Problemática medioambiental de los fenoles sustituidos II

En el anterior artículo, Problemática medioambiental de los fenoles sustituidos I,  se pretendió facilitar al lector una idea rápida, en cuanto a que son, donde se producen, emisiones y toxicidad de los nitrofenoles. En esta segunda parte se trataran los metilfenoles, más conocidos como cresoles.

[ERNESTO SIMON. Grupo de Fisicoquímica de Procesos Industriales y Medioambientales, FQPIMA. Universidad Complutense de Madrid]

 

También denominados hidroxitoluenos o como se ha indicado antes metilfenoles. Hay tres formas de cresoles de estructura química muy parecida entre sí: el orto- o 2-cresol, el meta- o 3-cresol  y el para- o 4-cresol. Se pueden encontrar por separado o formando mezclas. Los cresoles son un grupo de compuestos químicos manufacturados que también  se dan de forma natural en el medio ambiente.

La exposición a los cresoles ocurre principalmente al respirar aire que contiene gases provenientes del tubo de escape de los automóviles, aire de viviendas calentadas con carbón o madera y en algo tan habitual como al fumar cigarrillos.

Los cresoles entran al medio ambiente desde fuentes naturales, desde el tubo de escape de los automóviles, de la combustión de materiales durante su uso industrial y desde vertederos.

Se encuentran específicamente en el humo de la madera y del tabaco, en alquitrán de hulla, y en mezclas como las que se generan al quemar alquitrán de madera y ácido cresílicos, usados para preservar la madera.  Pequeños organismos en la tierra y en el agua producen cresoles al degradar materia orgánica en el medio ambiente.

 

Los cresoles tienen una alta gama de empleos y principalmente se utilizan en la fabricación de resinas fenólicas para laminados,  en la fabricación de fosfato tricresílico para plastificantes, para disolver otros productos químicos, como desinfectante (mezcla de cresoles) y desodorante, y en la manufactura de plaguicidas e insecticidas.

De manera que no solo aparecen en los efluentes residuales de estas industrias, sino que, junto al fenol se han identificado, siempre en una proporción más baja que éste, en aguas residuales industriales de petroquímica, lubricantes, refinerías y fabricación de coque  (Fang y col.,2002;  Razo-Flores y col.,2003; Rajkumar y col.,2003;  Philippopoulos y col.,2003;  Prasad y col.,2004). En la siguiente tabla 1 se recogen las diferentes industrias donde se han identificado compuestos fenólicos en sus aguas residuales que son mayores que los niveles tóxicos (García y col.,1989).

 

Tabla1.- Fenoles en aguas industriales.

 

Industria

Concentración de

fenoles (mg L-1)

Carbón

1000-2000

Transformación de Lignito

10000-15000

Producción de Gas

4000

Altos Hornos

4000

Petroquímicas

50-700

Factoría de Benceno

50

Farmacéuticas

1000

Refinerías

2000-20000


 

Los cresoles son sustancias tóxicas especialmente para el agua. Respirar, ingerir o el contacto de la piel con niveles altos de cresoles puede ser muy perjudicial. Entre los efectos observados en seres humanos se incluyen irritación, dolor y quemaduras de la piel, de la boca y de la garganta, dolor abdominal y vómitos, lesiones cardíacas, anemias, daño en el hígado y el riñón, parálisis facial, coma y la muerte.

Muy poco se sabe  acerca de los efectos de respirar bajos niveles de cresoles durante largo tiempo. Ingerir altos niveles de cresoles produce problemas de riñón, quemaduras de la boca y garganta, dolor abdominal, vómitos y alteraciones en la sangre y el sistema nervioso. El contacto de la piel con altos niveles de cresoles puede producir quemaduras de la piel y lesiones de los riñones, el hígado, la sangre y los pulmones. En animales se han demostrado efectos similares.

No hay estudios decisivos acerca de los efectos cancerígenos del cresol aunque la EPA ha determinado que los cresoles son posiblemente cancerigenos en seres humanos. Los estudios en animales han demostrado que los cresoles pueden potenciar la acción de otras sustancias químicas en el desarrollo de tumores. El límite de exposición máximo a los cresoles en el aire es de 5 ppm (22 mg/m3).

Los valores de toxicidad de estas sustancias obtenidos por diferentes investigadores mediante ensayos normalizados con diferentes algas o bacterias se recogen en la  tabla 2:

 

Tabla 2.- Tabla de toxicidades.

 

Compuesto

Toxicidad

Referencias

2-cresol

EC50= 26

 

(Kaiser y col.,1991)

4-cresol

EC50= 1-2

 

(Kaiser y col.,1991)

 

 

Además de altamente tóxicos los cresoles presentan una escasa biodegradabilidad y el tratamiento biológico convencional no es practicable.  En la tabla 3 se muestra el valor de la biodegradabilidad del  4-cresol  encontrado en la literatura.

 

 

Tabla 3.- Biodegradabilidad como función de la relación DBO5/DQO.

 

Compuesto

Concentración

(mg L-1)

DQO

(mg L-1)

DBO5

(mg L-1)

DBO5/DQO

 

Referencia

4-cresol

108

247

14

0.06

(Hsu y col.,2004)

 

 

REFERENCIAS

ü      J. García, F. Diez y J. Coca . “Métodos alternativos para el tratamiento de efluentes fenólicos industriales”. (1989). Ingeniería Química 238, 151-158.

ü      H. Fang, Zhou G. ’’ Degradation of phenol and p-cresol in reactors’’. (2002). Water Science Tecnhology 42, 237-244.

ü      K. Kaiser, V. Palabrita. ‘’Photobacterium Phosphoreum Toxicity DataIndex’’. (1991). Water Pollution Research. Water Pollution Research Journal  Canada, 26, 361-31.

ü      Y. Hsu, H. Yang, J. Chen. ‘’The enhancement of de biodegradability of phenolic solution using preozonation based on hihg ozone utilization’’. (2004). Chemosphere 56, 149-158.

ü      C.J. Philippopoulos, S.G. Poulopoulos. ‘’Photo-assisted oxidation of an oily wastewater using hydrogen peroxide’’. (2003). Journal of hazardous materials 98, 201-210.

ü      J. Prasad, J. Tardio, D. Akolekar, S.Bhargava and C. Grocott. ‘’Catalytic Wet Oxidation of Stripped Sour Water from an Oil-Shale Refining Process’’. (2004). Industrial and Engineering Chemistry Research 43, 6363-68.

ü      E. Razo-Flores, M Iniestra-Gonzalez, J.A. Field, P. Olguin-Lora, L. Puig Grajales. ‘’Biodegration of mixtures of phenolic compounds in a upward-flow anaerobic sludge blanket reactor’’. (2003). Journal of Environmental Engineering-ASCE, 129 (11), 999-1006.

ü       D. Rajkumar and K. Palanivelu. ‘‘Electrochemical Degradation of Cresols for Wastewater Treatment’’.(2003). Industrial and Engineering Chemistry Research 42, 1833-39.

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