Effect of the surfactant benzalkonium chloride in the sorption of paraquat and cadmium on montmorillonite

Pesticides, heavy metals and surfactants can share the same region or site in the environment and thus they may compete for the surface of minerals. A competitive study of the adsorption between the cationic surfactant benzalkonium chloride (BAC) with the heavy metal cadmium (Cd(II)) and the cationic herbicide paraquat (PQ) on montmorillonite is presented. Adsorption isotherms for BAC, PQ and Cd(II) were performed in single solute systems and also in binary solute systems, PQ+BAC and Cd(II)+BAC to evaluate the effects of BAC on the adsorption of the other two substances. The affinities of BAC and PQ were strong and similar, thus BAC affected significantly the adsorption of PQ and vice versa. The affinity of Cd(II) for the montmorillonite surface was low, thus BAC affected appreciably Cd(II) adsorption, but the heavy metal did not modify BAC adsorption. XRD data show that BAC molecules control the magnitude of the basal spacing.Fil: Ilari, Romina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Etcheverry, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Zenobi, Maria Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Zanini, Graciela Pilar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; Argentin

Figuras del capitulo de libro Alginate loaded montmorillonite beads: Adsorption of cationic pollutants

Se adjuntan figuras del capitulo de libro publicado en 2021 denominado Alginate loaded montmorillonite beads: Adsorption of cationic pollutants. Este capítulo presenta la síntesis, caracterización y optimización de perlas de alginato cargadas con diferentes cantidades de montmorillonita. Además, se evaluó su aplicación como material adsorbente para el pesticida paraquat. Este capítulo también estudia el comportamiento cinético de la adsorción de contaminantes catiónicos en el interior de las perlas, lo que fue posible gracias a la adsorción del colorante verde brillante (BG) aplicando el modelo Shrinking core model (SCM).Fil: Etcheverry, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Zanini, Graciela Pilar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; Argentin

Cuantificación de paraquat en aguas naturales. Nuevo método de detección fluorescente al ser adsorbido en la arcilla montmorillonita

El Paraquat (PQ) es un herbicida altamente tóxico, que posee baja degradación fotoquímica y es muy perdurable en el ambiente. Si bien está prohibido en algunos países europeos, en Argentina se sigue utilizando. Considerando que la agricultura es una de las principales actividades en la región de Bahía Blanca es importante llevar adelante la búsqueda de técnicas rápidas, económicas y sustentables para la detección de este tipo de contaminantes en aguas naturales. Durante este período se desarrolló un nuevo método para la cuantificación de PQ en muestras de agua naturales, basado en el aumento de la señal de emisión de fluorescencia del herbicida luego de ser adsorbido en la arcilla montmorillonita sódica (MMT). El aumento de la rigidez estructural de la molécula de PQ, que adopta una posición plana entre las capas de la MMT, favorece los procesos de emisión radiante. Las ventajas del uso de esta arcilla es que no es tóxica, es de bajo costo y se encuentra en abundancia en las reservas naturales de nuestro país. El método propuesto se utilizó con éxito para llevar a cabo la determinación de PQ en muestras de agua natural con recuperaciones del 73% al 95%. La señal de emisión de fluorescencia mostró una buena relación lineal en un rango de concentraciones de 2.0 a 8.0 µmol Lí1 con un límite de detección de 0.37 µmol Lí1 . El método desarrollado es simple, de bajo costo y no requiere el uso de reactivos o solventes orgánicos; lo que lo hace muy prometedor para lograr los objetivos de la química verde. La metodología propuesta podría ser el comienzo del desarrollo de futuros sensores. Paraquat (PQ) is a highly toxic herbicide, with low photochemical degradation and highly persistent in the environment. Although PQ is banned in some European countries, it is still used in Argentina. Considering that agriculture is one of the main activities in the Bahia Blanca region, it is important to carry out the search for fast, economic and sustainable techniques for the detection of this type of pollutants in natural waters. We have developed a new method for quantification of PQ in natural water samples, based on the increase in the fluorescence emission signal of the herbicide after being adsorbed into the sodium montmorillonite clay (MMT). The increased structural rigidity of the PQ molecule, which aquires a flat position between the layers of MMT, favors radiant emission processes. The advantages of using MMT is that it is non-toxic, inexpensive and abundant as natural reserves in our country. The proposed method was used with success to carry out PQ determination in natural water samples with recoveries of 73% to 95%. The fluorescence emission signal showed a good linear behavior in a concentration range of 2.0 to 8.0 µmol Lí1 with a detection limit of 0.37 µmol Lí1 . The method is simple, inexpensive and does not require the use of organic reagents or solvents; which makes it very promising to achieve the goals of green chemistry. The proposed methodology could be the beginning of the development of future sensors.Fil: Dominguez, Marina Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Zanini, Graciela Pilar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaJornadas del Agua del Sudoeste BonaerenseBahía BlancaArgentinaUniversidad Nacional del SurConsejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Técnica

