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Biochar derivados de diversas materias primas locales tunecinas para la remediación ambiental: propiedades fisicoquímicas y comportamiento de adsorción

Autores: Hmaied, Asma; Trabelsi, Aïda Ben Hassen; Lachaal, Fethi; Negro, Sandrine; Hammecker, Claude

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico


Categoría

Ciencias Medioambientales

Subcategoría

Ciencias medioambientales generales

Palabras clave

Gestión de recursos hídricos
Prácticas agrícolas
Biochar
Remediación ambiental
Comportamientos de sorción
Contaminantes

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 13

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La gestión de recursos hídricos y las prácticas agrícolas en la región mediterránea, caracterizadas por el uso excesivo de pesticidas, plantean importantes desafíos ambientales y para la salud humana. Dado que pueden ser producidos de manera fácil y económica a partir de diversas fuentes de biomasa, los biochar son frecuentemente recomendados como una estrategia de descontaminación secundaria de bajo costo para abordar los problemas de contaminación del suelo. Este estudio investiga las propiedades y comportamientos de adsorción de los biochar producidos en un horno metálico de bajo costo utilizando residuos de biomasa local de romero, caña gigante, hierba de San Juan, olivo, ciprés y palmera para evaluar su potencial para la remediación ambiental, con un enfoque especial en la movilidad y retención de contaminantes. Se emplearon técnicas analíticas y experimentales para caracterizar los atributos fisicoquímicos de los biochar y sus capacidades de adsorción. Los análisis centrales incluyeron la medición de propiedades fisicoquímicas básicas, incluyendo pH, conductividad eléctrica, identificación de grupos funcionales mediante espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR) y la prueba de molaridad de gota de etanol (MED) para evaluar la hidrofobicidad superficial. Se realizaron experimentos de adsorción en lote utilizando azul de metileno (MB) y dos trazadores fluorescentes: uranina (UR) y sulforhodamina-B (SRB) como proxies para contaminantes orgánicos para evaluar la eficiencia de adsorción y las interacciones molécula-biochar. Además, las isotermas de adsorción a 20 grados C se ajustaron a diferentes modelos para evaluar las áreas de superficie específicas de los biochar. También se evaluaron parámetros termodinámicos para comprender la naturaleza y la fuerza de los procesos de adsorción. Los resultados destacan la influencia del tipo de materia prima en las propiedades del biochar resultante, afectando así significativamente el mecanismo de adsorción. Se encontró que el biochar de romero tenía la mayor área de superficie específica (SSA) y capacidad de intercambio catiónico (CEC), lo que le permite adsorber una amplia gama de moléculas orgánicas. Los biochar de caña gigante y palmera mostraron propiedades similares. En contraste, los biochar derivados de madera generalmente mostraron SSA muy baja, CEC moderada y baja hidrofobicidad. Las propiedades contrastantes de los tres colorantes -MB (catiónico), UR (aniónico) y SRB (zwitteriónico)- nos permitieron resaltar los distintos mecanismos de interacción entre cada colorante y los grupos funcionales superficiales de los diferentes biochar. La reactividad y eficiencia de adsorción de un biochar dependen en gran medida tanto de la naturaleza de la molécula objetivo como de las propiedades intrínsecas del biochar, particularmente su pH. Los hallazgos de este estudio demuestran la importancia de hacer coincidir las características del biochar con tipos específicos de contaminantes para aplicaciones ambientales optimizadas, proporcionando implicaciones para el uso de biochar a medida en estrategias de mitigación de contaminantes.

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