Aplicación de un proceso avanzado de oxidación (PAO) para la oxidación de arsénico en agua

MAIA LESCANO; CRISTINA ZALAZAR; ALBERTO CASSANO; RODOLFO BRANDI

Mar del Plata

Congreso; VI Congreso Nacional de Ingeniería Química; 2010

La contaminación con arsénico ha sido identificada como uno de los problemas sanitarios más importantes a nivel mundial debido a que se encuentra ampliamente distribuído en el ambiente y específicamente está presente en las fuentes de agua para consumo. Esta problemática se encuentra asociada mayoritariamente a factores naturales de origen geológico y en menor medida a actividades humanas como lo son la explotación minera, refinación de metales, empleo de plaguicidas, entre otros. La exposición puede traer como consecuencias una gran variedad de problemas de salud, incluyendo varias formas de cáncer, enfermedades cardiovasculares y diabetes. La EPA recientemente ha reducido el máximo nivel del contaminante en agua para consumo de 50 a 10 mg/L como consecuencia de su alta toxicidad. El arsénico está presente en aguas subterráneas mayoritariamente en su forma inorgánica como arsenato (V) y arsenito (III). Los compuestos metilados arsenicales raramente están presentes a niveles mayores a 1 ppb. El arsenito (III) es aproximadamente 60 veces más tóxico que en su forma arsenato (V) además de tener mayor movilidad y por lo tanto, ser más difícil de remover utilizando los procesos fisicoquímicos tradicionales. Es por esta razón que es de gran importancia una etapa de oxidación previa para obtener buenos rendimientos en la remoción del contaminante. La degradación de contaminantes de origen orgánico presentes en agua empleando Procesos Avanzados de Oxidación (PAOs) es un aspecto muy estudiado. Sin embargo no ocurre lo mismo con el estudio de la transformación de iones metálicos en especies de menor toxicidad o más fácilmente separables donde la bibliografía es mucho más reducida. El objetivo de este trabajo es aplicar el PAO que combina radiación ultravioleta y peróxido de hidrógeno (UVC/H2O2) para la oxidación de soluciones acuosas de As (III). Para tal fin se construyó un reactor fotoquímico discontinuo a escala laboratorio, utilizando un cilindro de Teflón cerrado en sus extremos con dos ventanas circulares de cuarzo desmontables. El reactor forma parte de un sistema en reciclo que incluye un refrigerante conectado a un baño termostático, un tanque de vidrio bien mezclado con salida para muestreo y registro de temperatura y de pH y una bomba centrífuga. Cada ventana permite colocar: un obturador para impedir al pasaje de luz cuando se desee y filtros para variar el grado de radiación de las lámparas permitiendo, de esta manera, obtener diferentes niveles de radiación incidente. Las fuentes de radiación utilizadas fueron dos lámparas germicidas tubulares (λ = 254 nm). En cada ensayo experimental se siguió la concentración de As (III), H2O2 y pH. La concentración de As (III) se determinó por Espectrometría de Absorción Atómica luego de realizada la separación de especies. Este procedimiento de especiación se llevó a cabo utilizando columnas de intercambio aniónico fuerte (SAX). Por lo tanto la concentración de As (V) fue calculada por diferencia entre el As (III) y el As total (medido a t=0 min). La concentración de peróxido de hidrógeno fue medida espectrofotométricamente a 350 nm. El pH se determinó durante toda la reacción con peachímetro portátil. Las experiencias se realizaron partiendo de una concentración inicial de 200 ppb de As (III), variando las concentraciones de H2O2 y la radiación incidente. Los resultados obtenidos demuestran que el procedimiento propuesto es viable y eficaz, siendo que aún existen muchos aspectos que requieren de mayor investigación como lo es profundizar el estudio de los mecanismos de reacción implicados y la cinética de reacción. .