ABSTRACT We present the elucidation mechanism of arsenite removal with slags through the evaluation of five materials: A1, C1, N1 (steel industry), M1 (lead industry), and M2 (iron industry), all of them with different surface areas pore diameter, and chemical and mineralogical composition. The slags were physically characterized, determining surface area (1.6 to 10 m2/g) and zero charge point (5.5); chemically by X ray fluorescence (XRF) mainly identifying Si, Ca and Fe, and the release of potentially toxic elements by leaching at different pH´s (5, 7 and 9) was ruled out. The mineralogy determined by X ray difraction (XRD) showed iron compounds. The removal of arsenite was evaluated at laboratory level by means of a 2k experimental design in synthetically contaminated samples. Agitation time, amount of slag and initial concentration of arsenite were evaluated. The optimal removal conditions were: 250 mg of slag, 10 mg/L of arsenite, and agitation time of 60 min. The C1 slag removed more than 90 % of the initial arsenite, and the proposed fixation mechanism could be a chemisorption at heterogeneous sites, as well as through intraparticle diffusion. XRD and infrarred (IR) spectroscopy analyses of the slag after arsenic fixation showed that there is a direct interaction of arsenite with iron.

RESUMEN En este trabajo se busca elucidar el mecanismo de remoción de arsenito con escorias mediante la evaluación de cinco materiales: A1, C1, N1 (industria del acero), M1 (industria del plomo) y M2 (industria del hierro), todos ellos con diferente área superficial, tamaño de poro, y composición química y mineralógica. Las escorias se caracterizaron físicamente, determinándose su área superficial (1.6 a 10 m2/g), tamaño de poro (6.5 a 16.8 nm) y punto de carga cero (5.5); químicamente por fluorescencia de rayos X (FRX), identificándose mayoritariamente Si, Ca y Fe, y se descartó la liberación de elementos peligrosos por lixiviación a distintos pH (5, 7 y 9). La mineralogía determinada por difracción de rayos X (DRX) muestra compuestos de hierro. La remoción de arsenito se evaluó mediante un diseño experimental 2k en muestras contaminadas sintéticamente en el laboratorio. Se evaluaron el tiempo de agitación, la cantidad de escoria y la concentración inicial de arsenito. Las condiciones óptimas de remoción fueron: 250 mg de escoria, 10 mg/L de arsenito y 60 min de agitación. La escoria C1 removió más del 90 % del arsenito inicial y se sugiere que la fijación ocurre por quimisorción en sitios heterogéneos del material, así como a través de la difusión intrapartícula. Los análisis de espectroscopía de DRX e infrarroja (IR) de la escoria después de fijar arsénico, muestran que existe una interacción directa del arsenito con el hierro.Palabras clave: arsenito, escorias, adsorción, quimisorción, remoción.

Abstract: Objective: To obtain a first indication of the distribution and extent of manganese (Mn) contamination in Mexico City. Mn concentration and load in street dust were analyzed in order to reveal the most contaminated areas. Materials and methods: 482 samples of street dust were analyzed through inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy. The contamination factor (CF), the geoaccumulation index (Igeo) and the spatial interpolations of the kriging indicator were calculated. Results: A slight influence of anthropogenic activities is detected on the Mn content of street dust. The highest levels of pollution by concentration (Igeo=uncontaminatedtomoderately contaminated) are grouped towards the city’s north (industrial) and center (commercial and high traffic) areas. The areas with the highest Mn load were located towards the east and northwest areas (Igeo=moderately contaminated). Conclusions: These findings will serve as a baseline to assess future variations in Mn content in Mexico City’s environment.

Resumen: Objetivo: Obtener una primera aproximación sobre la distribución espacial de la contaminación por manganeso (Mn) en la Ciudad de México. Se analizó la concentración y carga de Mn en el polvo de la calle para identificar las áreas más contaminadas. Material y métodos: 482 muestras de polvo de la calle fueron analizadas con espectroscopía de emisión por plasma de acoplamiento inductivo. Se calculó el factor de contaminación, índice de geoacumulación, y las interpolaciones espaciales del indicador kriging. Resultados: Existe una ligera influencia de actividades antropogénicas en el contenido de Mn del polvo de la calle. Los niveles más altos de contaminación por concentración (Igeo=no contaminado a moderadamente contaminado) se agruparon en el norte (industrial) y centro (comercial y de alto tráfico) de la ciudad. Las áreas con las cargas de Mn más altas estuvieron al este y noroeste (Igeo=moderadamente contaminado), donde había más polvo. Conclusiones: Estos resultados servirán como punto de referencia para evaluar variaciones futuras en el contenido de Mn en la Ciudad de México.

