Nanomateriales inmovilizados para la remoción de arsénico en sistemas agrícolas: una breve revisión

Autores/as

  • Corazón Giovanna Morales-Amaya Centro de Investigación en Química Aplicada. Enrique Reyna # 140, Col. San José de los Cerritos, Saltillo, Coahuila, México. CP. 25294
  • Pablo Daniel Astudillo-Sánchez Departamento de Ciencias Básicas y Aplicadas-Centro Universitario de Tonalá. Av. Nuevo Periférico Oriente, Tonalá, Jalisco, México. CP. 45425
  • Liliana Reynoso-Cuevas IxM-SECIHTI-Centro de Investigación en Materiales Avanzados. Calle CIMAV 110, Ejido Arroyo Seco, Durango, México. CP. 34147
  • Raúl Herrera-Mendoza Centro de Investigación en Química Aplicada. Enrique Reyna # 140, Col. San José de los Cerritos, Saltillo, Coahuila, México. CP. 25294
  • Samuel Alejandro Lozano Morales Centro de Investigación en Química Aplicada. Enrique Reyna # 140, Col. San José de los Cerritos, Saltillo, Coahuila, México. CP. 25294

DOI:

https://doi.org/10.29312/remexca.v16i30.4056

Palabras clave:

agricultura sostenible, nanomateriales inmovilizados, remediación de As

Resumen

La contaminación por arsénico en suelos agrícolas y aguas de riego representa una amenaza significativa para la productividad de cultivos y la seguridad alimentaria. En respuesta a esta problemática, el presente trabajo de revisión tuvo como objetivo analizar el uso de nanomateriales inmovilizados como alternativa tecnológica para la remoción eficiente de contaminación por arsénico en sistemas agrícolas. Se recopilaron y evaluaron estudios recientes sobre la aplicación de nanomateriales como nanopartículas de hierro cero valente, nanoarcillas y óxidos metálicos, inmovilizados en matrices poliméricas, cerámicas o naturales. La metodología consistió en un análisis documental y comparativo de investigaciones científicas publicadas en revistas arbitradas, considerando los parámetros de capacidad de adsorción, mecanismos de remoción, condiciones óptimas y eficiencia en campo. Los resultados indicaron que los nanomateriales inmovilizados presentan mayor estabilidad, capacidad de regeneración y menor riesgo de lixiviación en comparación con métodos tradicionales. Además, se documentaron casos exitosos en México, donde su implementación redujo hasta en un 70% la concentración de contaminación por arsénico en suelos y aguas de riesgo. Se concluye que el uso de nanomateriales inmovilizados es una estrategia viable y sostenible para la descontaminación agrícola, aunque aún se requieren más estudios sobre su impacto ambiental y costo-beneficio para su aplicación a gran escala.

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Alarcón-Herrera, M. T.; Martin-Alarcon, D. A.; Gutiérrez, M.; Reynoso-Cuevas, L.; Martín-Domínguez, A.; Olmos-Márquez, M. A. and Bundschuh, J. 2020. Co-occurrence, possible origin, and health-risk assessment of arsenic and fluoride in drinking water sources in Mexico: geographical data visualization. Science of the Total Environment. 698. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.134168.

Alka, S.; Shahir, S.; Ibrahim, N.; Ndejiko, M. J.; Vo, D. V. N. and Manan, F. A. 2021. Arsenic removal technologies and future trends: a mini review. J Clean Prod. 278. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.123805.

Almasri, D. A.; Rhadfi, T.; Atieh, M. A.; McKay, G. and Ahzi, S. 2018. High performance hydroxyiron modified montmorillonite nanoclay adsorbent for arsenite removal. Chemical Engineering Journal. 335. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.10.031.

Armienta, M. A.; Beltrán, M.; Martínez, S. and Labastida, I. 2020. Heavy metal assimilation in maize (Zea mays L.) plants growing near mine tailings. Environ Geochem Health. 42(8):2361-2375. https://doi.org/10.1007/s10653-019-00424-1.

Atabaki, N.; Shaharuddin, N. A.; Ahmad, S. A.; Nulit, R. and Abiri, R. 2020. Assessment of water mimosa (Neptunia oleracea Lour.) morphological, physiological, and removal efficiency for phytoremediation of arsenic-polluted water. Plants 9(11). https://doi.org/10.3390/plants9111500.

Baigorria, E.; Cano, L. and Álvarez, V. A. 2021. Nanoclays as Eco-friendly adsorbents of arsenic for water purification. In: handbook of nanomaterials and nanocomposites for energy and environmental applications. 1-4. https://doi.org/10.1007/978-3-030-36268-3-61.

Beniwal, R.; Yadav, R. and Ramakrishna, W. 2023. Multifarious effects of arsenic on plants and strategies for mitigation. Agriculture (Switzerland). 13(2). https://doi.org/10.3390/agriculture13020401.

Bhattacharya, P.; Samal, A. C.; Majumdar, J. and Santra, S. C. 2010. Arsenic contamination in rice, wheat, pulses, and vegetables: a study in an arsenic affected area of West Bengal, India. Water Air Soil Pollut 213(1-4). https://doi.org/10.1007/s11270-010-0361-9.

FAO. 2022. Producción de cultivos. Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura. FAOSTAT.

Gao, W.; Liu, Y. and Dong, J. 2021. Immobilized ZnO based nanostructures and their environmental applications. Progress in Natural Science: materials International. 31(6). https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2021.10.006.

