Degradación foto-Fenton solar de un herbicida a pH próximo al neutro

LEANDRO O. CONTE; AGUSTINA V. SCHENONE; ORLANDO M. ALFANO

Buenos Aires

Congreso; II Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología Ambiental - II Congreso Nacional de la Sociedad Argentina de Ciencia y Tecnología Ambiental; 2015

Sociedad Argentina de Ciencia y Tecnología Ambiental

Lautilización de sales férricas/ferrosas en la reacción foto-Fenton homogéneapresenta, como principal limitación, el estrecho rango de pH para su aplicación(para pHs superiores a 3, el Fe(III) precipita en forma de hidróxidos). ElFe(III) puede acomplejarse con diferentes ligandos orgánicos. Estos complejosgeneralmente presentan mayores coeficientes de absorción molar en la regiónUV-Visible que los acuo-complejos, y estabilizan el Fe(III) en solución aún apHs próximos a la neutralidad. Sepresenta un estudio teórico y experimental asociado a la degradación foto-Fentonsolar del herbicida ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) en medio acuoso. Inicialmente,se propuso un modelo cinético derivado de una secuencia de reacción utilizandoel ferrioxalato como fuente de hierro y condiciones de pH = 5 (pH natural de unefluente que presente entre 20 y 30 mg L-1 de 2,4-D).Seobtuvieron las expresiones de velocidad de reacción del ácido 2,4-D, 2,4-DCP(principal intermedio de reacción: 2,4-diclorofenol), peróxido de hidrógeno(HP) y del ion oxalato (Ox). Luego, a partir del modelo propuesto y los datosexperimentales, se estimaron los parámetros cinéticos asociados aplicando unprocedimiento de regresión no lineal (ensayos reactor de laboratorio1).Para todos los ensayos se empleó 30 mg L-1 2,4-D, 3 mg L-1Fe y una relacion molar Ox/Fe de 10. Elmodelo cinético validado, se empleó para predecir las variaciones temporales deconcentraciones del 2,4-D, 2,4-DCP, HP y Ox en un reactor solar (6.1 L) aescala planta piloto, que se encuentra dentro de un sistema de recilculación compuestopor una bomba centrífuga de alta velocidad de flujo y un tanque dealmacenamiento2. Aquí fue necesario resolver en forma simultánea losbalances de materia y energía asociados, simulando además la radiación solarincidente (difusa y directa) sobre el reactor aplicando el código computacionalSMARTS2.En todoslos ensayos se logró la destrucción completa del 2,4-D y del 2,4-DCP en sólo 75y 120 min de reacción, respectivamente. Más aún, se observó una reducción del %de inhibición de Vibrio fischeri (parámetroasociado a la toxicidad del efluente) para 90 min, siendo mínimas para t = 120 min (8,1 y 20,9 %, para R = 28.5 y R = 50, respectivamente).Caberesaltar además la influencia marcada de la radiación sobre el proceso. Paralas condiciones de máxima radiación incidente (qTot= 1.26 x 10-7 E cm2 s-1)y empleando la menor concentración de agente oxidante (R=7) se alcanza la mayor conversión del herbicida para 30 min, y ladestrucción completa del mismo en tan sólo 60 min.  Referencias: 1. Schenone, A., Conte, L., Botta, M., Alfano, O. Modelingand Optimization of Photo-Fenton Degradation of 2,4-D Using FerrioxalateComplex and Response Surface Methodology (RSM). J. Environ. Manage. 155 (2015)177-183. 2. Conte, L., Farias, J., Albizzati, E., Alfano, O. Photo-Fentondegradation of the herbicide 2,4-dichlorophenoxyacetic acid in laboratory andsolar pilot-plant reactors. Ind. Eng. Chem. Res. 51 (2012) 4181-4191.