Degradación de índigo carmín mediante procesos avanzados de oxidación empleando ozono catalizado con diferentes metales.

Abstract

La industria textil es el mayor consumidor de agua dulce de alta calidad por kg de material manufacturado debido a ello, la naturaleza de sus procesos de producción contribuye significativamente a la contaminación de agua. Grandes cantidades de diferentes colorantes son empleados en las industrias textiles sin embargo, aproximadamente 15% de la producción mundial total de colorantes se pierde durante el proceso de teñido. Los contaminantes provenientes de la industria textil a menudo contienen productos químicos como el formaldehído, colorantes azoicos, dioxinas y metales pesados, que suponen un riesgo para los seres humanos y el medio ambiente. Los compuestos mencionados han sido encontrados en las aguas residuales después de haber lavado los textiles en casa, aun el lavado en seco contribuye a la incineración de estos contaminantes los cuales son arrojados y encontrados en la atmósfera después de la incineración. El lanzamiento de estos efluentes industriales tóxicos, recalcitrantes y con contenido de color en los efluentes son una fuente dramática de la contaminación estética y contribuyen de la misma forma a la perturbación de la vida acuática. Ya que los colorantes textiles están diseñados y se caracterizan por ser resistentes a la acción microbiana, química, térmica y la degradación fotolítica son difíciles de degradar o remover de los efluentes. Para evitar la acumulación peligrosa de tintes y colorantes en el medio acuático, diversos esfuerzos de investigación han sido objeto de estudio en el desarrollo de Procesos Avanzados de Oxidación (POA) eficientes para lograr su eliminación en aguas residuales industriales y minimizar el impacto que han generado. Es bien conocido que en condiciones experimentales los POA son efectivos debido a la formación de agentes oxidantes potentes tales como radicales hidroxilo (HO•) los cuales son capaces de oxidar materia orgánica contaminante. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de los sistemas metálicos de Fe y Cu soportados y no soportados en conjunto con el proceso de ozonación para la degradación de índigo carmín y su principal producto de degradación, ácido isatina-5-sulfónico hasta su mineralización parcial. 8 Mediante el método de reducción química se sintetizaron partículas metálicas a partir de Fe(II), Cu(II) y Fe/Cu. Los resultados para el sistema bimetálico Fe/Cu en conjunto con el proceso de ozonación fueron eficientes no sólo en términos de eliminación de índigo carmín, también fue promovida la degradación ácido isatina-5-sulfónico. En todos los casos, la generación de radicales oxidantes capaces de la degradación de índigo carmín es llevado a cabo a través de reacciones Fenton, Fenton-like y ozonación. El grado más alto de mineralización en términos de COT y reducción de DQO para la molécula de índigo carmín (94 y 95% respectivamente) se logró después de 10 minutos de ozonación a un valor de pH 3, con una dosis de ozono de 0.005 gL-1, 1000 mgL-1 para el sistema bimetálico Fe/Cu. En adición, partículas metálicas de hierro fueron evaluadas en un soporte de tipo orgánico usando residuos de Pimienta dioica L. Merrill, evaluando de igual manera, la remoción índigo carmín por ozonación. El material impregnado con partículas metálicas de hierro (MPS/Fe) también resulta eficiente en la degradación de índigo carmín y de los subproductos generados durante el proceso de ozonación. La ozonación catalizada mediante este material conduce a alcanzar una velocidad de reacción dos veces más rápido que empleando la ozonación sola. El uso de la MPS/Fe permite la eliminación de 76% de TOC después de sólo 20 min de ozonación. El uso de este material mejora las propiedades del mismo de tal manera que puede ser utilizado al menos tres veces sin con porcentajes de reuso similares en posteriores procesos bajo las mismas condiciones.