Биосорбция кадмия (Cd2+) в водных средах с использованием сельскохозяйственных биоуглей: систематический обзор с акцентом на отходы какао
Biosorción de cadmio (Cd2+) en medios acuosos mediante biocarbones agrícolas: una revisión sistemática con enfoque en residuos de cacao
Delly Maribel San Martin Torres, Alex Andrés Ordóñez López, Pierre Luigui Ordóñez Toro, Sebastian Castro
Аннотация (перевод)
Кадмий (Cd2+), сбрасываемый в водные объекты, представляет угрозу для экосистем и здоровья человека из-за своей токсичности и биоаккумуляции. Традиционные физико-химические методы очистки являются дорогостоящими и наносят вред окружающей среде. В этом контексте биосорбция с использованием сельскохозяйственных биоуглей выступает экологически устойчивой альтернативой традиционным методам очистки. В данной работе анализируются научные данные о способности к биосорбции Cd2+, оцениваются экспериментальные условия, кинетика реакций и изотермы равновесия со сравнительным акцентом на биоуголь из отходов какао (Theobroma cacao L.). Систематический обзор был структурирован в соответствии с PRISMA 2020 и охватывал поиск в Scopus, Web of Science, PubMed, SciELO и Google Scholar. Из первоначального поиска в 152 записи после применения критериев приемлемости было отобрано 52, из которых 12 непосредственно оценивают биомассу какао, а 40 относятся к другим источникам, использованным для сравнения. Рассмотренные данные сходятся в том, что процесс преимущественно описывается кинетической моделью псевдовторого порядка и изотермой Ленгмюра. Максимальная адсорбционная емкость варьировалась от 18 до 67 mg/g в диапазоне, обусловленном исходной биомассой, температурой пиролиза и оптимальным pH от 5,5 до 7. По сравнению с другими биосорбентами отходы какао продемонстрировали конкурентоспособные результаты, что объясняется обилием кислородсодержащих функциональных групп на их поверхности. Были выявлены пробелы в знаниях о поведении материала в реальных водных матрицах, в проточных системах и в ходе циклов регенерации.
Оригинальная аннотация
El cadmio (Cd2+) vertido en cuerpos de agua representa una amenaza para los ecosistemas y la salud humana debido a su toxicidad y bioacumulación. Los tratamientos físico-químicos convencionales resultan costosos y perjudican al ambiente. En este contexto, la biosorción mediante biocarbones agrícolas surge como una alternativa sostenible frente a los tratamientos convencionales. Este trabajo analiza la evidencia científica sobre la capacidad de biosorción del Cd2+, evaluando condiciones experimentales, cinética de reacción e isotermas de equilibrio, con un enfoque comparativo centrado en el biocarbón de residuos de cacao (Theobroma cacao L.). La revisión sistemática se estructuró según PRISMA 2020, abarcando búsquedas en Scopus, Web of Science, PubMed, SciELO y Google Scholar. De una búsqueda inicial de 152 registros, se seleccionaron 52 tras aplicar criterios de elegibilidad, de los cuales 12 evalúan directamente biomasa de cacao y 40 corresponden a otros utilizados como referencia. La evidencia revisada coincide en que el proceso se ajusta de manera predominante al modelo cinético de pseudo-segundo orden y a la isoterma de Langmuir. Las capacidades máximas de adsorción variaron entre 18 y 67 mg/g, en un rango condicionado por la biomasa de origen, la temperatura de pirólisis y un pH óptimo de entre 5,5 y 7. Frente a otros biosorbentes, los residuos de cacao mostraron resultados competitivos, lo cual se explica por la abundancia de grupos funcionales oxigenados en su superficie. Se identificaron vacíos de conocimiento sobre el comportamiento del material en matrices de agua real, en sistemas de flujo continuo y durante ciclos de regeneración.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/c327e110-83c9-4f85-8019-7c4011ca5c3d
DOI: 10.69639/arandu.v13i3.2514
OpenAlex: W7213530921