Desarrollo de una tecnología única para la pirólisis de biochar de cáscara de arroz para una prometedora remediación de metales pesados
Autores: Lobzenko, Ilia; Burachevskaya, Marina; Zamulina, Inna; Barakhov, Anatoly; Bauer, Tatiana; Mandzhieva, Saglara; Sushkova, Svetlana; Minkina, Tatiana; Tereschenko, Andrey; Kalinichenko, Valery; Khroniuk, Oleg; Rajput, Vishnu D.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Desarrollo de una tecnología única para la pirólisis de biochar de cáscara de arroz para una prometedora remediación de metales pesados
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Biochar
Soil pollution
Remediation
Specific surface area
Pyrolysis
Heavy metalsbiochar
Contaminación del suelo
Remediación
área superficial específica
Pirólisis
Metales pesados
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Debido a las actividades antropogénicas, los elementos potencialmente tóxicos causan una grave contaminación del suelo a nivel mundial. Por lo tanto, la remediación de suelos contaminados es exigente e imperativa. Un enfoque de remediación rentable y respetuoso con el medio ambiente es la aplicación de biochar, que es un material carbonáceo sólido. El biochar se degrada lentamente en el suelo y puede persistir allí durante miles de años, según varias estimaciones. Además, el carbón obtenido a partir de residuos de cultivos tiene una estructura porosa desarrollada, una alta área superficial específica y no contiene compuestos tóxicos como metales pesados y hidrocarburos aromáticos policíclicos. Se obtuvo biochar con valores óptimos para el área superficial específica y la porosidad a partir de la cáscara de arroz mediante pirólisis escalonada. Se establecieron los parámetros de pirólisis como la velocidad de calentamiento (11 gradosC/min), la temperatura (700 gradosC) y el tiempo de retención (45 min). Al mismo tiempo, el área superficial del biochar aumentó casi tres veces con un cambio en las condiciones de pirólisis. Como parte de esta investigación, se examinó la eficacia de la adsorción de Cu(II) de Haplic Chernozem utilizando biochar hecho de cáscara de arroz. Se emplearon los modelos de Langmuir y Freundlich para describir los datos de adsorción. Los datos de isoterma de metales pesados se ajustaron mejor al modelo de adsorción de Langmuir. La adición de biochar de cáscara de arroz al suelo presentó mayores eficiencias de eliminación de Cu(II) que el suelo en forma pura. El análisis de las características estructurales del sorbente sugiere que este material puede funcionar eficientemente para la restauración de suelo contaminado.
Descripción
Debido a las actividades antropogénicas, los elementos potencialmente tóxicos causan una grave contaminación del suelo a nivel mundial. Por lo tanto, la remediación de suelos contaminados es exigente e imperativa. Un enfoque de remediación rentable y respetuoso con el medio ambiente es la aplicación de biochar, que es un material carbonáceo sólido. El biochar se degrada lentamente en el suelo y puede persistir allí durante miles de años, según varias estimaciones. Además, el carbón obtenido a partir de residuos de cultivos tiene una estructura porosa desarrollada, una alta área superficial específica y no contiene compuestos tóxicos como metales pesados y hidrocarburos aromáticos policíclicos. Se obtuvo biochar con valores óptimos para el área superficial específica y la porosidad a partir de la cáscara de arroz mediante pirólisis escalonada. Se establecieron los parámetros de pirólisis como la velocidad de calentamiento (11 gradosC/min), la temperatura (700 gradosC) y el tiempo de retención (45 min). Al mismo tiempo, el área superficial del biochar aumentó casi tres veces con un cambio en las condiciones de pirólisis. Como parte de esta investigación, se examinó la eficacia de la adsorción de Cu(II) de Haplic Chernozem utilizando biochar hecho de cáscara de arroz. Se emplearon los modelos de Langmuir y Freundlich para describir los datos de adsorción. Los datos de isoterma de metales pesados se ajustaron mejor al modelo de adsorción de Langmuir. La adición de biochar de cáscara de arroz al suelo presentó mayores eficiencias de eliminación de Cu(II) que el suelo en forma pura. El análisis de las características estructurales del sorbente sugiere que este material puede funcionar eficientemente para la restauración de suelo contaminado.