Alginate Loaded Montmorillonite beads: Adsorption of cationic pollutants

This chapter presents the synthesis, characterization, and optimization of alginate beads loaded with different amounts of montmorillonite (0, 5, 30, and 70%). Besides, their application as adsorbent material for the pesticide paraquat (1,1′-dimethyl-4,4′-bipyridinium dichloride) was evaluated. This chapter also explores the kinetic behavior of the cationic contaminants adsorption inside the beads, which was made possible by the adsorption of the brilliant green (BG) dye applying the shrinking core model (SCM). Clay encapsulation in alginate beads allowed to prepare a material with high capacity to adsorb cationic pollutants. The experimental results clearly show that the clay is the responsible of this adsorption, and their inclusion in beads facilitates their use as adsorbent. The material is environmentally friendly and has potential application in the removal of different pollutants in the environment.Fil: Etcheverry, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Dominguez, Marina Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Zanini, Graciela Pilar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; Argentin

Resultados experimentales de BAC y PQ adsorbidos en MMT

La mayoría de los estudios sobre surfactantes adsorbidos en arcillas se han centrado en mejorar la reactividad superficial de la arcilla para eliminar contaminantes. Sin embargo, este trabajo de investigación se estudió exhaustivamente cómo la presencia de tensioactivos en medios acuosos puede afectar a la adsorción de otras especies en la superficie de la arcilla. En un estudio anterior se observó que la adsorción de contaminantes catiónicos como el herbicida paraquat (PQ) y el metal pesado cadmio sobre la superficie de la arcilla montmorillonita (MMT) se ve afectada por la presencia del surfactante BAC. En el presente conjunto de datos de investigación se analizó el mecanismo del comportamiento competitivo entre PQ y BAC sobre MMT mediante la combinación de estudios experimentales complementados con un modelo teórico. Este modelo es conocido ya que describió el intercambio de cationes simples (por ejemplo, Na+, K+, Mg2+ y Ca2+) sobre minerales arcillosos. Aunque se aplicó satisfactoriamente para aclarar el intercambio entre los iones mencionados, hasta donde sabemos, este modelo no se ha utilizado para estudiar el intercambio entre cationes orgánicos más grandes como PQ y BAC.Fil: Etcheverry, Mariana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Waiman, Carolina Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Zanini, Graciela Pilar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; Argentin

Effect of pH, anions and cations on the dissolution kinetics of humic acid particles

The dissolution kinetics of solid humic acid (HA) particles under different conditions is reported and analyzed. The dissolution rate at pH 4 and 5 is very slow and several years may take to achieve equilibration. The rate is strongly increased by increasing pH, and at pH 11 complete dissolution is achieved in 30 min. The dissolution rate is also markedly increased by the presence of monocarboxylic acids and anionic herbicides such as glyphosate and 2,4-D. On the contrary, the rate is decreased by inorganic divalent cations (Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+). The divalent cation paraquat has a dual behavior, decreasing the dissolution rate at pH >7 but increasing it at pH <7. Simple modeling assuming a surface-controlled dissolution kinetics can reproduce reasonably well the effects of anions and cations. The different ions seem to affect the dissolution rate by modifying intermolecular forces between HA molecules located at the surface of the particles. © 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.Fil: Brigante, Maximiliano Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Zanini, Graciela Pilar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Avena, Marcelo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; Argentin

