Adsorción de tiabendazol en montmorillonitas y organomontmorillonitas

Abstract

Argentina produce 1,8 millones de toneladas de frutas pomáceas, total distribuido casi por partes iguales entre manzana y pera, liderando el comercio mundial de pera. En la región del alto valle de Río Negro y Neuquén se concentra el 80% de la producción (1). Previo a su empaque, los frutos son sometidos a baños y/o duchas en presencia de detergentes y fungicidas. Las aguas residuales son sometidas a la acción solar para la degradación de los fungicidas, pero solo durante 48 horas, y luego vertidas al río. Uno de los fungicidas más utilizados es el que posee Tiabendazol (TBZ) como principio activo (2), y suele encontrarse como contaminante en los ríos de esta zona. La superficie externa e interna de las arcillas montmorillonitas (MMT) se pueden modificar mediante la adsorción de compuestos orgánicos, generando las llamadas organo-MMT (3). Ello provoca cambios en el espaciado interlaminar de la arcilla y en la carga superficial, que pueden ser analizados mediante DRX (plano d001) y curvas de potencial zeta vs pH, respectivamente. Las características hidrofóbicas de las organo-MMT se postulan como óptimas para aumentar la afinidad por compuestos orgánicos (4). El objetivo del presente trabajo fue comparar la adsorción/desorción de TBZ en MMT Wyoming (Wy) y órgano-MMT obtenidas a partir de ésta: Wy-Fosfatidilcolina (Wy-PC), Wy-Didodecildimetilamonio (Wy-DDAB) y Wy-Octadeciltrimetilamonio (Wy-ODTMA), caracterizadas por DRX y potencial zeta (5, 6) y evaluar las distintas órgano-MMT como adsorbentes para el tratamiento de los efluentes agrícolas. Las isotermas de adsorción muestran que para una concentración inicial de TBZ de 25 ppm la cantidad adsorbida es 10,31; 8,24; 7,23 y 5,38 mg/g para Wy-DDAB; Wy; Wy-ODTMA y Wy-PC, respectivamente. Mientras que la adsorción de TBZ sobre Wy y Wy-PC responde al modelo de Langmuir, Wy-ODTMA y Wy-DDAB presentan isotermas Tipo S. La adsorción del TBZ en Wy provoca un aumento de la distancia interlaminar de 0,23 nm originada por el intercambio de los cationes inorgánicos interlaminares por la forma catiónica del fungicida (6). En este caso no se observó desorción, lo cual podría explicarse por la fuerte interacción electrostática entre el catión y la superficie negativa de la arcilla (de -30 mV, en todo el rango de pH). La adsorción de TBZ en Wy-PC y Wy-DDAB provoca la contracción del espacio interlaminar, mientras que en Wy-ODTMA éste no se modifica. Probablemente el mecanismo de adsorción es el de intercalación del TBZ entre las cadenas alquílicas de los surfactantes utilizados (7). La interacción débil de tipo Van der Waals entre el enlace pi deslocalizado del fungicida y las cadenas alquílicas explicaría la desorción del fungicida en: 53, 72 y 82% en Wy-PC, Wy-DDAB y Wy-ODTMA, respectivamente. Además, el porcentaje de desorción se relaciona directamente con la carga positiva obtenida de las organo-MMT, lo cual evidenciaría una importante influencia de tipo electrostática entre el fungicida y la carga eléctrica superficial en el mecanismo de desorción.