agua.

Los métodos comerciales actuales para eliminar metales pesados, incluido el plomo, del agua potable tienden a ser costosos y consumen mucha energía, sin ser suficientemente eficientes. Los enfoques menos convencionales pueden ser más eficientes, pero son de un solo uso, difíciles de regenerar o producen importantes desechos tóxicos como producto secundario.

Ahora, el laboratorio EPFL, la Universidad de California Berkeley y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, han encontrado una solución utilizando estructuras metálicas orgánicas, que son materiales compuestos de nodos metálicos interconectados por químicos orgánicos ‘puntales’.

Sus áreas de superficie interna sin precedentes y su fácil capacidad de ajuste químico permiten a las estructuras metálicas orgánicas «extraer» el vapor de agua y otros gases del aire. Estas mismas características los convierten en materiales prometedores también para eliminar selectivamente metales pesados ​​del agua.

Desde EPFL-Valais, han diseñado un compuesto de estructura metálica orgánica / polímero estable al agua utilizando materiales baratos, ecológicos y biológicos. Los científicos trataron una estructura metálica orgánica, con dopamina, que se polimerizó en polidopamina que fija el polímero dentro de la estructura.

El compuesto final puede eliminar rápida y selectivamente grandes cantidades de metales pesados ​​como plomo y mercurio de las muestras de agua del mundo real. De hecho, puede eliminar más de 1,6 veces su propio peso de mercurio y 0,4 veces su peso de plomo.

Las pruebas mostraron que el ingenio puede, en cuestión de segundos, reducir las concentraciones de plomo a 2 partes por mil millones, un nivel que la Organización Mundial de la Salud consideran potable.

Los científicos también eliminaron el plomo de varias muestras de agua del mundo real, del mar Mediterráneo y una planta de tratamiento de aguas residuales en Suiza. También mostraron cómo el material podría regenerarse fácilmente.

Existen múltiples fuentes de exposición a metales pesados ​​tóxicos. Por ejemplo, el plomo se usa en pintura, esmaltes de cerámica, joyas, juguetes y tuberías. Considerando esto, el enfoque con el nuevo método para eliminar los metales pesados del agua es muy prometedor para resolver las limitaciones actuales de los sistemas de limpieza de agua.

Metales Pesados Contaminantes del Agua

  • Mercurio
  • Paladio
  • Cadmio
  • Selenio
  • Talio
  • Níquel
  • Plata
  • Manganeso
  • Cromo
  • Arsénico
  • Hierro
  • Bario
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