Effect of humic acids on the adsorption of paraquat by goethite

The adsorption of the herbicide paraquat (PQ2+) on goethite and on the binary system humic acid-goethite has been studied in batch experiments by performing adsorption isotherms under different conditions of pH, supporting electrolyte concentration and temperature. The results were completed with capillary electrophoresis (CE) in order to measure the binding isotherm between PQ2+ and humic acid (HA) molecules in solution. PQ2+ adsorption is negligible on the bare goethite surface but important on the HA-goethite adsorbent. In this last case, the adsorption increases by increasing pH and decreasing electrolyte concentration. There are no significant effects of temperature on the adsorption. The adsorption takes place by direct binding of PQ2+ to adsorbed HA molecules leading to the formation of surface species of the type goethite-HA-PQ2+. The results are consistent with a mechanism where PQ2+ binds negatively charged groups of HA (carboxylates and phenolates) forming ionic pairs or outer-sphere complexes. Since goethite in nature usually contains adsorbed HA molecules, it may act as a good adsorbent for cationic herbicides. This will not only benefit the deactivation of the herbicides but also reduce their leaching and transport through groundwater. © 2010 Elsevier B.V.Fil: Brigante, Maximiliano Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Zanini, Graciela Pilar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Avena, Marcelo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; Argentin

On the dissolution kinetics of humic acid particles: Effects of pH, temperature and Ca2+ concentration

The dissolution kinetics of humic acid particles has been studied in batch experiments by UV-vis spectrophotometry, and the effects of pH, temperature, stirring rate and Ca2+ concentrations are reported. The dissolution rate increases by more than two orders of magnitude by increasing the pH from 4 to 11 in 10-3 M KCl solutions. There is also an important increase in the dissolution rate by increasing temperature and stirring rate. The presence of Ca2+ in the electrolyte solution, on the contrary, strongly decreases the dissolution rate at constant pH. The results suggest that the increase in the dissolution rate by increasing pH is strongly related to the breaking of hydrogen bonds that hold HA molecules in the solid phase and to the increased electrostatic repulsion among negatively charged humic acid molecules. This electrostatic repulsion overcomes attractive intermolecular forces among individual molecules constituting HA particles and thus a progressive dissolution takes place. Calcium ions, on the contrary, seem to block negatively charged groups of the surface molecules reducing electrostatic repulsion. These ions may also act as bridges between functional groups of two adjacent molecules, increasing the attractive intermolecular forces.Fil: Brigante, Maximiliano Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Zanini, Graciela Pilar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Avena, Marcelo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; Argentin

On the dissolution kinetics of humic acid particles. Effect of monocarboxylic acids

The dissolution kinetics of humic acid particles has been studied in batch experiments, and the effects of monocarboxylic (formic, acetic, and propionic) acids are reported. The dissolution rate of the particles is significantly affected by the presence of monocarboxylic acids in the pH range 4-10. At pH 7, for example, propionic acid increases 30 times this dissolution rate. The capacity of increasing the dissolution rate is in the order formic acid < acetic acid < propionic acid, and this dissolving capacity of carboxylics seems to be directly related to their affinity for HA molecules located at the surface of the solid particles. The results indicate that carboxylics and related compounds may affect markedly the mobility and transport of humic substances in the environment. © 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.Fil: Brigante, Maximiliano Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; ArgentinaFil: Zanini, Graciela Pilar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida. Universidad Nacional del Sur. Centro de Recursos Naturales Renovables de la Zona Semiárida; ArgentinaFil: Avena, Marcelo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Química. Instituto de Química del Sur; Argentin

Effects of montmorillonite on the chemical degradation kinetics of metsulfuron methyl in aqueous media

The degradation kinetics of the sulfonylurea herbicide metsulfuron methyl (MM) has been studied in batch experiments by UV–VIS spectroscopy, and the effects of pH and the presence of a clay mineral (Na-montmorillonite) are reported. The proposed UV–VIS method gives kinetic results that are comparable to those obtained with chromatographic methods. In aqueous solutions, the chemical degradation of MM is undetectable at pH 6.5–9.5, but increases about 500 times by decreasing the pH from 6 to 2, and 300 times by increasing pH from 9.5 to 11.5. For example, the half-life of MM is shorter than 1 d at pH 2 and 11.5, but longer than a year at pH 6. Na-montmorillonite has an inhibitory effect on MM degradation. A combination of adsorption–desorption studies and degradation kinetic measurements demonstrates that in the presence of Na-montmorillonite only MM that remains in solution is subject to degradation; adsorbed MM is protected by the clay from being degraded. However, since adsorption only occurs at low pH (around 3) it can be envisaged that montmorillonite and supposedly other phyllosilicate clays do not affect significantly the chemical degradation rate of MM in soils and other natural systems.Fil: Brigante, Maximiliano Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur; Argentina.;Fil: Zanini, Graciela Pilar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur; Argentina.;Fil: Avena, Marcelo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Bahía Blanca. Instituto de Química del Sur; Argentina.