Sorption of fluoride by quartz sand: batch tests

Autores/as

  • Eduardo Usunoff CIC-UNCPBA
  • Pablo Winzettel CIC-UNCPBA
  • Sebastián Dietrich Becario CONICET

Palabras clave:

adsorción de F-, isotermas, ensayos en lote

Resumen

A pesar de los muchos esfuerzos de los científicos, en particular de aquellos dedicados a las ciencias del suelo, el destino y la distribución de las especies de F (flúor) en suelos y acuíferos continúan siendo aspectos no mayormente dilucidados. Con referencia a los sistemas hidrológicos, tales indefiniciones plantean dificultades con respecto a la identificación y desarrollo de fuentes seguras de agua para abastecimiento. De igual modo, los modelos de transporte no brindan resultados aceptables por las incertidumbres relacionadas con el comportamiento del F en medios acuosos saturados. Este trabajo presenta los resultados de cuatro ensayos en lote en los que soluciones de diferente pH y [F-] (concentración de fluoruro) permanecieron en contacto durante 48 horas con granos limpios de arena cuarzosa. Los datos resultantes se analizaron con referencia a versiones lineales de los modelos de Freundlich, Langmuir y Langmuir-Freundlich. La [F-] varió entre 0,5 y 10 mg L-1, excepto en un ensayo en que se utilizó una concentración de F- de 45 mg L-1, y el pH se varió en el rango de 2,95 a 5,02. Los granos de arena cuarzosa poseen un tamaño medio (d50) de 0,25 mm, y un coeficiente de uniformidad (d40/d90) de 1,65. De acuerdo con los ajustes y el uso de índices de bondad de los ajustes, el modelo de Langmuir-Freundlich fue seleccionado para el ensayo a valores de pH más bajo, en tanto que la ecuación de Freundlich ajustó los tres ensayos restantes. Debe mencionarse que el pH de las soluciones de equilibrio resultó mayor que el pH de las soluciones iniciales, y que tal característica se interpretó como un proceso de intercambio de OH- por F- en la superficie de los granos de arena cuarzosa. Sin embargo, tal intercambio no es el único mecanismo que produce la desaparición de F- de las soluciones. Se considera que los resultados obtenidos pueden utilizarse como estimaciones iniciales de los parámetros en modelos dedicados a la calibración del transporte de F- en acuíferos.

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Citas

Bolster, C. and G. Hornberger. 2007. “On the use of linearized Langmuir equations”. Soil Science Society of America Journal 71, pp. 1796-1806.

Broene, H. and T. De Vries. 1947. “The thermodynamics of aqueous hydrofluoric acid”. Journal of the American Chemical Society 69, pp. 1644-1646.

Burnham, K. and D. Anderson. 2002. Model selection and multimodel inference: A practical information-theoretic approach. Springer.

Fan, X., D. Parker, and M. Smith. 2003. “Adsorption kinetics of fluoride on low cost materials”. Water Research 13, pp. 4929-4937.

Freeze, R. and J. Cherry. 1979. Groundwater. Prentice-Hall, 604 p.

Gómez Artola, C., J. Borregón Martínez, M. Llamas Madurga y J. Sánchez Sáez. 1983. “Análisis preliminar del contenido de flúor de las aguas de Madrid y de su incidencia en las caries dentales de los niños”. Actas del III Simposio Nacional de Hidrogeología, pp. 157-166. 17

Harouiya, N, and E. Oelkers. 2004. “An experimental study of the effect of aqueous fluoride on quartz and alkali-feldspar dissolution rates”. Chemical Geology 205, pp. 155-167.

Hem, J. 1968. “Graphical methods for studies of aqueous aluminum hydroxide, fluoride, and sulfate complexes”. Geol. Survey Water-Supply Paper 1827-B, 33 p.

Langmuir, I. 1918. “The adsorption of gases on plane surfaces of glass, mica, and platinum”. Journal of the American Chemical Society 40, pp. 1361-1403.

