Tratamiento de aguas contaminadas con mercurio mediante Fotocatálisis Heterogénea.

La contaminación de las aguas con mercurio y sus compuestos constituye un grave problema ambiental, debido a la elevada toxicidad de estas especies. Una alternativa muy prometedora a los métodos tradicionales para el tratamiento de aguas contaminadas con Hg(II) es la fotocatálisis heterogénea con dióxido de titanio. Se ha demostrado que es posible con este tipo de procesos disminuir la concentración de Hg(II) en disolución acuosa desde 100 ppm hasta valores inferiores a 100 ppb (límite de vertido establecido en la Comunidad de Madrid). El mercurio eliminado de la disolución queda depositado sobre la superficie del catalizador empleado, a partir del cual puede recuperar fácilmente.

[Grupo de Ingeniería Química y Ambiental (GIQA) Universidad Rey Juan Carlos]

El mercurio y sus compuestos derivados han sido reconocidos en las últimas décadas entre los contaminantes de mayor impacto ambiental y peores consecuencias sobre la salud humana. Prueba de ello son los grandes desastres provocados por contaminación del medio acuático con mercurio en distintos países como Japón, Irak, Sudáfrica o Perú [Executive Summary of the Global Mercury Assessment, United Nations Environment Programme (UNEP), 2002]. Debido a estas características, el mercurio y sus compuestos están incluidos en la lista de sustancias peligrosas prioritarias de la Directiva Marco relativa al Agua de la Unión Europea (Directiva 2000/60/CE) y posteriormente en la modificación Nº 2455/2001/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 20 de noviembre de 2001.

El mercurio puede existir en una gran variedad de formas químicas que incluyen:

  • Mercurio metálico. Es la forma química menos abundante en la naturaleza Es un metal de color plateado, líquido a temperatura ambiente que corresponde al elemento sin combinar, en estado de oxidación 0.
  • Compuestos inorgánicos de mercurio, entre los que se encuentran sulfuro de mercurio (HgS), cloruro mercúrico (HgCl2), óxido de mercurio (HgO), nitrato de mercurio (HgNO3), etc. Estas especies son mucho más abundantes en la naturaleza.
  • Finalmente, la combinación del mercurio con carbono da lugar a los llamados organomercuriales, denominación que incluye una gran variedad de compuestos como metilmercurio, fenilmercurio, etc.

Aunque generalmente el mercurio es vertido al ambiente en su forma metálica o inorgánica, puede ser transformado por diversos tipos de bacterias en metilmercurio, que se considera la forma química más tóxica del mercurio. El metilmercurio es una potente neurotoxina, que causa daños en el sistema nervioso y que afecta al desarrollo fetal e infantil. Además, también produce efectos nocivos en el sistema inmunológico, renal y cardiovascular. La asimilación de metilmercurio por parte de los seres vivos da lugar a procesos de bioacumulación y biomagnificación a través de la cadena trófica. Como resultado, tienen lugar importantes acumulaciones de metilmercurio en los peces de gran tamaño que consumimos habitualmente en nuestra dieta, siendo ésta la principal vía de exposición a mercurio en la mayoría de grupos de población.

A pesar de sus efectos nocivos, las especiales características físicas que posee el mercurio hacen que su empleo siga actualmente muy extendido, por lo que es importante el desarrollo de procesos que permitan el tratamiento de aguas contaminadas con mercurio antes de ser vertidas al medioambiente. En este contexto, la fotocatálisis heterogénea con dióxido de titanio (TiO2) puede ser considerada como una técnica muy prometedora.

Los procesos fotocatalíticos se desarrollan mediante la irradiación de la disolución acuosa de mercurio en la que se suspende el fotocatalizador. Se ha podido comprobar (Figura 1) que aplicando el tratamiento fotocatalítico, es posible disminuir la concentración de Hg(II) en disolución acuosa desde 100 ppm hasta valores por debajo de 100 ppb, límite de vertido establecido en la Comunidad de Madrid. El mercurio eliminado de la disolución queda depositado en forma de mercurio metálico y calomelano sobre la superficie del catalizador empleado, a partir del cual puede recuperarse fácilmente. Además la posibilidad de utilizar radiación solar en el proceso de irradiación añade beneficios ambientales al proceso, ya que permite aprovechar una forma de energía ampliamente disponible en España.

Figura 1. Eliminación fotocatalítica de Hg(II) de disoluciones acuosas. La fotografía de microscopía electrónica de barrido muestra la deposición del mercurio metálico sobre el catalizador. © López-Muñoz, M.J., Aguado, J., Arencibia, A., Pascual, R.

Más información del proceso de reducción fotocatalítica de Hg(II) en aguas en: López-Muñoz, M.J., Aguado, J., Arencibia, A., Pascual, R., Appl. Catal. B: Environ 104 (2011) 220.

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Comentarios

Es interesante e innovador.

excelente artículo

hola los tubos de lamparas fluorescentes contienen vapor de mercurio a una presión del 2% al 5%, cuando sumerjo un tubo de estos en el agua y rompo un extremo del tubo que esta dentro del agua el vapor de mercurio sale a esa presión; pero al mismo tiempo el agua sube y llena el tubo en forma automática, con este proceso controlo el escape del vapor del mercurio al aire y trasladándolo al agua el mercurio. mi pregunta es: ¿ esta contaminación del agua esta entre los rangos posible de disminuir la concentración de Hg(II) en disolución acuosa desde 100 ppm hasta valores inferiores a 100 ppb (límite de vertido establecido en la Comunidad de Madrid.

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