Los investigadores obtienen resultados prometedores para el control de contaminantes en el agua
Científicos brasileños probaron un método sencillo y sostenible para controlar y degradar una mezcla de hidrocarburos aromáticos policíclicos, compuestos presentes en combustibles fósiles y residuos industriales
Un artículo publicado en Catalysis Communications describe un método sencillo, eficaz y sostenible de degradación y control cuantitativo de una mezcla de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), contaminantes emergentes que contaminan diversos ecosistemas debido a vertidos de petróleo y otros combustibles fósiles y a la eliminación inadecuada de residuos industriales.
La mezcla de contaminantes se degradó mediante un sistema fotoquímico en el que una fuente de luz se activa por radiación de microondas
CDMF
Los contaminantes emergentes son compuestos químicos que se han identificado recientemente como nocivos para la salud humana y el medio ambiente, pero que no se controlan con regularidad y no pueden eliminarse con los métodos convencionales de tratamiento de aguas residuales. Algunos ejemplos son el bisfenol (utilizado en ciertos tipos de plástico), algunos pesticidas y sustancias presentes en productos de cuidado personal y medicamentos.
En busca de soluciones a este problema, investigadores de Brasil afiliados a la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), la Universidad Estatal de São Paulo (UNESP) y la Universidad Federal de Paraíba (UFPB) prepararon una mezcla con bajos niveles de naftaleno, antraceno y dibenzotiofeno en aguas superficiales, simulando el entorno natural. Utilizaron la espectroscopia de fluorescencia con matriz de excitación-emisión (EEM) como método de análisis y calibración de orden superior, junto con el análisis factorial paralelo para el procesamiento de datos, mediante el cual separaron los componentes espectrales de la mezcla con el fin de identificar y cuantificar cada contaminante, así como otros posibles compuestos presentes en el agua natural.
Esta metodología permitió completar cada análisis en menos de dos minutos, sin producción de residuos ni necesidad de técnicas más costosas y sofisticadas, como la cromatografía.
A continuación, la mezcla se degradó mediante un sistema fotoquímico en el que una lámpara se activa con radiación de microondas. El sistema degradó entre el 88% y el 100% de los contaminantes orgánicos en sólo un minuto. Este alto rendimiento se asoció a la fotólisis del agua que generó eficazmente radicales hidroxilo (especies oxidantes capaces de degradar contaminantes orgánicos a gran velocidad).
Según Kelvin C. Araújo, primer autor del artículo e investigador del Centro de Desarrollo de Materiales Funcionales (CDMF), un Centro de Investigación, Innovación y Divulgación (RIDC) financiado por la FAPESP y albergado por la UFSCar, uno de los aspectos más destacados del estudio fue la elección del método de monitorización de PAH. La cromatografía, el método habitual, limita los avances en este tipo de investigación en muchas partes del mundo porque el equipo es caro y la técnica requiere una formación más sofisticada, explicó.
En este estudio, los investigadores utilizaron un espectrofluorómetro, más asequible para muchos laboratorios. El análisis es hasta cinco veces más rápido que en cromatografía, y no se producen residuos tras el proceso. Además, señaló Araújo, la demanda de métodos más accesibles fue detectada por el grupo, que durante mucho tiempo ha estudiado el tratamiento del agua utilizando la cromatografía como principal técnica analítica.
Sistema fotoquímico
Otro aspecto significativo del estudio fue el uso de un sistema fotoquímico activado por microondas para degradar los HAP. Según Ailton Moreira, actual investigador del Instituto de Química de la UNESP en Araraquara y coautor del artículo, degradar de forma eficiente y rápida contaminantes emergentes sin el uso de catalizadores es un gran desafío.
"El desafío es aún mayor cuando se trabaja con mezclas de contaminantes en agua natural, debido a los muchos inhibidores potenciales del proceso de degradación, pero el sistema fotoquímico tuvo un desempeño sobresaliente", dijo Moreira, añadiendo que el mismo sistema ya había demostrado su eficacia en estudios de degradación de residuos agrícolas y farmacéuticos. Según los resultados descritos en el artículo, el sistema fotoquímico podría utilizarse a una escala mucho mayor, por ejemplo, en plantas de tratamiento de aguas residuales.
Los autores confirman que tanto el método analítico como el proceso de degradación serán objeto de futuros estudios en distintos proyectos dirigidos por miembros del grupo. Los próximos pasos incluirán la aplicación de estas tecnologías en una planta de tratamiento de aguas residuales de Gavião Peixoto, ciudad del estado de São Paulo, para controlar y degradar contaminantes emergentes.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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