Estudio del efecto de la fuerza iónica sobre la biodisponibilidad de metales pesados utilizando la técnica Diffusive Gradients In Thin Films
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Resumen en español
Para estudiar el efecto de la fuerza iónica sobre la acumulación de metales pesados en DGT, se realizaron medidas experimentales de acumulación de Cd, Co y Ni, en presencia de HEDTA, para un amplio rango de fuerzas iónicas ( 4 10 I 0.5 M). Los resultados indican que para fuerzas iónicas bajas 0.1 I M, la acumulación de metal disminuye al disminuir la fuerza iónica. Esta disminución en la acumulación se podría explicar por la repulsión electrostática que ejercen las cargas negativas de la resina sobre los complejos de metal cargados (HEDTA-M)-. Se modeló este efecto electrostático mediante la introducción de un potencial eléctrico, dependiente de la fuerza iónica, en la interfase resina-gel. Se presentan soluciones numéricas al sistema, considerando la solución de la ecuación de Nernst-Planck para el transporte de especies al interior del DGT, en presencia de un potencial debido a las cargas de la resina y el electrolito de fondo de la solución. Así mismo, se presentan soluciones analíticas considerando un modelo de partición en el que el potencial es una función paso que cambia en la interfase resinagel. Los modelos teóricos usados para cuantificar los efectos de la fuerza iónica sobre la acumulación de metales en DGT, condujeron a resultados coherentes y muy similares a los experimentales. Palabras claves: Biodisponibilidad, Complejos, Interfaz, Potencial
Resumen en español
The techniques of dynamic analysis can provide information about chemical speciation, a very important parameter to understand the transport and bioavailability of metal ions in natural environments. One of these techniques is called Diffusion Gradients in Thin Films (DGT), which consists of simple devices to measure in situ the labile species of a significant number of metal cations. To study the effect of ionic strength on the accumulation of heavy metals in DGT, experimental measurements of Cd, Co and Ni accumulation were carried out in the presence of HEDTA, for a wide range of ionic forces (M). The results indicate that for low ionic strengths M, the metal accumulation decreases as the ionic strength decreases. This decrease in the accumulation could be explained by the electrostatic repulsion exerted by the negative charges of the resin on the charged metal complexes (HEDTA-M). This electrostatic effect was modeled by the introduction of an electrical potential, dependent on the ionic strength, at the resin-gel interface. Numerical solutions are presented to the system, considering the solution of the Nernst-Planck equation for the transport of species into the DGT, in the presence of a potential due to the charges of the resin and the bottom electrolyte of the solution. Likewise, analytical solutions are presented considering a partition model in which the potential is a step function that changes in the resin-gel interface. The theoretical models used to quantify the effects of ionic strength on the accumulation of metals in DGT, led to consistent results and very similar to the experimental ones. Keywords: Bioavailability, Complexes, interface, Potential
