DIPLOMA DE ESTUDIOS AVANZADOS. Ana García Ripoll

DIPLOMA DE ESTUDIOS AVANZADOS

Ana García Ripoll

Asignaturas de doctorado

• CONTROL DE CALIDAD Y SEGURIDAD EN LA INDUSTRIA TEXTIL

• ESPECTROSCOPÍA INFRARROJA Y TÉCNICAS ELECTROQUÍMICAS APLICADAS A POLIMEROS

• EVALUACIÓN Y CONTROL DE LA CORROSIÓN EN PROCESOS INDUSTRIALES

• PROCESOS DE OXIDACIÓN AVANZADA EN TRATAMIENTOS DE AGUAS. NUEVOS

MATERIALES CATALIZADORES

PRESENTACION TRABAJO DE INVESTIGACIÓN

ESTUDIO DE BIODEGRADABILIDAD ESTUDIO DE BIODEGRADABILIDAD

DE PESTICIDAS TRAS UN DE PESTICIDAS TRAS UN TRATAMIENTO DE FOTOCAT

TRATAMIENTO DE FOTOCATÁÁLISIS LISIS SOLAR

SOLAR

Ana García Ripoll

TÉCNICAS EMPLEADAS

• FOTOCATÁLISIS HETEROGÉNEA (AOP)

• RESPIROMETRIA

• TOC-TN

• HPLC

• CROMATOGRAFÍA IÓNICA

• TENSIÓMETRO

PESTICIDA ESTUDIADO

• Ultracid (40% p/v metidation) (Syngenta)

– Metidation (principio activo)

• Insecticida organofosforado empleado en agricultura de cítricos de la CV

• Clasificación según Unión Europea: T+ (Muy tóxico)

N S N O

O

C H₃

CH₂ S

P O S

O CH₃ CH₃

ESTUDIO DE TOXICIDAD

• Ultracid (40% p/v metidation)

0 20 40 60 80 100

0 10 20 30 40 50 60 70

Tiempo (min) O2 consumido (mgO2/Lh)

Tasa Máxima

Adición de pesticida

FOTODEGRADACIÓN SOLAR CON

TiO

••ESTUDIOS ESTUDIOS EN LABORATORIOEN LABORATORIO

••ESTUDIOS EN PLANTA PILOTOESTUDIOS EN PLANTA PILOTO

••ESTUDIOS DE ESTUDIOS DE RESPIROMETRRESPIROMETRÍÍAA

FOTODEGRADACI

FOTODEGRADACIÓÓN SOLAR CON N SOLAR CON TiOTiO₂₂

N S N O

O

C H₃

CH₂ S

P O S

O CH₃ CH₃

••ESTUDIOS ESTUDIOS EN LABORATORIOEN LABORATORIO

FOTODEGRADACI

FOTODEGRADACIÓÓN SOLAR CON N SOLAR CON TiOTiO₂₂

N S N O

O

C H₃

CH₂ S

P O S

O CH₃ CH₃

0 20 40 60 80 100

3h con TiO2 5h conTiO2 5h sin TiO2

descenso (%)

HPLC TOC

Fotodegradaci

Fotodegradacióónn del del UltracidUltracid con con TiOTiO₂₂: : Ensayos Ensayos en en laboratoriolaboratorio

0 10 20 30 40 50

Initial 3h 5h

toxicidad (%)

0.2 g/L TiO2 without TiO2

Respirometría

- Vaso precipitados 250mL de disolución (0.05g/L) y 0.2g/L de TiO₂

••ESTUDIOS EN PLANTA PILOTOESTUDIOS EN PLANTA PILOTO

FOTODEGRADACI

FOTODEGRADACIÓÓN SOLAR CON N SOLAR CON TiOTiO₂₂

N S N O

O

C H₃

CH₂ S

P O S

O CH₃ CH₃

Planta Piloto Plataforma Solar Almería (CIEMAT)

V = 35L ( 22.4L irradiados)

Fotodegradaci

Fotodegradacióónn del del UltracidUltracid con con TiOTiO₂₂: : Ensayos Ensayos en en plantaplanta piloto piloto

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4

0 100 200 300 400 500 600

t_30W (min)

