Una buena parte de los residuos que genera la industria qu\u00edmica y afines se vierten en forma de corrientes acuosas que, en no pocos casos, contienen sustancias peligrosas en concentraciones muy bajas para una posible recuperaci\u00f3n, pero lo suficientemente elevadas para constituir una fuente de contaminaci\u00f3n importante. Estos residuos, si no son tratados adecuadamente, contribuyen a deteriorar la calidad de las aguas continentales.<\/p>\n
Los compuestos org\u00e1nicos halogenados constituyen un cap\u00edtulo de especial importancia, dado su car\u00e1cter generalmente t\u00f3xico y su presencia en algunos efluentes industriales cuantitativamente importantes, como los resultantes del blanqueo de pastas celul\u00f3sicas, fabricaci\u00f3n de plaguicidas, procesos de refino y petroqu\u00edmica y s\u00edntesis de f\u00e1rmacos, entre otros. La industria papelera espa\u00f1ola emiti\u00f3 en 2008 m\u00e1s de 170 t de este tipo de contaminantes en efluentes l\u00edquidos.<\/p>\n
Los compuestos halogenados, en general, y los clorofenoles en particular, son altamente t\u00f3xicos y poco biodegradables mediante sistemas biol\u00f3gicos. La hidrodecloraci\u00f3n catal\u00edtica (HDC) se presenta como una soluci\u00f3n prometedora para el tratamiento de efluentes contaminados por compuestos org\u00e1nicos clorados, orientada a reducir la toxicidad.<\/p>\n
[Grupo Ingenier\u00eda Qu\u00edmica UAM]<\/span><\/p>\n <\/p>\n Entre las ventajas de esta t\u00e9cnica cabe citar la posibilidad de operar en condiciones suaves de presi\u00f3n y temperatura y su baja sensibilidad a la concentraci\u00f3n de los contaminantes [1] por lo que pueden tratarse concentraciones elevadas de compuestos clorados. Los catalizadores m\u00e1s utilizados se preparan a base de metales nobles, como el Pd [1 y 2] y el Pt [3] como fase activa y carb\u00f3n activo [1 y 5], Al2<\/sub>O3<\/sub> [4 y 6] o zeolitas [7] como soportes. El papel del soporte adquiere una importancia singular por su relaci\u00f3n con la dispersi\u00f3n y estabilidad de la fase met\u00e1lica, adem\u00e1s de afectar a la actividad catal\u00edtica a trav\u00e9s de interacciones electr\u00f3nicas. En los \u00faltimos a\u00f1os tambi\u00e9n se han empleado arcillas pilareadas, que son materiales microporosos con gran potencial como soporte de catalizadores. La s\u00edntesis de arcillas pilareadas de Al en cuya estructura se incluyen metales nobles, como Pt, ha permitido preparar catalizadores con una alta actividad en la hidroisomerizaci\u00f3n e hidrocraqueo de heptano o hidrogenaci\u00f3n de benceno. Incluso se han empleado arcillas pilareadas para la reducci\u00f3n selectiva de NOx<\/sub>. Los catalizadores basados en Pd y Pt presentan una alta estabilidad en el medio acuoso por lo que son id\u00f3neos para el tratamiento mediante HDC de compuestos org\u00e1nicos clorados como clorofenoles eliminando la toxicidad asociada al compuesto clorado.<\/p>\n El efecto de un pre-tratamiento qu\u00edmico sobre las caracter\u00edsticas de un efluente puede seguirse a trav\u00e9s de la toxicidad e \u00edndices de biodegradabilidad. La toxicidad puede evaluarse mediante diferentes par\u00e1metros como EC50<\/sub>, que puede proporcionar una informaci\u00f3n a priori sobre la posible respuesta a un tratamiento biol\u00f3gico. Un \u00edndice de biodegradabilidad sencillo y ampliamente utilizado es la relaci\u00f3n DBO5<\/sub>\/DQO. En general, valores por debajo de 0,2 se consideran bajos, mientras que superiores a 0,4 se corresponden con una buena biodegradabilidad. Un objetivo de los procesos qu\u00edmicos empleados en el tratamiento de aguas residuales puede concretarse en aumentar el valor de dicho \u00edndice para facilitar su tratamiento biol\u00f3gico. La combinaci\u00f3n adecuada puede conducir a una soluci\u00f3n \u00f3ptima en t\u00e9rminos t\u00e9cnico-econ\u00f3micos.<\/p>\n En primer lugar se estudi\u00f3 el efecto que ten\u00eda el tipo de catalizador en la reducci\u00f3n de la ecotoxicidad de 4-clorofenol.\u00a0La Tabla 1 muestra los valores de IC50<\/sub> alcanzados con los catalizadores ensayados. En todos los casos suponen reducciones importantes de la ecotoxicidad con respecto a la de la disoluci\u00f3n de 4-CF de partida (EC50<\/sub>: 1,9 mg\/L), pero el catalizador de Rh es, con diferencia, el m\u00e1s efectivo en este sentido (valor de IC50<\/sub> sensiblemente mayor). Estos resultados se muestran concordantes con los obtenidos para el \u00edndice de biodegradabilidad, evaluado como DBO5<\/sub>\/DQO, cuyos valores se recogen en la Tabla 2, donde se puede ver la mayor biodegradabilidad obtenida por los catalizadores de Pd y Rh. Como se indic\u00f3 anteriormente, el catalizador de Rh conduce a ciclohexanol como producto final del hidrotratamiento, compuesto con un valor m\u00e1s alto de EC50<\/sub>, es decir, menos ecot\u00f3xico.