SUPERFICIES DE RESPUESTA PARA EL ANÁLISIS DE LA DEGRADACION FOTO-FENTON DE MEZCLAS DE COLORANTES.

MARIANA R. COSTANTE; FERNANDO S. GARCÍA EINSCHLAG

CABA

Congreso; 5 ° CONGRESO DE CIENCIAS AMBIENTALES; 2015

Introducción: En los últimos años varias tecnologías basadas en la producción de radicales HO* se han desarrollado como alternativas viables para la remediación de aguas contaminadas. En los sistemas foto-Fenton el empleo de la radiación proporciona una vía fotoquímica para la reducción de Fe(III) a Fe(II), que al reaccionar con H2O2 para generar HO*.En el presente trabajo se estudió la influencia de las concentraciones iniciales de contaminantes sobre las cinéticas de degradación de mezclas de los colorantes: Amido Black 10B, Acid Orange 10 y Alizarin Red S. El estudio incluye la aplicación de técnicas matemáticas y estadísticas comúnmente utilizadas para análisis y optimización de problemas complejos.Objetivo: Los objetivos del presente trabajo han sido: i- utilizar la metodología de diseño de experimentos para la selección de las mezclas a estudiar; ii- analizar el comportamiento de los tiempos de decoloración y de mineralización de las mezclas mediante el empleo de superficies de respuesta.Resultados: La selección de los colorantes empleados como modelo se realizó en base sus comportamientos cromatográficos y a las características de sus espectros UV-vis. Los ensayos se realizaron en un reactor de 500 mL en presencia de radiación UV, con agitación continua, a pH 3.0 y a 25 C.Los estudios cinéticos se realizaron manteniendo constantes las concentraciones molares de catalizador y oxidante, pero variando las de los tres colorantes modelo. Para evaluar el efecto de las concentraciones de los colorantes sobre las cinéticas de decoloración y de mineralización, se utilizó un diseño de experimental en el que se variaron las proporciones de los diferentes colorantes pero manteniendo constante la carga inicial de sustrato (es decir la suma de las concentraciones molares de los colorantes presentes en la mezcla).Los resultados mostraron que, en general, en presencia de altas proporciones de Alizarin Red S los tiempos de tratamiento se incrementan de forma notable. Este efecto puede explicarse considerando la disminución de la actividad del Fe(III) como consecuencia de la complejación por parte del contaminante.Por el contrario, las mayores velocidades de tratamiento se observaron para mezclas con baja proporción de Amido Black 10B, y proporciones similares de Acid Orange 10 y Alizarina Roja S. Este comportamiento, si bien es complejo, puede explicarse considerando las contribuciones relativas de dos factores dominantes: i- efectos de filtro interno asociados a la absorción de la radiación por parte de los colorantes; ii- producción in situ de intermediarios de reacción reductores capaces de incrementar la reconversión de Fe(III) a Fe(II).Conclusión: La técnica foto-Fenton es adecuada para la rápida decoloración de las mezclas de colorantes analizadas, en todos los casos los tiempos de decoloración fueron menores a 20 minutos. Además, los tiempos requeridos para alcanzar grados de mineralización cercanos al 80% muestran una dependencia compleja con la proporción de colorantes en las mezclas. Estas diferencias de comportamiento muestran que tanto los efectos de filtro interno como la capacidad de generación de intermediarios reductores del Fe(III) pueden afectar drásticamente las velocidades globales de reacción en sistemas tipo-Fenton.