Análisis Experimental de Variables Operacionales en la Degradación del PFOA mediante Persulfato Activado por Radiación y Ferrioxalato

BARBARA N. GIMÉNEZ; AGUSTINA V. SCHENONE; LEANDRO O. CONTE

Mar del Plata

Congreso; VI Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología Ambiental. Argentina y Ambiente 2025.; 2025

El ácido perfluorooctanoico (PFOA) es un compuesto perteneciente al grupo de sustancias per- y polifluoroalquiladas (PFAS), ampliamente utilizado en envases, pinturas, tensoactivos y componentes electrónicos. Estos compuestos presentan una elevada persistencia ambiental y capacidad de bioacumulación, por lo que se los denomina comúnmente “químicos eternos”. Frente a su resistencia a los tratamientos convencionales, los Procesos Avanzados de Oxidación (PAOs) emergen como una alternativa eficiente para su degradación, al generar especies reactivas capaces de mineralizar contaminantes orgánicos complejos. Dentro de las PAOs se encuentran los procesos oxidativos con persulfato (PS) como oxidante.El presente estudio tiene por objetivo evaluar la degradación de PFOA (40 o 100 ppm) mediante la activación de PS utilizando Ferrioxalato como catalizador, en un fotorreactor de placas planas irradiado por un Simulador Solar. Se estudió el efecto de la concentración de PS (1855–18550 ppm), la especie y concentración de hierro (Fe2+ o Fe3+, 10–20 ppm), la intensidad de radiación (231,3 y 437,3 W/m2) y la estrategia de dosificación del agente quelante (aplicación de pulsos adicionales de oxalato para mantener la actividad del catalizador). La relación molar Oxa/Fe se mantuvo en 3:1, el pH=3 y la temperatura de reacción en 50 °C. Además, se analizó la posible sinergia entre PS y peróxido de hidrógeno (HP).Los ensayos demostraron que la especie Fe2+, es un activador del agente oxidante significativamente más eficaz que con la especie Fe3+, lo que concuerda con las constantes cinéticas reportadas (0.44 - 1 frente a 3.28×10-4 mM-1 min-1, respectivamente). Sin embargo, la activación foto-asistida de Fe3+-Oxa permitiría mantener el ciclo redox Fe3+/Fe2+ y mejorar la generación de radicales. Empleando Fe3+ (10 ppm) como catalizador, el aumento en la concentración de PS hasta 18550 ppm incrementó la conversión de PFOA (XPFOA) hasta un 86.02%, pero concentraciones mayores de Fe3+ (20 ppm) redujeron la eficiencia (XPFOA= 62.69%) debido a la captación no deseada de radicales SO4•_ por el exceso de hierro. El aumento de la intensidad de radiación no tuvo impacto significativo, sugiriendo saturación del ciclo foto-catalítico Fe3+/Fe2+. La eliminación completa del contaminante con Fe3+ se logró solo tras 420 minutos, evidenciando la velocidad de reacción limitada en estas condiciones. En contraste, el sistema con Fe2+ resultó en cinéticas significativamente más rápidas, alcanzando 100% de degradación en 240 minutos, con un 66% menos de PS (PS=6194 ppm) respecto al sistema con Fe3+. La estrategia de dosificación del oxalato con pulsos más frecuentes y de menor concentración, mantuvo una mayor fracción de Fe2+ y redujo el consumo total del agente quelante. Finalmente, incrementar la dosis de PS no mejoró el rendimiento del proceso y extendió el tiempo de reacción debido a la captación no deseada de radicales por exceso de PS. La adición de HP tampoco mejoró la eficiencia del proceso, e incluso prolongó el tiempo de reacción, debido a reacciones secundarias indeseadas que consumen radicales SO4•_.