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

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

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

La utilización de sales férricas/ferrosas en la reacción foto-Fenton homogénea presenta, como principal limitación, el estrecho rango de pH para su aplicación (para pHs superiores a 3, el Fe(III) precipita en forma de hidróxidos). El Fe(III) puede acomplejarse con diferentes ligandos orgánicos. Estos complejos generalmente presentan mayores coeficientes de absorción molar en la región UV-Visible que los acuo-complejos, y estabilizan el Fe(III) en solución aún a pHs próximos a la neutralidad. Se presenta un estudio teórico y experimental asociado a la degradación foto-Fenton solar del herbicida ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) en medio acuoso. Inicialmente, se propuso un modelo cinético derivado de una secuencia de reacción utilizando el ferrioxalato como fuente de hierro y condiciones de pH = 5 (pH natural de un efluente que presente entre 20 y 30 mg L-1 de 2,4-D).Se obtuvieron 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 datos experimentales, se estimaron los parámetros cinéticos asociados aplicando un procedimiento de regresión no lineal (ensayos reactor de laboratorio1). Para todos los ensayos se empleó 30 mg L-1 2,4-D, 3 mg L-1 Fe y una relacion molar Ox/Fe de 10. El modelo cinético validado, se empleó para predecir las variaciones temporales de concentraciones del 2,4-D, 2,4-DCP, HP y Ox en un reactor solar (6.1 L) a escala planta piloto, que se encuentra dentro de un sistema de recilculación compuesto por una bomba centrífuga de alta velocidad de flujo y un tanque de almacenamiento2. Aquí fue necesario resolver en forma simultánea los balances de materia y energía asociados, simulando además la radiación solar incidente (difusa y directa) sobre el reactor aplicando el código computacional SMARTS2.En todos los ensayos se logró la destrucción completa del 2,4-D y del 2,4-DCP en sólo 75 y 120 min de reacción, respectivamente. Más aún, se observó una reducción del % de inhibición de Vibrio fischeri (parámetro asociado 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).Cabe resaltar además la influencia marcada de la radiación sobre el proceso. Para las condiciones de máxima radiación incidente ( 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 la destrucción completa del mismo en tan sólo 60 min.