Tesis doctoral de Marina Martinez Menchon
La contaminación del agua se puede definir como la acción y el efecto de introducir materias o formas de energía, o inducir condiciones en el agua que, de modo directo o indirecto, impliquen una alteración perjudicial de su calidad en relación con los usos posteriores o con su función ecológica. Esto hace que la disponibilidad del agua potable se reduzca y que se tengan que recurrir a métodos de tratamiento, más o menos costosos, para extraer los residuos y evitar daños indirectos en el ecosistema, aunque no siempre se consigue. en este contexto, proponemos el empleo de procesos avanzados de oxidación (paos), concretamente fotoquímicos (foto-fenton y fotocatálisis heterogénea) mediante el empleo de la luz solar para la eliminación, o al menos reducción, de los niveles residuales de determinados xenobióticos, de características físico-químicas distintas, y efectos nocivos sobre el medio ambiente. el empleo de procesos avanzados de oxidación, como método de eliminación de xenobióticos en aguas está basado en procedimientos catalíticos y fotoquímicos capaces de producir cambios profundos en la estructura química de los contaminantes. Estos procesos, que utilizan luz solar uv, están basados en la generación de radicales hidroxilo (muy oxidantes), capaces de degradar de manera rápida a muchas sustancias orgánicas hasta co2, h2o y sales minerales. Así, si este proceso natural se optimiza y se aceleran las reacciones que se dan entre un fotocatalizador (sales de fe o semiconductores como tio2, zno, sno2. Etc.) Y un oxidante (h2o2 o s2o82-), el proceso se presenta como un interesante y sencillo método de eliminación casi total de xenobióticos, en contra de otros métodos más costosos que sólo traspasan el contaminante de un lugar a otro, sin eliminarlo realmente. en este trabajo, se ha estudiado la degradación fotocatalítica de ocho plaguicidas, seis hidrocarburos aromáticos policíclicos y cuatro trihalometanos mediante empleo de zno y tio2 (fotocatálisis heterogénea) y fe2+ (fotocatálisis homogénea) a nivel de planta piloto. Los resultados obtenidos ponen de manifiesto la efectividad del tratamiento en la eliminación de los compuestos estudiados, principalmente al emplear zno y fe2+. En términos generales, el modelo cinético de pseudo primer orden (monofásico) explica de manera satisfactoria el comportamiento de los distintos grupos, aunque en determinados casos, los modelos bifásicos se ajustan mejor a los resultados obtenidos. Finalmente, se ha realizado la evaluación económica del tratamiento de descontaminación solar. palabras clave: agua, plaguicidas, hidrocarburos aromáticos policíclicos, trihalometanos, fotocatálisis solar. photocatalytic degradation of xenobiotic compounds in drinking water by advanced oxidation processes (aops) marina martínez menchón department of agricultural chemistry, geology and pedology. University of murcia. Spain. ph. D. Dissertation to obtain the doctor in environmental sciences degree. abstract water pollution can be defined as the action and effect of introducing matters or energy forms, or to induce conditions in the water that, in a direct or indirect way, imply a harmful alteration of its quality in connection with the later uses or with its ecological function. This makes that the availability of drinking water decreases and therefore, we have apply treatment methods, more or less expensive, to extract the residues and avoid indirect damages in the ecosystem, although it is not always possible. in this context, we propose the use of advanced oxidation processes (aops), concretely photochemical (photo-fenton and heterogeneous photocatalysis) processes under solar irradiation, for the elimination or at least reduction of the residue levels of certain xenobiotic compounds with different phisico-chemical characteristics and harmful effects on the environment. these processes (aops), as method for the elimination of pollutants in water are based in the generation of hydroxyl radicals (highly oxidants) capable of quickly degrading organic substances to co2, h2o and mineral salts. Thus, if this natural process is optimized and the reactions between a photocatalyst (fe2+/fe3+, or semiconductors like tio2, zno or sno2) and oxidants such as h2o2 o s2o82- are accelerated, the process is shown as an interesting and simple method to eliminate pollutants unlike other methods which are only able to move them from one place to another without getting their elimination. with this aim, in this work the photocatalytic degradation of eight pesticides, six polycyclic aromatic hydrocarbons and four trihalomethanes at pilot plant scale has been studied. For this purpose, zno and tio2 (heterogeneous photocatalysis) and fe2+ (homogeneous photocatalysis) have been use as photosensitizers. The obtained results show that the addition of photocatalysts, mainly zno and fe2+, strongly enhances the degradation rate of pollutants.. In a general way, the pseudo first-order model (monophasic model) satisfactorily explained the degradation process for the different xenobiotic classes, although in some cases, the biphasic models better predict the results obtained. Finally, the economic evaluation of the solar detoxification treatment has been carried out. keywords: drinking water, pesticides, polycyclic aromatic hydrocarbons, trihalomethanes, solar photocatalysis.
Datos académicos de la tesis doctoral «Degradación fotocatalítica de xenobióticos en agua potable mediante procesos avanzados de oxidación (paos)«
- Título de la tesis: Degradación fotocatalítica de xenobióticos en agua potable mediante procesos avanzados de oxidación (paos)
- Autor: Marina Martinez Menchon
- Universidad: Murcia
- Fecha de lectura de la tesis: 30/06/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Simon Navarro Garcia
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Antonio Cerda cerda
- Manuel Francisco Garcia-legaz vera (vocal)
- ramon Madrid vicente (vocal)
- José Saez mercader (vocal)