INVESTIGADORES
MARTIN Carlos Alberto
congresos y reuniones científicas
Título:
Determinación de intermediarios de formación de THMs en la reacción de cloración acuosa de sustancias húmicas
Autor/es:
GILLIARD, MARIA BELEN; MARTIN, CARLOS ALBERTO
Lugar:
Concon
Reunión:
Congreso; IV Congreso Iberoamericano de Química Analítica y X Encuentro Nacional de Química Analítica y Ambiental.; 2010
Institución organizadora:
Sociedad Chilena de Quimica
Resumen:
El uso de cloro como desinfectante posee un gran valor en la protección
de la salud pública por sus notables propiedades biocidas. Sin embargo,
algunos subproductos de la reacción entre cloro y la materia orgánica
natural (MON) presente en todas las aguas, durante el proceso de
cloración, pueden representar un riesgo por sus potenciales efectos
cancerígenos a largo plazo. Los trihalometanos (THMs) son unos de los
subproductos más comúnmente detectados. El objetivo del presente trabajo
es generar nuevos conocimientos que aporten a la interpretación del
fenómeno indeseable de la formación de THMs en procesos de desinfección
de aguas, orientados a su minimización. Para ello se buscó determinar
los intermediarios de formación de THMs en la reacción de cloración
acuosa de ácidos húmicos, uno de los mayores componentes de la MON, lo
cual ayudará a dilucidar el mecanismo de formación de THMs. Los
experimentos de cloración fueron realizados a temperatura ambiente (25±2
ºC) en un reactor tanque perfectamente mezclado. El pH de las
soluciones (5, 7 y 10) fue mantenido a valor constante mediante la
utilización de buffer fosfato. El cloro fue adicionado a la solución de
ácido húmico comercial (Aldrich) como hipoclorito de sodio. A intervalos
de tiempo fijos se tomó una alícuota de la solución reaccionante, se
realizó el análisis de cloro residual on-line espectrofotometricamente
como triyoduro (I3-). Se suspendió la reacción de cloración con un
exceso de tiosulfato de sodio, se determinaron las concentraciones de
cloroformo mediante microextracción en fase sólida (SPME) y
cromatografía gaseosa con detección de captura electrónica (ECD), y de
los intermediarios fenólicos clorados mediante cromatografía gaseosa con
detector de espectros de masas (GC/MS). Dado que se conoce que los
materiales húmicos contienen funcionalidades hidroxi en los anillos
aromáticos, es razonable esperar que los compuestos fenólicos sean
clorados. Para facilitar la extracción de estos compuestos de la matriz
acuosa, sobre el espacio de cabeza (headspace) de un vial mediante el
dispositivo de SPME (PDMS 100 µm), se realizó una reacción de
derivatización con carbonato de sodio y anhídrido acético. La
identificación se efectuó por comparación con la base de datos de
espectros de masa de referencia (NIST) que posee el instrumento y por
tiempos de retención con los patrones de los correspondientes
compuestos. Como método de ionización se utilizaron los métodos de
impacto electrónico e ionización química. Se detectaron los
intermediarios fenólicos clorados esterificados con los siguientes iones
m/z 128 (monocloro), m/z 162 (dicloro), m/z 196 (tricloro), m/z 230
(tetracloro) y m/z 264 (pentacloro). Estos resultados indican que el
cloroformo podría ser formado a partir del intermediario pentacloro,
pero también puede ser producido a partir de intermediarios 2,2-dicloro
cetonas cíclicas (de igual m/z a el intermediario diclorofenol) por
ruptura del anillo y posterior reacción típica de haloformo. En estudios
anteriores acerca de los intermediarios que conducen a cloroformo en la
cloración de ácidos húmicos, Rook (1977)1 encontró solo triclorofenol
en las muestras de cloración de extractos de turba, Quimby et al (1980)2
mediante cromatografía con detección de emisiones de microondas en los
extractos de ácidos húmicos clorados metilados detectaron
2,4,6-triclorofenol metil ether, 1-clorofenol y pentaclorofenol metil
ether, mientras que de Leer et al (1985)3, a diferencia de nuestros
resultados, no informaron la detección de intermediario fenólicos
clorados. Los resultados de este trabajo sugieren que los fenoles son
importantes sitios reactivos en la MON para la formación de THMs,
soportando la elección de estos compuestos orgánicos como precursores
modelos. 1. Rook J. J. Environ. Sci. Technol., (1977) 11(5), 478. 2
Quimby B. D, Delaney M. F., Uden P. C, Barnes R. M, Analytical
Chemistry, (1980) 52(2), 259 3 de Leer E. W. B., Damsté J. S. S.,
Erkelens C., de Galan L. Environ. Sci. Technol, (1985) 19, 512