<\/p>\n Tabla 1<\/strong>. Valores de IC50<\/sub> alcanzados con los catalizadores ensayados<\/p>\n Catalizador<\/strong><\/p>\n<\/td>\n IC50<\/sub><\/strong><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n A1PILC-Pt<\/p>\n<\/td>\n 4,7<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n A1PILC-Pd<\/p>\n<\/td>\n 13,1<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n A1PILC-Rh<\/p>\n<\/td>\n 90,9<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n Tabla 2<\/strong>. Valores de la relaci\u00f3n DBO5<\/sub>\/DQO resultantes de la HDC con los catalizadores ensayados<\/p>\n Catalizador<\/strong><\/p>\n<\/td>\n DBO5<\/sub>\/DQO<\/strong><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n A1PILC-Pt<\/p>\n<\/td>\n 0,37<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n A1PILC-Pd<\/p>\n<\/td>\n 0,60<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n A1PILC-Rh<\/p>\n<\/td>\n 0,87<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n \u00a0En base a los resultados obtenidos se seleccion\u00f3 el catalizador AlPILC-Rh para los ensayos de HDC de los restantes clorofenoles investigados (2-CF, 2,4-DCF y 2,4,6-CF). En todos los casos se observ\u00f3 una conversi\u00f3n completa del clorofenol correspondiente en menos de 1 h de reacci\u00f3n. Con ninguno de los clorofenoles estudiados se detectaron compuestos clorados al cabo de 4 h de reacci\u00f3n, lo que se confirm\u00f3 con los an\u00e1lisis de Cl–<\/sup>. La Tabla 3 recoge los valores de EC50<\/sub> de cada uno de los clorofenoles y las IC50 de las disoluciones resultantes tras la HDC. Comparando los dos monoclorofenoles, el 2\u2011CF presenta una ecotoxicidad muy inferior al 4-CF, lo que ha sido ya rese\u00f1ado en la bibliograf\u00eda [8]. Por otra parte, el 2,4-DCF es m\u00e1s ecot\u00f3xico que el 2,4,6-TCF. La ecotoxicidad disminuy\u00f3 sensiblemente tras la HDC, siendo particularmente notable dicha disminuci\u00f3n en el caso del 4-CF, el m\u00e1s ecot\u00f3xico de los compuestos ensayados por la presencia del cloro en posici\u00f3n para. Los valores de la relaci\u00f3n DBO5<\/sub>\/DQO, recogidos tambi\u00e9n en la Tabla 3, siguen una tendencia similar a la ecotoxicidad, con la excepci\u00f3n del 2,4,6-TCF, para el que se observa una evoluci\u00f3n del \u00edndice de biodegradabilidad algo peor de lo esperado a tenor del comportamiento de la ecotoxicidad.<\/p>\n Tabla 3<\/strong>. Valores de EC50<\/sub> de los clorofenoles estudiados, valores de IC50 <\/sub>y relaci\u00f3n DBO5<\/sub>\/DQO de los efluentes de reacci\u00f3n<\/p>\n Clorofenol<\/strong><\/p>\n<\/td>\n EC50 <\/sub>(mg\/L)<\/strong><\/p>\n<\/td>\n IC50<\/sub><\/strong><\/p>\n<\/td>\n DBO5<\/sub>\/DQO<\/strong><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n 4-CF<\/p>\n<\/td>\n 1,9<\/p>\n<\/td>\n 90,9<\/p>\n<\/td>\n 0,87<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n 2-CF<\/p>\n<\/td>\n 38,5<\/p>\n<\/td>\n 90,2<\/p>\n<\/td>\n 0,85<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n 2,4-DF<\/p>\n<\/td>\n 5,0<\/p>\n<\/td>\n 82,5<\/p>\n<\/td>\n 0,56<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n 2,4,6-TCF<\/p>\n<\/td>\n 11,9<\/p>\n<\/td>\n 92,7<\/p>\n<\/td>\n 0,65<\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/div>\n \n Referencias<\/strong><\/p>\n [1] Calvo, L., Gilarranz, M.A., Casas, J.A., Mohedano, A.F., Rodriguez, J.J. Applied<\/p>\n Catalysis, B: Environ. 67(1-2), 68-76 (2006).<\/p>\n [2] Pozan, G. S., Boz, I. J. of Hazardous Materials 136(3), 917-921 (2006).<\/p>\n [3] Legawiec-Jarzyna, M., Srebowata, A., Juszczyk, W., Karpinski, Z., J. of Mol. Catal. A:Chem. 224(1-2), 171-177 (2004).<\/p>\n [4] Keane, M.A. J. Chem. Tech. Biotech. 80, 1211-1222 (2005).<\/p>\n [5] Shindler, Y., Matatov-Meytal, Y., Sheintuch, M. IECR 40(15), 3301-3308 (2001).<\/p>\n [6] Yuan, G., Keane, M.A. Catal. Today 88, 27-36 (2003).<\/p>\n [7] Howe, R.F. Appl. Catal. A: General 271, 3-11 (2004).<\/p>\n [8] Ribo, J.M., Kaiser, K.L.E., Chemosphere, 12, 1421-1442 (1983).<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Una buena parte de los residuos que genera la industria qu\u00edmica y afines se vierten en forma de corrientes acuosas que, en no pocos casos, contienen sustancias peligrosas en concentraciones muy bajas para una posible recuperaci\u00f3n, pero lo suficientemente elevadas para constituir una fuente de contaminaci\u00f3n importante. 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