“Formulación de adsorbentes a base de quitosano para la remoción de glifosato in vitro en solución acuosa”

Abstract

El glifosato es un herbicida sistémico y no selectivo que se aplica ampliamente en los campos de cultivo, esto provoca la presencia de residuos de este herbicida en agua y alimentos, lo cual es de preocupación debido a su toxicidad y los posibles efectos adversos a la salud y el medio ambiente. El objetivo de este trabajo fue formular adsorbentes a base de quitosano y evaluar la eficiencia de remoción de glifosato in vitro en solución acuosa. Se elaboraron películas variando la relación en peso de partículas sílice/quitosano (p/p) y esponjas modificando la concentración de quitosano (% p/v) y la concentración de tripolifosfato de sodio (TPP) (% p/v) en la solución reticulante. La caracterización de la estructura de las películas y esponjas se realizó utilizando microscopía electrónica de barrido (SEM), además se midió el porcentaje de porosidad, absorción de agua, humedad y solubilidad en agua. La adsorción de glifosato se evaluó a través de los modelos cinéticos de pseudo primer y pseudo segundo orden, así como, con los modelos de isoterma de Freundlich y Langmuir. Asimismo, se evaluó la reutilización de la película formulada con una relación sílice/quitosano 1:1. Con relación a las películas, se encontró una diferencia estadísticamente significativa (p < 0.05) en la media de la porosidad (%), absorción de agua (%) y humedad (%) al emplear distintas relaciones de partículas de sílice/quitosano en su formulación. La porosidad se encontró entre el 27-89 % y el porcentaje de absorción de agua entre 89-204 %; presentaron valores bajos de porcentaje de humedad y solubilidad en agua. Por su parte, las esponjas formuladas presentaron una textura porosa y rugosa, con una porosidad del 36-55 % y una absorción de agua del 688-1034 %; a diferencia de las películas presentaron una estabilidad en medio acuoso de aproximadamente el 30 %. Todos los adsorbentes fueron capaces de adsorber glifosato. La capacidad de adsorción promedio de glifosato a través del tiempo de las películas y esponjas osciló entre 2.0-3.3 mg/g y 1.3-2.4 mg/g, respectivamente. En el caso de las esponjas el incremento en la concentración de TPP provocó el aumento en la capacidad de adsorción. Los adsorbentes formulados presentaron mayor correlación con el modelo cinético de pseudo segundo orden (excepto la película formulada con una relación sílice/quitosano 1:1) y con el modelo de isoterma de Freundlich. En cuanto a la reutilización de la película evaluada se alcanzó una eficiencia de remoción de glifosato del 61 % después de tres ciclos de adsorcióndesorción. Se obtuvieron adsorbentes a base de quitosano reutilizables y eficientes en la remoción de glifosato in vitro desmostrando su potencial aplicación para la reducción de la concentración de glifosato presente en matrices acuosas.