Procesos de oxidación avanzada basados en la energía solar para la eliminación de pesticidas de aguas contaminadas

Los pesticidas son en la mayoría de los casos contaminantes persistentes de difícil biodegradación y que debido a su uso masivo en las prácticas agrícolas hace que sean un problema ecológico de gran dimensión.  Por otro lado, la destrucción de  pesticidas en aguas contaminadas se ha mostrado como uno de los mejores campos de aplicación de la tecnología de descontaminación solar.

[Juan Antonio Melero.
Grupo de Ingeniería Química y Ambiental.
Universidad Rey Juan Carlos]

La directiva WFD (Water Framework Directive, 2000/60/EC) adoptada en Octubre de 2000  prioriza las sustancias contaminantes en efluentes acuosos y muestra una lista de 33 sustancias prioritarias. Varias de las sustancias incluidas en esta lista son pesticidas (alacloro, atrazina, diuron …). Un reciente trabajo publicado en la revista Chemosphere (Chemosphere 64 (2006) 1437-1443) ha estudiado  la presencia de un total de 44 pesticidas en las aguas del río Ebro.  Para eliminar estos contaminantes es necesario utilizar sistemas basados en la generación de especies fuertemente oxidantes (radicales hidroxilo, OH.), los denominados procesos de oxidación avanzada. El principal inconveniente de estos procesos suele ser el elevado coste de los reactivos y el elevado consumo energético lo que hace que sean económicamente viables únicamente cuando otros tipo de tratamientos mas baratos (ej. Biodegradación) no son efectivos.

 

Dentro de estos procesos de oxidación avanzada aquellos que son capaces de aprovechar la radiación solar son de especial interés ya que el coste energético sería nulo al suministrarse la radiación por el Sol y por tanto no ser necesaria la utilización de radiación artificial procedente de lámparas. Estos procesos son la fotocatálisis heterogénea y los procesos foto-Fenton. El primero de ellos se basa en la acción de un semiconductor (generalmente TiO2) que se encuentra en suspensión y que genera radicales hidroxilo a través de reacciones en las que el agua y el oxígeno resultan esenciales. El reactivo Fenton (descrito por H. J. H. Fenton a finales del siglo XIX) se basa en la generación de radicales hidroxilo en presencia de peróxido de hidrógeno e iones ferroso (Fe+2) en condiciones de pH ácido y temperaturas moderadas. La acción de este reactivo se aumenta significativamente al introducir radiación UV-Visible dando lugar al proceso Foto-Fenton. Los procesos Foto-Fenton tienen mayor sensibilidad a la luz que los procesos basados en TiO2 (l hasta de 580 nm) lo que podría suponer más aprovechamiento de la energía solar. En la actualidad se ha ensayado la degradación de más de un centenar de pesticidas mediante fotocatálisis con TiO2 y en algunos de estos trabajos mediante radiación solar (Applied Catalysis B: Environmental 42 (2003) 319-335). En una reciente trabajo, la Plataforma Solar de Almería (Applied Catalysis B: Environmental 64 (2006) 272-281) ha publicado la eliminación de alacloro, atrazina y diuron (utilizados en agricultura como herbicidas) mediante procesos fotocatalíticos y foto-Fenton en un reactor solar a escala piloto.

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9 comentarios

  1. ME UNA INVESTIGACIÒN MUY INTERESANTE, SOY INGENIERO BIOTECNOLOGICO Y MI PROYECTO DE DE POSGRADO FUE EVLUAR EL IMPACTO QUE GENERAN LOS VERTIMIENTOS DE AGUAS UTILIZADAS EN LA AGRICULTURA (PRINCIPALMENTE EL CULTIVO DEL ARROZ), QUE SON DRENADAS A UNA FUENTE HIDRICA DE INTERES.

