Tesis profesional presentada por Gerardo Paolo Martínez Domínguez [ger_cold@hotmail.com]

Licenciatura en Química. Departamento de Ciencias Químico Biológicas. Escuela de Ciencias, Universidad de las Américas Puebla.

Jurado Calificador

Presidente: Dr. Felipe Cordova Lozano
Vocal y Director: Dr. Erick Roberto Bandala González
Secretario: Dra. Mónica Cerro López

Cholula, Puebla, México a 6 de abril de 2010.

Resumen

En el presente trabajo se analiza el problema de la contaminación del medio ambiente, en especial del agua a manera de introducción. Se comenta sobre el método denominado lavado de suelos ya que las muestras de agua contaminada a trabajar provienen de dos trabajos anteriores donde fue aplicada esta técnica (18 y 19). Se discuten los diferentes contaminantes del agua que pueden existir y se aborda a fondo el tema de los plaguicidas, sus orígenes, toxicología y usos actuales principalmente en México. Se aborda de manera general el tema de los detergentes y se analiza en específico el dodecil sulfato de sodio (SDS) que es el detergente presente junto con el plaguicida ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) en las muestras de agua contaminada. Se analizan los procesos avanzados de oxidación Fenton y Foto-Fenton que son los aplicados para la eliminación de los contaminantes presentes en las muestras de agua. Se resume la metodología aplicada dentro del trabajo para el montaje de los experimentos realizados así como algunos conceptos básicos para el análisis cinético de la reacción.

En cuanto a la parte experimental, para monitorear la degradación del SDS se llevaron a cabo diferentes experimentos Fenton en oscuridad usando sulfato de hierro y peróxido de hidrógeno. Las concentraciones iniciales a probar fueron 0.1mM de FeSO4 y 1mM de H2O2 debido a que habían sido reportadas como las mejores condiciones en un trabajo anterior al respecto (14). Posteriormente se vario la concentración de ambos reactivos Fenton al doble y a la mitad a su vez que se probó la acción de degradación de cada reactivo por separado de cada reactivo. El análisis de la degradación de SDS se llevo a cabo utilizando luz ultravioleta, donde se comprobó que el sistema Fenton donde se obtiene una mayor degradación es teniendo las concentraciones de peróxido aumentadas al doble (91.6% de degradación). Estas condiciones se probaron ahora en el proceso Foto-Fenton en presencia de luz solar mejorándose la degradación a 98.2%. Se realizó un análisis de constantes cinéticas donde se comprobó que el sistema Fenton donde el peróxido de hidrógeno se aumenta al doble es el que ocurre con mayor rapidez obteniendo una constante cinética de 8x10-4 seg-1. Esta constante, como en el caso del porcentaje de degradación del SDS, se vio mejorada en el proceso Foto-Fenton con un valor de 1x10-3 seg-1.

En cuanto a la degradación del 2,4-D se usó el proceso Foto-Fenton con el peróxido de hidrógeno aumentado al doble realizándose el análisis en un equipo HPLC con una columna marca Restek de 5µm x 300 x 4.6 mm específica para ácidos orgánico usando como fase móvil una mezcla 75% (v/v) de ácido acético al 2% y 25% (v/v) de acetonitrilo obteniéndose una degradación del 98.7%. Por último, y a manera de comprobar la degradación de ambos contaminantes, se realizó un experimento para obtener la demanda química de oxígeno de las muestras en las que fue aplicado el proceso Foto-Fenton con peróxido de hidrógeno aumentado al doble obteniéndose una DQO de 24 mg/L que equivale a una degradación del 77%. Se dan las conclusiones acerca del trabajo realizado así como se propone una alternativa al uso de los plaguicidas como son los bioplaguicidas.

Índice de contenido

Índices (archivo pdf, 19 kb)

Introducción (archivo pdf, 32 kb)

Capítulo 1. Lavado de suelos (archivo pdf, 19 kb)

Capítulo 2. Plaguicidas y detergentes: Efectos sobre la salud (archivo pdf, 97 kb)

  • 2.1 Definición y orígenes
  • 2.2 Propiedades químicas de los plaguicidas: Toxicidad y efectos sobre la salud
  • 2.3 Daños al ambiente
  • 2.4 Los plaguicidas organoclorados
  • 2.5 Los plaguicidas y sus efectos dañinos en México
  • 2.6 Detergentes: Propiedades y toxicidad

Capítulo 3. Procesos avanzados de oxidación (archivo pdf, 47 kb)

  • 3.1 Definición y reacciones conocidas
  • 3.2 Procesos Fenton y Foto-Fenton
  • 3.3 Sistema Fe/H2O2: Reacciones y algunas complicaciones

Capítulo 4. Materiales y métodos (archivo pdf, 33 kb)

  • 4.1 Muestra problema
  • 4.2 Procesos Fenton en oscuridad
  • 4.3 Determinación de la concentración de SDS
  • 4.4 Procesos Foto-Fenton en presencia de luz solar
  • 4.5 Demanda química de oxígeno
  • 4.6 Análisis mediante HPLC
  • 4.7 Orden de reacción

Capítulo 5. Discusión de resultados (archivo pdf, 261 kb)

  • 5.1 Degradación del surfactante
  • 5.2 Degradación del 2,4-D
  • 5.3 Demanda química de oxígeno

Capítulo 6. Conclusiones y recomendaciones (archivo pdf, 29 kb)

  • 6.1 Conclusiones
  • 6.2 Recomendaciones

Referencias (archivo pdf, 26 kb)

Martínez Domínguez, G. P. 2010. Descontaminación de agua de lavado de suelo contaminado con plaguicidas mediante procesos avanzados de oxidación. Tesis Licenciatura. Química. Departamento de Ciencias Químico Biológicas, Escuela de Ciencias, Universidad de las Américas Puebla. Abril. Derechos Reservados © 2010.