Establecimiento de los parámetros de una técnica electroanalítica que permita cuantificar la concentración de arsénico(III) en aguas asociadas con la actividad minera

La minería de oro en pequeña escala es una actividad que en Colombia se realiza frecuentemente de forma ilegal y sin control, lo que desencadena una problemática de contaminación ambiental y salud pública de gran proporción. Habitualmente para extraer oro de las rocas se efectúan procesos de cianuración, las cuales contienen generalmente minerales sulfurosos como la pirita (FeS_2) y arsenopirita (FeAsS), que liberan lixiviados con cantidades de As(III) y Fe(III) al medio ambiente, ocasionando altos niveles de contaminación en aguas. En pro de contribuir a cumplir con las metas de la agenda 2030 de la Organización de las Naciones Unidas para garantizar agua limpia y saneamiento, se propone el establecimiento de una técnica electroquímica como alternativa viable a la detección y monitoreo de arsénico. La estrategia que aquí se propone consiste en: (a) realizar una serie de modificaciones de un electrodo de oro con nano y micro partículas de cobre y plata, (b) determinar cualitativamente qué material de electrodo modificado permite realizar una mejor determinación de As(III) en un agua sintética modelo, que simula un agua residual de la minería de oro en pequeña escala; esto a través de la evaluación del comportamiento electroquímico del As(III), para finalmente, (c) establecer una técnica electroanalítica para cuantificar As(III) sobre el material de electrodo seleccionado. Los mejores resultados para la determinación de As(III) se obtuvieron para un electrodo de oro modificado con nanopartículas de cobre, las cuales fueron depositadas a un potencial de 0,1 V vs Ag/AgCl (3 M KCl) a un tiempo de 500 ms. El tiempo de pre concentración de arsénico que lleva a los mejores resultados fue de 120s, dando como resultado una curva de calibración con coeficiente de determinación de 0.997, un límite de detección de 0,356 ppm y un límite de cuantificación de 1,188 ppm.

Small-scale gold mining is an activity that in Colombia is frequently carried out illegally and without control, which triggers a large problem of environmental contamination and public health. Usually, to extract gold from rocks, cyanidation processes are carried out, which generally contain sulphide minerals such as pyrite (FeS_2) and arsenopyrite (FeAsS), which release leachates with amounts of As(III) and Fe(III) into the environment, causing high levels of water pollution. To contribute to meeting the goals of the 2030 United Nations Agenda to guarantee clean water and sanitation, the establishment of an electrochemical technique is proposed as a viable alternative to the detection and monitoring of arsenic. The strategy proposed here consists of: (a) performing a series of modifications to a gold electrode with nano and micro copper and silver particles, (b) qualitatively determining which modified electrode material allows a better determination of As( III) in a model synthetic water that simulates wastewater from small-scale gold mining, this through the evaluation of the electrochemical behavior of As(III), and finally (c) establish an electroanalytical technique to quantify As(III) on the selected electrode material. The best results for the determination of As(III) were obtained for a gold electrode modified with copper nanoparticles, which were deposited at a potential of 0.1 V vs Ag/AgCl (3 M KCl) at a time of 500 ms. The arsenic pre-concentration time that leads to the best results was 120 s, resulting in a calibration curve with a determination coefficient of 0.997, a detection limit of 0.356 ppm and a quantification limit of 1.188 ppm.

Ingeniero Ambiental

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Pregrado