Evaluación de biocarbón magnético derivado de cáscara de nuez (carya illinoinensis) para remoción de arsénico en agua subterránea de la Región Lagunera

Abstract

"La contaminación de aguas subterráneas con arsénico (As) y fluoruro (F-) representa un grave peligro para la salud pública, especialmente en la Comarca Lagunera, México. Esta investigación evalúa el aprovechamiento de la cáscara de nuez pecanera (Carya Illinoinensis), un residuo abundante en la región, para su transformación en un biocarbón magnético capaz de remover estos contaminantes de manera eficiente. Se sintetizó el biocarbón magnético (FS7-500) mediante el método de coprecipitación química y proceso de pre y pospirólisis a 500°C. La optimización de las condiciones de adsorción y (pH, dosis de adsorbente y concentración inicial) se realizó mediante la Metodología de Superficie de Respuesta (RSM) con un diseño compuesto central (CCD), validando los resultados con muestras reales de agua subterránea. Las técnicas de caracterización (DRX, FTIR, y MEB) confirmaron la funcionalización del biocarbón con nanopartículas de magnetita y el desarrollo de una estructura porosa. El modelo estadístico presentó una alta correlación (R2 de 0.98 para F- y 0.93 para As), logrando una remoción de arsénico del 98.19% en condiciones optimizadas y del 98.66% en pruebas con agua subterránea real a pH 6. Los resultados indican que la presencia de nanopartículas de Fe3O4 proporciona sitios activos de unión específicos (complejos de esfera interna), mientras que los grupos funcionales en la superficie de biocarbón facilitan el proceso químico. La remoción de fluoruro se vio favorecida por interacciones electrostáticas en medios ácidos, debido a la protonación de la superficie del material. El biocarbón modificado FS7-500 es un adsorbente prometedor, de bajo costo y fácil recuperación magnética, con un potencial impacto significativo en la mitigación de contaminantes en el agua potable"