Arcillas y biocarbones para la eliminación de contaminantes de origen agrícola en aguas: ensayo en filtro a escala precomercial

297 páginas.-- Tesis para obtener el título de Doctor por la Universidad de Sevilla con la calificación de Sobresaliente Cum laude.-- Tutora: Dra. Isabel González Díez, Profesora Titular de la Universidad de Sevilla

La intensificación de la actividad agrícola, debido al aumento progresivo de la población mundial, ha acentuado el uso de sustancias químicas, tanto de origen orgánico (plaguicidas), como de origen inorgánico (metales pesados) que pueden tener efectos adversos para el medio ambiente. Entre estos efectos adversos se encuentra la contaminación de aguas, tanto superficiales como subterráneas, que tiene impacto directo en la salud humana. Actualmente, los esfuerzos científicos van encaminados a controlar y eliminar la presencia de estas sustancias en las aguas. En este contexto, la aplicación medioambiental de la nanotecnología constituye un novedoso e innovador campo de investigación y desarrollo que puede aportar soluciones a la contaminación de las aguas. Asimismo, entre las diferentes técnicas físicoquímicas existentes para la eliminación de contaminantes en aguas, la adsorción se presenta como una opción factible por su menor coste y preparación. Esta Tesis aborda la búsqueda y aplicación de nanoadsorbentes alternativos a los utilizados actualmente para la descontaminación de las aguas, con el fin de reducir costes y aportar soluciones medioambientales más sostenibles. En esta memoria se han preparado, caracterizado y evaluado como adsorbentes diversos sistemas basados en nanomateriales naturales. Los materiales seleccionados fueron arcillas, bien de referencia o procedentes de yacimientos de Andalucía, tanto sin modificar como modificadas. Los modificadores utilizados fueron de distinta naturaleza: orgánica, como cationes alquilamonio y polímeros orgánicos naturales (quitosano y materia orgánica soluble de un agroresiduo abundante, MOS), e inorgánica (Fe). Asimismo se empleó como adsorbente biocarbón (biochar) o carbón biológico preparado a partir de diversos residuos agrícolas como el alperujo. Aunque en la bibliografía existen algunos estudios previos sobre el papel adsorbente de los materiales seleccionados, un aspecto novedoso del presente trabajo ha sido trasladar los ensayos realizados a escala de laboratorio a escala precomercial. Así, los adsorbentes que mostraron mayor eficacia a nivel de laboratorio en la eliminación de los contaminantes seleccionados (plaguicidas usados en el olivar y el metal pesado Cu) se ensayaron en un sistema filtrante a escala semipiloto con aguas contaminadas artificialmente. Específicamente, los resultados de esta Tesis mostraron ser prometedores para la futura aplicación de arcillas modificadas como lech o de filtros y suponen un avance tecnológico en el contexto descontaminación de aguas, de modo que posibilita el desarrollo posterior en la industria y posible empleo en zonas rurales, por ejemplo de Andalucía.

El presente trabajo se ha realizado en el marco del Proyecto de Excelencia P11-AGR-7400 de la Junta de Andalucía y el proyecto RECUPERA 2020 del Ministerio de Economía y Competitividad

Peer reviewed