Abstract: Objective: To obtain a first indication of the distribution and extent of manganese (Mn) contamination in Mexico City. Mn concentration and load in street dust were analyzed in order to reveal the most contaminated areas. Materials and methods: 482 samples of street dust were analyzed through inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy. The contamination factor (CF), the geoaccumulation index (Igeo) and the spatial interpolations of the kriging indicator were calculated. Results: A slight influence of anthropogenic activities is detected on the Mn content of street dust. The highest levels of pollution by concentration (Igeo=uncontaminatedtomoderately contaminated) are grouped towards the city’s north (industrial) and center (commercial and high traffic) areas. The areas with the highest Mn load were located towards the east and northwest areas (Igeo=moderately contaminated). Conclusions: These findings will serve as a baseline to assess future variations in Mn content in Mexico City’s environment.

Resumen: Objetivo: Obtener una primera aproximación sobre la distribución espacial de la contaminación por manganeso (Mn) en la Ciudad de México. Se analizó la concentración y carga de Mn en el polvo de la calle para identificar las áreas más contaminadas. Material y métodos: 482 muestras de polvo de la calle fueron analizadas con espectroscopía de emisión por plasma de acoplamiento inductivo. Se calculó el factor de contaminación, índice de geoacumulación, y las interpolaciones espaciales del indicador kriging. Resultados: Existe una ligera influencia de actividades antropogénicas en el contenido de Mn del polvo de la calle. Los niveles más altos de contaminación por concentración (Igeo=no contaminado a moderadamente contaminado) se agruparon en el norte (industrial) y centro (comercial y de alto tráfico) de la ciudad. Las áreas con las cargas de Mn más altas estuvieron al este y noroeste (Igeo=moderadamente contaminado), donde había más polvo. Conclusiones: Estos resultados servirán como punto de referencia para evaluar variaciones futuras en el contenido de Mn en la Ciudad de México.

The use of natural materials abundant, efficient and inexpensive for use in stabilization of contaminants is in development, so some sorbent materials for removal of Cd (II) on aqueous solutions in the range of 10-100 mg/L and for As (III) and As (V) in the range of 1-500 mg/L have been investigated. The sorbent materials studied are indigenous rhyolitic sediments and metallurgical wastes from San Luis Potosi, México. Mineralogical analysis showed that rhyolitic sediments are characterized by the occurrence of clay minerals, while the metallurgical wastes are characterized by Fe-bearing minerals as ammoniojarosite, K-jarosite, hematite and goethite. The experimental results showed that the rhyolitic sediments had high removal efficiency (94-99 %) for Cd (II); while As (III) was barely removed (5-18 %) and As (V) was not retained by these natural geological materials. By contrast, the removal of As (III) and As (V) by metallurgical wastes had an efficiency of 88 and 77 %, respectively. However, these wastes were not able to remove Cd (II). The experimental results were fitted to the Linear, Langmuir, and Freundlich isotherm models to obtain the characteristic parameters of each model. The Linear model for As (III) on rhyolitic sediments, as well as the Langmuir model for Cd (II) on rhyolitic sediments and As (III) and (V) on metallurgical wastes, were found to well represent the measured sorption data.

El uso de materiales naturales, abundantes, eficientes y de bajo costo para utilizarlos en métodos de estabilización de contaminantes se encuentra en desarrollo por lo que se investigó la eficiencia de algunos materiales para la retención en solución acuosa de Cd (II) en concentraciones de 10 a 100 mg/L y para As (III) y As (V) en concentraciones de 1 a 500 mg/L. Los materiales evaluados son sedimentos riolíticos y residuos metalúrgicos que provienen de San Luis Potosí, México. La composición mineralógica de los sedimentos riolíticos indica la presencia de minerales de arcilla, mientras que los residuos metalúrgicos se caracterizan por la presencia de minerales de hierro como son: jarosita, amoniojarosita, goetita y hematita. Los resultados de este estudio indican que los sedimentos riolíticos son capaces de retener Cd (II) con una eficiencia del 9499 %. Sin embargo, tienen una eficiencia baja (5-18 %) para la retención de As (III) y no tienen capacidad de retención de As (V). Los residuos metalúrgicos tienen mucha capacidad de retención de As (V) y As (III) con 88 y 77 % de eficiencia, respectivamente; pero no tienen capacidad de retener Cd (II). Los resultados experimentales se ajustaron con los modelos de isotermas de sorción Lineal (Kd), Langmuir y Freundlich, con el fin de obtener los parámetros característicos de cada modelo. Los datos experimentales mostraron un ajuste adecuado a los modelos Lineal Kd para As (III) y de Langmuir para el caso de Cd (II) en los sedimentos riolíticos y para As (III) y As (V) en los residuos metalúrgicos.