Marion, G., D. Hendricks, G. Dutt, and W. Fuller. 1976. “Aluminum and silica solubility in soils”. Soil Science 121, N° 2, pp. 76-84.

Morey, G., R. Fournier, and J. Rowe. 1962. “The solubility of quartz in the temperature interval from 25 °C to 300 °C”. Geochimica et Cosmochimica Acta 26, pp. 1029-1043.

Morrill, L., B. Mahilum, and S. Mohiuddin. 1982. Organic compounds in soils: Sorption, degradation, and persistence. Ann Arbor Science, 326 p.

Murthy, D.S. and D.V. Murthy. 1977. “A study of high fluoride bearing waters around Nalgonda District, Andhra Pradesh”. Proceedings of the 1974 Symposium on Fluorosis, Indian Academy of Geosciences, pp. 311-315.

Nash, J. and J Sutcliffe. 1970. “River flow forecasting through conceptual models, Part 1: A discussion of principles”. Journal of Hydrology 10, pp. 282-290.

Natarajan, V. and V.R. Mohan Rao. 1977. “Hydrochemical investigation for fluorine-bearing minerals in the Kangall and Hallia River Basins, Nalgonda District, Andhra Pradesh”. Proceedings of the 1974 Symposium on Fluorosis, Indian Academy of Geosciences, pp. 37-47.

Orion Research, Inc. 1973. Instruction manual. Fluoride electrodes models 96-09 and 94-09. Orion Res., Inc., 28 p.

Perrott, K. B. Smith, and R. Inkson. 1976. “The reaction of fluoride with soils and soil minerals”. Journal of Soil Science 27, pp. 58-67.

Ramamohana Rao, N.V., K. Rajyalakshami, K.R. Krishna Sastry, P. Subba Rao, V.V. Krishna Rao, and K. Narasimha Rao. 1977. “Incidence of fluorosis in drinking water resources in Andhra Pradesh”.

Proceedings of the 1974 Symposium on Fluorosis, Indian Academy of Geosciences, pp. 227-235.

Rao, A.S. 1977. “Hydrogeological studies in parts of Nandigama Taluk, Krishna District, Andhra Pradesh, with special reference to the problem of fluorosis”. Proceedings of the 1974 Symposium on Fluorosis, Indian Academy of Geosciences, pp. 206-216.

Rao, N. 2003. “Fluoride and environment- A Review”. Proceedings of the Third International Conference on Environment and Health, University of Madras, pp. 386–399.

Roberson, C. and R. Barnes. 1978. “Stability of fluoride complex with silica and its distribution in natural water systems”. Chemical Geology 21, pp. 239-256.

Sposito, G. 1980. “Derivation of the Freundlich equation for ion exchange reactions in soils”. Soil Science Society of America Journal 44, pp. 652-654.

Sposito, G. 1984. The Surface Chemistry of Soils. Oxford University Press, New York, New York.

Stumm, W. and J. J. Morgan. 1981. Aquatic Chemistry. An Introduction Emphasizing Chemical Equilibria in Natural Waters. John Wiley and Sons, New York, New York.

U.S. Environmental Protection Agency. 1979. Methods for chemical analysis of water and wastes, 1978. Env. Mon. and Support Lab., Office Res. and Develop., 441 p.

U.S. Environmental Protection Agency. 1999. Understanding variation in partition coefficient, Kd, values. Volume I: The Kd Model, Methods of Measurement, and Application of Chemical Reaction Codes. United States Office of Air and Radiation EPA 402-R-99-004A, 212 p.

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Publicado

2009-06-05

Cómo citar

Usunoff, E. ., Winzettel, P. ., & Dietrich, S. (2009). Sorption of fluoride by quartz sand: batch tests. Geoacta, 34(1). Recuperado a partir de https://revistas.unlp.edu.ar/geoacta/article/view/13386

Número

Sección

Artículos científicos