Cloración de material húmico y precursores modelos: interpretaciones químicas y cinética de formación de THMs

GILLIARD M. B.; MARTÍN C. A.

Mar del Plata

Congreso; VI Congreso Argentino de Ingeniería Química; 2010

Asociación Argentina de Ingenieros Químicos

La reacción entre cloro y las sustancias húmicas, el mayor componente de la materia orgánica natural (MON), es responsable de la producción de compuestos organoclorados durante el proceso de desinfección de aguas con derivados de cloro, lo cual representa un riesgo para la salud humana por sus potenciales efectos cancerígenos a largo plazo. Los principales derivados clorados son los trihalometanos (THMs), entre ellos cloroformo. El objetivo del presente trabajo es estudiar la cinética de formación de cloroformo en simultáneo con la de decaimiento de cloro. Debido a la complejidad de la MON fue necesario realizar el estudio mediante la cloración de compuestos orgánicos modelos que representan los grupos funcionales reactivos de la MON (fenol y resorcinol). Se analizaron los efectos de las concentraciones iniciales de precursor y cloro, sus relaciones molares, tiempo y pH de reacción. Para los dos precursores se encontró un modelo cinético capaz de predecir en forma simultánea el decaimiento de cloro y la formación de cloroformo. Consiste en un modelo cinético de orden paralelo en cloro, de segundo orden para la reacción rápida y de primer orden para la reacción lenta separada hipotéticamente. Este modelo puede ser empleado para desarrollar una descripción cinética de la halogenación de la MON. Para no limitar la utilidad de este enfoque por incertidumbres relativas a las propiedades químicas y cinéticas de los grupos funcionales reactivos de la MON, se realizaron experimentos de cloración de material húmico y las correspondientes interpretaciones químicas a partir de la comparación de las curvas de velocidad de reacción y del estudio de intermediarios. El desarrollo de estas ecuaciones cinéticas, se considera ventajoso, ya que permitirá predecir y optimizar los sistemas de desinfección, en términos de la minimización de la formación de THMs.