Estudio de la fotodegradación del clorotalonilo usando las técnicas de fenton y fotocatálisis con dióxido de titanio mediante radiación solar

Abstract

RESUMEN: Para el diseño de sistemas de tratamiento de afluentes residuales se requiere determinar el tiempo de degradación de los contaminantes a escala y con dicha información se puede calcular el tiempo de residencia del agua en el tratamiento seleccionado. En los sistemas de tratamiento con colectores solares, el tiempo de fotodegradación del contaminante dependerá de la intensidad de radiación solar, la cual varía con la hora del día y las condiciones ambientales. En el presente trabajo mediante un colector solar se evaluó la fotodegradación del plaguicida Clorotalonilo con dióxido de titanio y con el reactivo de Fenton, respectivamente, realizándose los ensayos en la ciudad de Medellín (6º latitud norte y 1570 metros sobre el nivel del mar, msnm). El 95% de la degradación del Clorotalonilo se alcanzó con 500 mg/l de TiO2 y 1,0 mg/l de persulfato de sodio en 4 horas de irradiación solar, con una energía acumulada de 15,1 kJ/l. Igual porcentaje se alcanzó con 10 mg/l de ión Férrico en 18 horas de irradiación solar con una energía acumulada de 38 kJ/l. La cinética de degradación fue de primer orden con ambas técnicas de tratamiento, pero con el dióxido de titanio se obtuvo una mayor constante de degradación y un mayor grado de mineralización (80%) que con el foto-Fenton (72%). La mineralización de los compuestos orgánicos (Clorotalonilo y subproductos de degradación) se comprobó por la desaparición del carbono orgánico total (COT) y la formación de cloruros y nitratos. Se detectaron 6 productos de degradación que a pesar de su baja concentración pueden ser los responsables de la alta toxicidad del efluente final en los bioensayos con Dapnhia pulex.

ABSTRACT: For the design of wastewater treatment systems it is required to determine the degradation time of the pollutants to scale, and with said information the residence time of the water in the selected treatment can be calculated. In treatment systems with solar collectors, the photodegradation time of the pollutant will depend on the intensity of the solar radiation, which varies with the time of day, and the environmental conditions. In this research work the photodegradation of the pesticide Chlorothalonil with titanium dioxide and with Fenton reactive, respectively, was evaluated using a solar collector. The experiments were carried out in the city of Medellín (6° North latitude, 1570 meters above sea level, m.s.l.). 95% of the Chlorothalonil degradation was reached with 500 mg/l TiO2 and 1,0 mg/l sodium persulfate in 4 h of solar irradiation, with an accumulated energy of 15,1 kJ/l. The same percentage was reached with 10 mg/l ferric ion in 18 hours of solar irradiation with an accumulated energy of 38 kJ/l. The degradation kinetics was first order with both treatment techniques, but a higher degradation constant and a higher mineralization degree (80%) was obtained with titanium dioxide compared with photofenton (72%). The organic compounds mineralization (Chlorothalonil and degradation subproducts) was verified by the disappearance of the total organic carbon (TOC) and the chlorides and nitrates formation. Six degradation products were detected, and in spite of their low concentration, they can be responsible of the high toxicity of the final effluent in the bioassays with Dapnhia pulex.