    LOS RESULTADOSDEBIDO APROTOCOLO EMPLEADO POR LOS LABORATORIOS AQUI CERTIFICADOS PARA REALIZAR TAL ANALISIS NO FUERON LOS ESPERADOS PUES NO SE DETECTO LA PRESENCIA DE NINGUN INGRTEDIENTE ACTIVO (A PESAR DE QUE EL CULTIVO DEL ARROZ DEMANDA UNA GRAN UTILIZACION DE AGROQUIMICOS), PERO UNA INVESTIGACION PARALELA SI UESTRA QUE HAY ALGO EN ESAS AGUAS QUE AFECTA LA VIDA ACUATICA Y EN ESTE CAMPO ANALIZANDO FAMILIOAS DE MACROINVERTEBRADOS ACUATICOS MOSTRARON MORFOLOGICAMENTE UNAS MALFORMACIONES QUE SOLO SE OBSERVABAN EN ESTE TIPO DE AGUAS (COMPARANDO ESTOS RESULTADOS CON OTROS DE OTRA FUENTE HIDRICA DE INTERES, ADEMAS DE LA IDENTIFICACION DE ESTAOS MACROINVERTEBRADOS AGUAS ARRIVA DE ESTOS DRENAJES, LOS CUALES NO MOSTRABAN NINGUNA ALTERACION).

    PO ESTA RAZON INVESTIGACIONES COMO LA QUE USTED PLANTEA EN LA CUAL ESTE TIPO DE AGUAS SE PUEDEN TRATAR SERIA MUY BENEFICO PARA LA NATURALEZA EN ESPECIAL EL AGUA FUENTE VITAL, PARA TODO SER VIVO

    SI USTED DECEA MANTENERSE EN CONTACTO CON MIGO MI COOREEO YA LO TIENE GRABADO

    NO SIENDO MAS ESPERO QUE SIGA LA INVESTIGACION EN PRO DE MEJORAR LA CALIDAD DEL AMBIENTE PARA TENER UN MEJOR FUTURO O DICHO DE OTRA FORMA UN DESARROLLO SOSTENIBLE DEL AMBIENTE PARA LAS GENERACIONES FUTURAS.

  2. Saludos, necesitamos degradar solventes en agua y estamos buscando realizarlo através de una oxidación avanzada tipo Fenton, tendrán de favor información al respecto.

    Gracias

  3. buen dia estoy investigandoo acerca de la fotoxidacion de cianuro con el metodo de fotocatalizador y radicion solara , quiesiera compartir informacion y esperiencias gracias

    mi correo es hecho10@hotmail.com

  4. Alguien que me proporciones más bibliografía sobre la oxidación avanzada con peróxido de hidrógeno, la teoría y la cinética del proceso. Saludos

  5. Hola, nosostros ofrecemos procesos de oxidación Fenton para moléculas de dificil degradación por procesos convencionales. En concreto, en el sector de la aceituna, a pesar de tratar el agua mediante procesos biológicos tipo MBR, con mayores edades de fango, los polifenoles no son degradados y, por tanto, no desaparecen del vertido.

    Mediante un sistema de membranas y un proceso Fenton posterior, solucionamos el problema, rompiendo las moléculas y devolviendolas al reactor biológico, donde se termina de completar el proceso.

    Si queréis más información, en http://www.aquama.es o en mi correo, pmorillo@aquama.es.

    Saludos, Pedro.

  6. Los masais, por ejemplo, utilizan la luz del sol desde hace mucho tiempo para depurar el agua (método SODIS). En aldeas de la india se utilizan lámparas ultravioleta para desinfectar y depurar económicamente el agua, con menos producción de residuos, como los subproductos de degradación del cloro. El desarrollo de este tipo de tecnologías es capital por ser esos contaminantes uno de los problemas ambientales mas graves a los que nos enfrentamos (algunos de esos contaminantes, que están en las aguas, incluso en la leche materna de esquimales que nunca los fabricaron, ni utilizaron, son disrruptores endocrinos que alteran la expresion genética en concentraciones casi indetectables, volviendo ¨loco¨ al organismo, aun más en etapas de crecimineto). Me hago preguntas sobre las patentes de este producto, y la accesibilidad a la tecnología. Sobre la importancia de dejar de producir moléculas sintéticas casi análogas a las reales, por las enfermedades del mundo desarrollado y el crecimiento exponencial de las enfermedades autoinmunes, sobre los cambios de sexo en peces y anfibios debidos a estos contaminantes, por los envoltorios de alimentos, las tintas y aglomerantes, las sustancias termoestables, así como por trangénicos,y las multinacionales como MONSANTO.

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