eliminación de pentaclorofenol y dioxina del agua mediante

REFERENCIA TÉCNICA
ELIMINACIÓN DE PENTACLOROFENOL Y DIOXINA
DEL AGUA MEDIANTE ORGANOARCILLAS
Introducción
Un estudio anterior mostró que un tipo específico de arcilla organofílica era capaz de reducir determinadas
concentraciones de pentaclorofenol (PCF) en aguas subterráneas en un porcentaje > 99% (1). Esta organoarcilla se
elaboró en un laboratorio universitario modificando la bentonita con cetilpiridinio. CETCO fabrica la organoarcilla PM199 modificando la bentonita con una amina de sebo cuaternaria hidrogenada. CETCO realizó pruebas de filtración
acuosa de la organoarcilla PM-199 para estudiar su capacidad de eliminar PCF. Se alcanzó una eficacia comparable
en cuanto a eliminación de PCF. CETCO logró además ampliar el estudio incluyendo compuestos dioxinoides.
Materiales y métodos
Se preparó una solución madre añadiendo el contaminante individual a una garrafa de sistema cerrado que contenía
agua destilada. Se estudió un solo compuesto químico cada vez. Se eligió agua destilada en lugar de solución salina
para maximizar la solubilidad del componente en solitario en la solución acuosa. Todos los compuestos químicos se
adquirieron de Aldrich, Inc. en las concentraciones más puras disponibles para los compuestos químicos dados. La
solución madre se bombeó a través de un depósito de flujo radial con 100 gramos de organoarcilla PM-199 de CETCO,
con un promedio de tiempo de retención de 6 minutos. El volumen del recipiente vacío era de 135 ml. Se muestrearon
los flujos entrantes y salientes cada 25 volúmenes del recipiente.
Se preparó la solución madre de pentaclorofenol añadiendo unas 9,8 ppm del componente individual en agua
destilada. Se analizaron las muestras entrantes y salientes en los laboratorios Suburban Laboratories, Arlington
Heights (Illinois, EE. UU.), empleando el método de la Agencia de Protección Medioambiental de EE. UU. (USAPA) SW
8260B para compuestos orgánicos volátiles. Los laboratorios Suburban Laboratories notificaron un límite de detección
de 0,3 ppmm (partes por mil millones) de pentaclorofenol.
Se utilizó isodrina como análogo de la dioxina. Se preparó la solución madre de isodrina añadiendo aproximadamente
12,4 ppm de isodrina en un recipiente de sistema cerrado que contenía agua destilada. Se aumentó la solubilidad
disolviendo primero la isodrina en una pequeña cantidad de metanol y luego añadiendo la solución de
isodrina/metanol al agua destilada. La concentración objetivo de metanol en el agua destilada era de 0,5%. Algunos
estudio previos con organoarcillas han mostrado que bajas concentraciones de metanol (< 5%) no presentan un efecto
negativo sobre la eliminación de los compuestos orgánicos del agua. Las muestras entrantes y salientes se analizaron
en el laboratorio analítico de CETCO, Arlington Heights (Illinois, EE. UU.), empleando el método de HPLC (cromatografía
líquida de alta precisión) publicado por Wako Analytical para analizar análogos de dioxinas. El método utiliza una
columna Wakosil Agri-9 4,6mm ID x 250 mm con una velocidad de caudal isocrático de 1 ml/min. La fase móvil fue
acetonitrilo/agua (43/57 v/v). La inyección fue de 10 microlitros y el detector UV de Waters se ajustó a 225 nm. La
calibración interna y los estudios de recuperación de porcentajes dieron un límite de detección para la isodrina de 182
ppmm. Se empleó un máximo de resolución de base a base.
Resultados
La Figura 1 muestra la curva umbral para el pentaclorofenol pasado a través de 100 gramos de PM-199 en el análisis
de laboratorio. En este estudio, se utilizó una concentración de entrada de aproximadamente 9,8 ppm de
pentaclorofenol. El nivel de 9,8 ppm es de 5 a 50 veces mayor que los niveles habituales de pentaclorofenol que se
observan en aguas contaminadas (2). La organoarcilla fue capaz de eliminar el pentaclorofenol durante un periodo
considerable de tiempo.
TR-810
TR_810_AM_SP_201401_v1
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REFERENCIA TÉCNICA
Figura 1.
Effectiveness of CETCO PM-199 for Removing Pentachlorophenol (C6Cl5OH) From Water
12
10
Concentration (ppm)
8
6
4
2
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
Bed Volumes
Influent Concentration
Effluent After CETCO PM-199
La Figura 2 muestra la curva umbral para el componente de isodrina a través de 100 gramos de organoarcilla PM-199
en un análisis de laboratorio. En este estudio se utilizó una concentración entrante de isodrina de aproximadamente
12,4 ppm. Los resultados muestran que la organoarcilla PM 199 resulta más eficaz, ya que posee una mayor
capacidad de eliminación de la isodrina que del pentaclorofenol, de menor peso molecular. Este resultado resulta
significativo, ya que se supone que la dioxina representa un riesgo medioambiental mayor que el pentaclorofenol, de
menor peso molecular.
Figura 2.
Effectiveness of CETCO PM-199 for Removing Isodrin From Water
(1,2,3,4,10,10-hexachloro-1,4,4a,5,8,8a-hexahydro-endo-1,4:5,8-dimethanonaphthlene)
14
12
Concentration (ppm)
10
8
6
4
2
0
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
-2
Bed Volumes
Influent Concentration (ppm)
Effluent After CETCO PM-199 (ppm)
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Conclusiones
Las pruebas de laboratorio demostraron la capacidad de los medios adsorbentes de organoarcilla PM-199 para extraer
el pentaclorofenol y la dioxina del agua. Debe tenerse en cuenta que los tiempos de contacto con el medio arcilloso o
los tiempos de retención repercutirán habitualmente en los resultados obtenidos. Tiempos de contacto más breves
ejercerán un efecto adverso sobre la organoarcilla en la adsorción de contaminantes. Se recomienda que se hagan
pruebas específicas con cada proyecto para simular las condiciones previstas que habrá en la situación real.
Bibliografía
1. Ake, C.L.; Wiles, M.C.; Huebner, H.J.; McDonald, T.J.; Cosgriff, D; Richardson, M.B.; Donnely, K.C.; Phillips, T.D.;
“Porous organoclay composite for the sorption of polycyclic aromatic hydrocarbons and pentachlorophenol from
groundwater”, Chemosphere (2003), 51(9), 835-844.
2. University of Southern California Chemistry On-Line Database. Edited by J.Foche and R. Suponsic, 2002.
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