Gautam, R. K.; Jaiswal, N.; Singh, A. K. and Tiwari, I. 2021. Ultrasound-enhanced remediation of toxic dyes from wastewater by activated carbon-doped magnetic nanocomposites: analysis of real wastewater samples and surfactant effect. Environmental Science and Pollution Research. 28(27):36680-36694. https://doi.org/10.1007/s11356-021-13256-3.

Huerta, E. A. R. y Hernández, M. A. A. 2012. Acumulación de arsénico y metales pesados en maíz en suelos cercanos a jales o residuos mineros. Revista Internacional de Contaminación Ambiental. 28(2).

Jiménez, P. A. J.; Díaz, X.; Silva, M. L. N.; Vega, A. and Curi, N. 2023. Assessing and understanding arsenic contamination in agricultural soils and lake sediments from Papallacta rural Parish, Northeastern Ecuador, via ecotoxicology factors, for environmental embasement. Sustainability (Switzerland). 15(5). https://doi.org/10.3390/su15053951.

Kim, J. and Benjamin, M. M. 2004. Modeling a novel ion exchange process for arsenic and nitrate removal. Water Res. 38(8):2053-2062. https://doi.org/10.1016/j.watres.2004.01.012.

Kumar, R.; Patel, M. Singh, P.; Bundschuh, J.; Pittman, C. U.; Trakal, L. and Mohan, D. 2019. Emerging technologies for arsenic removal from drinking water in rural and peri-urban areas: methods, experience from, and options for Latin America. Science of The Total Environment. 694:133427. https://doi.org/10.1016/J.scitotenv.2019.07.233.

Laizu, J. 2008. Speciation of arsenic in vegetables and their correlation with inorganic phosphate level. Bangladesh J. Pharmacol. 2(2). https://doi.org/10.3329/bjp.v2i2.576.

Mitra, A.; Chatterjee, S.; Moogouei, R. and Gupta, D. K. 2017. Arsenic accumulation in rice and probable mitigation approaches: a review. Agronomy. 7(4). https://doi.org/10.3390/agronomy7040067.

Osuna-Martínez, C. C.; Armienta, M. A.; Bergés-Tiznado, M. E. and Páez-Osuna, F. 2021. Arsenic in waters, soils, sediments, and biota from Mexico: an environmental review. science of the total environment. 752. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.142062.

Qu, G.; Zeng, D.; Chu, R.; Wang, T.; Liang, D. and Qiang, H. 2019. Magnetic Fe3O4 assembled on nZVI supported on activated carbon fiber for Cr(VI) and Cu(II) removal from aqueous solution through a permeable reactive column. Environmental Science and Pollution Research. 26(5). https://doi.org/10.1007/s11356-018-3985-8.

Rao-Vaddi, D.; Malla, R. and Geddapu, S. 2024. Magnetic activated carbon: a promising approach for the removal of methylene blue from wastewater. Desalination Water Treat. 317. https://doi.org/10.1016/j.dwt.2024.100146.

Ruíz-Huerta, E. A.; Garza Varela, A.; Gómez-Bernal, J. M.; Castillo, F.; Avalos-Borja, M.; SenGupta, B. and Martínez-Villegas, N. 2017. Arsenic contamination in irrigation water, agricultural soil and maize crop from an abandoned smelter site in Matehuala, Mexico. J. Hazard Mater. 339. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2017.06.041.

Singh, S. B. and Srivastava, P. K. 2020. Bioavailability of arsenic in agricultural soils under the influence of different soil properties. SN Appl. Sci. 2(2). https://doi.org/10.1007/s42452-019-1932-z.

Toor, S. K.; Devi, P. and Bansod, B. K. S. 2015. electrochemical detection of trace amount of arsenic (III) at glassy carbon electrode modified with Au/Fe3O4 Nanocomposites. Aquat Procedia. 4:1107-1113. https://doi.org/10.1016/j.aqpro.2015.02.140.

Upadhyay, M. K.; Shukla, A.; Yadav, P. and Srivastava, S. 2019. A review of arsenic in crops, vegetables, animals and food products. Food Chem. 276. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2018.10.069.

WHO. 2022. Guidelines for drinking-water quality: fourth edition incorporating the first and second addenda, World Health Organization.

Xie, X.; Lu, C.; Xu, R.; Yang, X.; Yan, L. and Su, C. 2022. Arsenic removal by manganese-doped mesoporous iron oxides from groundwater: performance and mechanism. Science of the Total Environment. 806. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.150615.

Yu, L.; Peng, X. Ni, F. Li, J. Wang, D. and Luan, Z. 2013. Arsenite removal from aqueous solutions by γ-Fe2O3-TiO2 magnetic nanoparticles through simultaneous photocatalytic oxidation and adsorption. J Hazard Mater. (246-247):10-17. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2012.12.007.

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Publicado

2025-10-18

Cómo citar

Morales-Amaya, Corazón Giovanna, Pablo Daniel Astudillo-Sánchez, Liliana Reynoso-Cuevas, Raúl Herrera-Mendoza, y Samuel Alejandro Lozano Morales. 2025. «Nanomateriales Inmovilizados Para La remoción De arsénico En Sistemas agrícolas: Una Breve revisión». Revista Mexicana De Ciencias Agrícolas 16 (30). México, ME:e4056. https://doi.org/10.29312/remexca.v16i30.4056.

Número

Núm. 30 (2025): Especial

Sección

Ensayos

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