Remoción de arsénico en agua de consumo por fotocatálisis heterogénea - Mateu, Miguel (2007)
El arsénico es un elemento tóxico para las plantas, los animales y los humanos,que puede ser hallado en diferentes proporciones en la atmósfera, los suelos, las rocas, las aguas naturales, y hasta en organismos. Se moviliza en el ambiente por medio de una combinación de procesos naturales como meteorización,emisiones volcánicas y actividad biológica y también por una amplia variedadde acciones antropogénicas. Entre estas últimas, han tenido notable impactola minería y otras actividades industriales, la quema de combustibles fósiles,y el empleo de pesticidas y herbicidas arsenicales; algunas formulaciones del área de la agricultura han devenido obsoletas, pero el empleo de sales arsenicales en la preservación de la madera sigue siendo común en la actualidad. De todas las fuentes del arsénico en el ambiente, la que sin duda representa unamás clara amenaza para la salud de la humanidad representa su presencia en el aguade bebida, dada la cantidad de regiones del globo terráqueo y el número de habitantes que sufren esta clase de contaminación, en tanto que la exposición porvía atmosférica se limita al ámbito ocupacional y a áreas considerablemente másrestringidas. Entre los diversos métodos que se emplean para reducir la contaminación con arsénico que afecta las aguas de bebida de origen subterráneo, se encuentra la oxidación del elemento a su estado de valencia superior (V) que, además de ser menos tóxico que su estado inferior (III), presenta ventajas al intentar su eliminación del agua. En el presente trabajo se encara la oxidación del arsénicomediante la acción de la luz, por efecto catalítico del dióxido de titanio, sustancia semiconductora de amplia utilización como pigmento blanco, que en la actualidad está experimentando un empleo creciente en muy diversas aplicacionespor sus propiedades casi únicas entre los compuestos de naturaleza similar: además de su importante utilidad como agente descontaminante, particularmentede efluentes líquidos, sirve para la descontaminación de medios gaseosos y parala fabricación de superficies con efectos desinfectantes, autolimpiantes yantiempañantes. Por su modo de acción, la fotocatálisis heterogénea con semiconductores se inscribe dentro de lo que se ha dado en llamar "tecnologías avanzadas de oxidación",denominación que se refiere a un grupo de procesos químicos que involucran la generación de especies oxidativas y reductivas muy activas, entre las cuales elradical hidroxilo, HO, es la especie principal y más fuerte generada en estosprocesos. La forma en que juegan las distintas variables posibles, como la masa del óxido,el pH y la adición de otros oxidantes como el agua oxigenada y el ión férrico,este último con propiedades adsorbentes del arsénico en su estado de hidróxidoprecipitado, son estudiados en el presente trabajo, a nivel laboratorio. El fin último de este conocimiento es su aplicación al desarrollo de un método eficaz y barato, capaz de ser implementado en comunidades rurales que no tienen acceso al agua tratada por plantas de escala industrial, ni aúnpor otras alternativas más modestas, por lo caras o sostificadas, y cuyos antecedentesinmediatos son el método SORAS y el método SODIS (este último sólo para lacontaminación biológica).El estudio que aquí se encara pretende la descontaminación del arsénico, presente en el agua subterránea de consumo, mediantesu exposición al sol en botellas de politereftalato de etileno(PET) recubiertasinternamente por dióxido de titanio mediante un procedimiento sencillo, y su posterior remoción por el hierro al estado de hidróxido precipitado mediante un elemento filtrante apropiado. Este elemento es un componente corriente de esta clase de aguas, por lo que puede ser necesaria, o no,su adición externa, y la luz solar es un insumo abundante y gratis en muchas regionesdel planeta, como el noroeste de la Argentina, particularmente afectado por lasproblemáticas sanitarias derivadas de la contaminación arsenical del agua de beber. El trabajo concluye con experimentos tipo campo, con aguas reales de la Provinciade Santiago del Estero y de la Provincia de Buenos Aires expuestas al solen botellas de productos comerciales corrientes, recubiertas con dióxido detitanio en su superficie interna, en las que mediante el agregado de iones férricos y posterior decantación y/o filtrado, se obtuvieron nivelesde descontaminación que las hacen aptas para el consumo humano.