Degradación de ácido tricloroacético mediante el empleo de hierro cero-valente nanométrico en medios acuosos

Abstract

Los ácidos haloacéticos (HAA) son subproductos importantes de la cloración del agua y se forman cuando el ácido hipocloroso reacciona con la materia orgánica que se encuentra naturalmente en los cursos de agua y aguas residuales. Algunos de los HAA son considerados carcinógenos y suponen un riesgo potencial para la salud.1 Numerosos compuestos halogenados son capaces de reducirse por medio del uso hierro cero valente, incluyendo alcanos, alquenos, alquinos, y compuestos aromáticos. Los métodos que emplean hierro cero-valente en tamaño nanométrico (nZVI) son considerados de bajo costo y alta efectividad, y permiten la remoción de una gran variedad de contaminantes mediante diversos mecanismos que incluyen: reducción química directa, adsorción sobre los productos de corrosión, precipitación superficial y/o co-precipitación.2 En el presente trabajo se evaluó la capacidad de remoción del ácido tricloroacético (TCA) empleando nZVI sintetizado en el laboratorio mediante reducción química de una sal precursora de Fe(II) usando borohidruro de sodio como agente reductor. Los experimentos se realizaron en sistemas tipo batch. Se estudiaron los efectos del pH (3, 5 y 7), la concentración de n-ZVI (20 – 200 mg/L) y el tipo de atmósfera (N2 y aire) sobre la eficiencia de degradación de TCA. Los perfiles de concentración de TCA fueron determinados mediante HPLC. Con el objetivo de evaluar aspectos mecanísticos del sistema nZVI/TCA, se monitoreó la evolución de las concentraciones de Fe(II) y Fe(III) en el medio de reacción a través de técnicas colorimétricas. Los resultados mostraron que en atmosfera de N2 y para concentraciones de nZVI mayores a 50 mg/L el TCA (2x10-4 M) se degrada completamente en un tiempo menor a los 120 min. En estas condiciones no se observaron diferencias cinéticas significativas entre los experimentos realizados a pHs 3 y 5. Cabe destacar que, aunque a pH 7 las velocidades iniciales de degradación de TCA son ligeramente menores que a pH 3 y 5, en medio neutro también se obtuvo la remoción completa de TCA. La formación de Fe(II) en el medio mostró una alta correlación con los niveles de remoción de TCA alcanzados. Por otro lado, los experimentos realizados en atmosfera de aire mostraron un menor grado de remoción de TCA en comparación con los experimentos realizados en atmosfera de N2. Los resultados obtenidos representan un valioso aporte para discutir, sobre bases mecanísticas, los alcances y limitaciones de la aplicación nZVI como técnica de remediación de aguas contaminadas con compuestos orgánicos halogenados.