Remediación de efluentes acuosos contaminados con fármacos mediante procesos de adsorción y fotoquímicos

Abstract

Propósito y Método de Estudio: La contaminación del agua con fármacos es una problemática global. Los procesos de adsorción y fotoquímicos han sido reportados para el tratamiento de agua impactada con algunos fármacos, sin embargo, no han sido estudiados para la remoción de clorfenamina (CPM), ranitidina (RNT) y ciprofloxacino (CIP), por lo que se propone estudiar ambos proceso tanto en su desempeño de remoción de dichos fármacos como sus mecanismos de acción. Para la adsorción se utilizó un carbón activado granular (CAG) comercial, de un precursor de madera, además de evaluar su capacidad de adsorción a distintas concentraciones iniciales y pH, se realizaron pruebas de desorción con solventes orgánicos e inorgánicos, así como ciclos de reúso. Para los procesos fotoquímicos, se evaluó la degradación con fotólisis solar y UV, así como TiO2 como fotocatalizador modelo, además se realizó la síntesis y evaluación de xerogeles de silicio dopados con Ni, Zn y Fe. Contribuciones y Conclusiones: Se lograron capacidades de adsorción al equilibrio de 761, 616 y 785 µmol/g para CIP, RNT y CPM, respectivamente, sobre el CAG. Se encontró que las interacciones mayoritarias fueron las dispersivas del tipo interacciones electroestáticas atractivas, así como quimisorción para CIP y CPM, e interacciones electroestáticas atractivas, puentes de hidrogeno y quimisorción para RNT. Los desorbentes inorgánicos lograron ciclos de reúso con una eficacia de regeneración de 70% en 3 ciclos. Por otra parte el uso de xerogeles dopados con hierro(III) bajo radiación solar presentaron constantes cinéticas de degradación 0.323, 0.336 y 0.020 min-1 para CPM, RNT y CIP, respectivamente. No fue posible realizar ciclos de reúso. La eficiencia energética de dichos procesos comparados con el TiO2/UV fueron similares en la degradación de CPM y RNT. La síntesis de los xerogeles resultó más sustentable que la del TiO2 de acuerdo a un análisis utilizando la herramienta DOZN.