Diseño de un reactor fotocatálitico (UV-A) para el estudio de la degradación química de 1,2-dihidroxibenceno e inactivación de E. coli en aguas simuladas.

Abstract

En las últimas décadas, la creciente demanda para la descontaminación de aguas residuales industriales ha generado un desafío científico, técnico y de gran preocupación en pro de buscar mecanismos para dar solución por medio de procesos que apliquen diferentes tecnologías como los Procesos Avanzados de Oxidación (PAO) los cuales son métodos de remediación hídrica que emplean fotocatálisis y radiación como la proveniente de la energía solar o radiación artificial como lámparas de luz ultravioleta. Las reacciones de oxidación intensa y mineralización de los contaminantes pueden incrementarse en presencia de oxígeno molecular o (peróxido de hidrógeno) H2O2, resultando en un proceso altamente eficiente por la formación de especies reactivas de oxígeno que conduce a una degradación eficiente de contaminantes en medio acuoso para formar compuestos con baja toxicidad, poca persistencia o bioacumulación. La presente propuesta de investigación comprende la construcción de un reactor fotocatalítico a escala de laboratorio para evaluar la degradación del contaminante 1,2-dihidroxibenceno e inactivación microbiana de E. coli en aguas simuladas, utilizando dióxido de titanio (TiO2) como semiconductor, una fuente de irradiación artificial con lámparas UV-A con emisión a 365 nm y un agente oxidante que para este caso será utilizado el peróxido de hidrógeno (H2O2); siendo esta alternativa de oxidación avanzada de bastante interés investigativo en la comunidad científica como una solución de remediación ambiental que pueda ser aplicada en fuentes hídricas, minimizando los efectos secundarios generados sobre los organismos acuáticos y aves que conviven en dicho ecosistema. La remediación fotocatalitica de 1,2-dihidroxibenceno y la inactivación de E.coli en aguas simuladas, se realizó tras la construcción de un reactor fotocatálitico con fuente de luz UV de 10W a 365 nm basado en el diodo emisor de luz LED – UV energéticamente eficiente por la incidencia lumínica directa y la disminución de la recombinación electrón-hueco que aumenta la eficiencia fotónica. Para realizar el proceso de degradación de 1,2-dihidroxibenceno se aplicó una concentración de catalizador (TiO2) a 2000 ppm un pH neutro de 7 obteniendo un 44% de remoción del contaminante. Para evaluar inactivación de E. coli, se estudió la curva de crecimiento bacteriano de la cepa ATCC 25922 en medio de cultivo nutritivo, utilizando la técnica de UV-vis. Se realizó barrido espectral desde 200 hasta 800nm, obteniendo la máxima absorción a 300nm y una fase de crecimiento exponencial de 4 a 5 horas a 37° C y pH 7.0, bajo estas condiciones se obtuvo resultados de inactivación microbiana en un 27% de UFC.