Fotodegradación de microcontaminantes orgánicos persistentes en disolución acuosa

Abstract

[Resumen] Se ha estudiado la eliminación de la atrazina (ATZ: 2-cloro-4-etilamino-6 isopropilamino 1,3,5- triazina) por fotólisis, fotocatálisis y mediante procesos de adsorción, de manera aislada y como combinación de los mismos. En las condiciones experimentales empleadas en los procesos de adsorción, el carbón activo muestra una elevada capacidad adsorbente y una cinética de adsorción favorable (k= (2±1).10-3 g·mg-1·min-1), que lo convierten en un candidato ideal para la eliminación de la ATZ, debido a su bajo coste y elevada eficacia de adsorción. El TiO2 tiene una pobre capacidad adsorbente y una cinética de adsorción más lenta (k (7±4).10-3 g·mg-1·min-1) que la del carbón activo, siendo pues, una peor opción para la eliminación de la ATZ. Al trabajar con una mezcla de ambos adsorbentes, se puede observar un efecto cooperativo, resultando a priori más útil para un tratamiento fotocatalítico. Por otra parte, se ha estudiado la fotodegradación de la ATZ con luz VIS ( >365 nm). A esta longitud de onda, la ATZ no se fotodegrada, lo que se explica ya que la ATZ no absorbe radiación por encima de 300nm, resultando, por tanto, un método ineficaz para la fotoeliminación de la ATZ en disolución. Los estudios en los cuales se emplea carbón activo como adsorbente y luz visible tampoco consiguen buenos resultados puesto que, por una parte, a esta longitud de onda no ocurre fotólisis directa de la ATZ, por otra, a que el carbón activo no presenta actividad fotocatalítica. Se trabajó con concentraciones de TiO2 cuatro veces superiores a la concentración de ATZ en disolución, sin observar procesos de fotocatálisis con luz VIS ( > 365 nm). La bibliografía consultada muestra unos excelentes resultados para la fotodegradación de este herbicida tanto al emplear TiO2 tanto como fotocatalizador (<290 nm) como para la fotodegración directa con luz UV. En este caso la utilización de TiO2 no logra mejorar los resultados. Al emplear la mezcla de adsorbentes en estas nuevas condiciones, tampoco se observa mejora. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, el mejor método para eliminación de ATZ, de entre los estudiados, pasaría por su adsorción con carbón activo, que muestra unos excelentes resultados en un tiempo razonable, con una cinética de adsorción rápida, presentándose como una buena alternativa para el tratamiento de aguas contaminadas con herbicidas del tipo triazina.

[Abstract] We have studied the removal of atrazine (ATZ: 2-chloro-4-isopropylamino-6 etilamino 1,3,5 - triazine) by photolysis, photocatalysis and adsorption, alone or combined. Under the experimental conditions used in the adsorption processes, activated charcoal exhibits a high adsorbent capacity and favorable adsorption rate constant (k = (2±1).10-3 g·mg-1·min-1), which makes it an ideal candidate for the elimination of ATZ, due to both its low cost and high adsorption efficiency. Moreover, TiO2 shows poor adsorbent capacity and slower adsorption kinetics (k=(7±4).10-3 g·mg-1·min-1) than that of active charcoal. Thus, it represents a worst choice for the removal of ATZ. Working with a mixture of both adsorbents, one can observe a cooperative effect resulting, a priori, more useful for further photocatalytic work. On the other hand, we studied the photodegradation of ATZ by VIS light (> 365nm). At this wavelength, ATZ is not photodegraded, which is explained due to its lack of absorbance above 300 nm, resulting an inefficient method for ATZ abatement in solution. Studies using activated charcoal as adsorbent and visible light do not achieve good results, since at this wavelength there is no direct photolysis of ATZ, and activated charcoal is not a photocatalyst. Working with concentrations of TiO2 four times higher than the concentration of ATZ, no photocatalytic processes were observed. Literature ([1], [2], [3]) shows excellent results for the photodegradation of this herbicide, both using TiO2 as a photocatalyst (<290 nm) and with UV direct photodegradation. The use of TiO2 also failed to ameliorate results. No improvement of results was observed when using the mixture of activated charcoal and titanium dioxide under these conditions. Taking into account the obtained results, the best method for ATZ removal would be based on adsorption using activated charcoal, which shows excellent results in a reasonable time, with fast adsorption kinetics, showing as a good alternative for the treatment of water contaminated with triazine herbicides.