Contaminantes orgánicos persistentes en el agua

Por Felipe Sánchez Banda

Saltillo, Coahuila. 7 de abril de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- Científicos de la Universidad Autónoma de Coahuila (Uadec) buscan alternativas para el tratamiento de aguas afectadas por contaminantes orgánicos persistentes (COP).

En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, el doctor Carlos Rodríguez García, profesor investigador de la Facultad de Ciencias Físico Matemáticas (FCFM) de la Uadec, detalla las características y el impacto de los contaminantes orgánicos persistentes en el agua, además del proyecto alternativo que desarrollan para atacar esta problemática ambiental.

Agencia Informativa Conacyt: ¿Cómo podemos definir tratamiento de aguas?

Carlos Rodríguez García (CRG): Un tratamiento de aguas es una serie de etapas para la remoción de contaminantes de aguas residuales de uso doméstico o industriales para posterior reutilización. Generalmente este consiste de varias etapas. En las etapas primarias, se remueven sólidos grandes, aceites, grasas, partículas (por medio de filtrado), tratamiento con lodos y uso de membranas. En etapas posteriores, se utiliza la desintegración de contaminantes utilizando bacterias aerobias que eliminan los residuos biológicos. Cuando los contaminantes orgánicos son persistentes, es decir, que no se logran eliminar por medio de alguno de los métodos usuales (antes mencionados) de tratamientos de agua, se recurre a procesos de oxidación avanzada (POA) como es la fotocatálisis.

La fotocatálisis es el proceso fotoquímico que ocurre con la ayuda de un fotocatalizador que es activado con luz, durante este proceso se degrada o descomponen las moléculas de contaminantes orgánicos persistentes y las transforma en otras menos contaminantes o inertes. Este proceso de fotocatálisis puede ser utilizado como parte de las etapas secundarias de una planta tratadora de aguas cuando un contaminante orgánico persista ante la acción de los otros métodos de remoción.

AIC: ¿Qué es un contaminante orgánico persistente?

CRG: Un contaminante orgánico persistente es aquella sustancia química que fue sintetizada artificialmente y que, generalmente, no ocurre en la naturaleza. Los COP son resistentes a la descomposición por medio de la luz solar natural (proceso conocido como fotodegradación), es decir, no se degradan fácilmente bajo irradiación solar. Algunos ejemplos de estos compuestos tipo COP son los pesticidas, los herbicidas, los colorantes tóxicos utilizados en la industria textil, los insecticidas organoclorados, entre otros. Los COP son altamente tóxicos para nosotros los humanos y el medio ambiente, por lo que varios gobiernos del mundo han firmado el Convenio de Estocolmo, que entró en vigor en 2004 donde se establece eliminar doce COP prioritarios.

AIC: ¿Qué particularidad tiene el tratamiento de aguas con contaminantes orgánicos persistentes?

CRG: Se especifica el uso de la fotocatálisis heterogénea en alguno de sus procesos del tratamiento de las aguas residuales, esta se realiza con la activación de un material fotocatalizador a través de exposición a la luz, usualmente con distinto estado de agregación (sólido) del COP (líquido) a degradar. Uno de los fotocatalizadores más utilizados es Dr. Carlos Eduardo Rodríguez García.el TiO₂ (también conocido como titania o dióxido de titanio), este fotocatalizador ha logrado descomponer algunos COP al ser activado con luz ultravioleta (<387 nm).

No obstante, posee baja absorción en la región del visible del espectro electromagnético, por lo que se ha impurificado con otros átomos (por ejemplo, metales de transición) para incrementar la absorción en esa región del espectro y, como consecuencia, que se logre activar con luz visible. Esto puede ser muy útil debido a que se puede activar con luz solar directamente. Aunque el TiO₂ se ha considerado un fotocatalizador “estrella”, recientemente se ha revisado su toxicidad cuando este se encuentra en forma nanoestructurada (que es cuando posee mayor eficiencia como fotocatalizador), dicha toxicidad afecta ciertas especies de peces de lagos y ríos, como el pez arcoíris y la trucha, respectivamente.

AIC: ¿Qué alternativas existen para el tratamiento de aguas con contaminantes orgánicos persistentes?

CRG: Algunos países como España construyeron un parque de plantas solares tratadoras de aguas residuales que utilizan la fotocatálisis heterogénea para degradar los COP, este parque está localizado en la ciudad de Almería.

En México, existe la Planta Solar para el Tratamiento Fotocatalítico de Aguas Residuales que es dirigida principalmente por investigadores de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y la Universidad de Sonora (Unison), esta planta utiliza la fotocatálisis heterogénea para remover contaminantes orgánicos.

AIC: ¿Qué proyectos realizan en torno a este tema en la FCFM?

CRG: Actualmente, la FCFM busca la invención de nuevos fotocatalizadores “amigables” con el medio ambiente, alternos al TiO₂, dado la reciente controversia en torno a su toxicidad para ciertas especies acuáticas. Se busca que los nuevos fotocatalizadores puedan ser utilizados de forma eficiente en dichas plantas solares de tratamiento fotocatalítico degradando COP.

AIC: ¿Qué resultados han obtenido hasta el presente?

CRG: Hasta el momento se han logrado sintetizar materiales basados en aluminatos de estroncio microestructurados y, a su vez, han sido impurificados con bismuto y cobre en bajas concentraciones. Estos han sido eficientes para degradar, bajo irradiación solar, colorantes tóxicos industriales (por ejemplo, el rojo Congo y azul de metileno) y algunos pesticidas, que se encuentran dentro de los COP.

AIC: ¿Cuál es el futuro del proyecto y del tratamiento de aguas contaminadas con COP?

CRG: Se requiere realizar las pruebas de reúso de los fotocatalizadores hasta ahora estudiados, así como ampliar la variedad de COP a degradar. Además de la descomposición de COP, se busca degradar fármacos comunes debido al incremento del consumo por parte de la población y al reciente descubrimiento de los mismos en las principales efluentes y ríos del mundo.

Rápida degradación del colorante Azul de Metileno disuelto en agua bajo irradiación solar utilizando fotocatalizador impurificado con Cobre, de 0 a 200 minutos. Aurora Berlanga estudiante Maestría de UAdeC.

 

 

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