C/Co

TOC (0.2 g/L) HPLC (0.2g/L) TOC (0.5 g/L) HPLC (0.5g/L)

••ESTUDIOS DE ESTUDIOS DE RESPIROMETRRESPIROMETRÍÍAA

FOTODEGRADACI

FOTODEGRADACIÓÓN SOLAR CON N SOLAR CON TiOTiO₂₂

N S N O

O

C H₃

CH₂ S

P O S

O CH₃ CH₃

Fotodegradaci

Fotodegradacióónn del del UltracidUltracid con con TiOTiO₂₂: : Ensayos Ensayos de de respirometrrespirometrííaa

TiO₂ = 200 mg/L

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

0 50 100 150

t30W (m in)

C/Co

0 10 20 30 40 50 60 70

0 100 200 300 400

t_30W (m in)

toxicidad (%)

Fotodegradaci

Fotodegradacióónn del del UltracidUltracid con con TiOTiO₂₂: : Ensayos Ensayos de de respirometrrespirometrííaa

TiO₂ = 500 mg/L

0 10 20 30 40 50 60 70

0 100 200 300 400 500

t_30W (min)

toxicidad %

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

0 50 100

t_30W (m in)

C/Co

Fotodegradación del Ultracid:

Ensayos planta piloto

- Variación de la tensión superficial tras el tratamiento tratamiento

- Incremento de 45 a 72 mN/m

- Tensión superficial agua = 72 mN/m

Degradaci

Degradacióónn del del UltracidUltracid con TiOcon TiO₂₂

Variación de la Tensión superficial

0 10 20 30 40 50 60 70 80

0 100 200 300 400 500

t_30W (m in)

Tensión superficial mN/m

FOTODEGRADACIÓN SOLAR CON TiO₂

Metidation

••ESTUDIOS EN PLANTA PILOTOESTUDIOS EN PLANTA PILOTO

FOTODEGRADACI

FOTODEGRADACIÓÓN SOLAR CON N SOLAR CON TiOTiO₂₂

N S N O

O

C H₃

CH₂ S

P O S

O CH₃ CH₃

Degradaci

Degradacióónn del del UltracidUltracid--MetidationMetidation con TiO

con TiO₂₂::

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

0 50 100 150 200 250 300 350

t_30W (min)

C/Co

TOC HPLC

Ultracid

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4

0 100 200 300 400

t_30W (m in)

C/Co

TOC Metidation

Metidation

Empleo de 0.2g/L de TiO₂

Mecanismo

Mecanismo de de degradacidegradacióónn

0 20 40 60 80 100

0 50 100 150 200 250 300 350

t_300W (min)

% del valor estequeométrico

nitrato sulfato Fosfato amonio

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

0 100 200 300 400 500 600

time (min)

TN/TNo

Mecanismo

Mecanismo de de degradacidegradacióónn

Mecanismo

Mecanismo de de degradacidegradacióónn

Difícilmente degradable

Fácilmente degradable

N S N

O

O

C H₃

CH₂ S

P O S

O CH₃ CH₃

CONCLUSIONES GENERALES

• La fotocatálisis solar es capaz de degradar y de

eliminar la toxicidad del pesticida comercial y de su principio activo.

• El escalado a planta piloto, establece como óptimo el empleo de 200 mg/L de TiO₂ como catalizador.

• La combinación de las técnicas empleadas

(TOC,HPLC, CROMATOGRAFÍA IÓNICA) permite el estudio de los mecanismos de degradación en

pesticidas puros.

• Mediante la fotocatálisis solar, se consigue eliminar la toxicidad del pesticida, permitiendo su acoplamiento con un posterior tratamiento de biológico.

ƒ COMUNICACIONES A CONGRESOS

ƒ ECOR-2; Gottingen, junio-2005: “Decrease of the toxicity of the pesticide metidathion by solar photocatalysis^”

ƒ X Congreso del Mediterráneo: Barcelona Nov-2005. "Measurement of

toxicity/biodegradability of pesticides by means of the zahn-wellens test and active sludges respirometry".

ƒ II Jornadas la investigación ante la sociedad del conocimiento. Alcoy- Nov2005

“La fotocat^álisis solar como una alternativa en la depuraci^ón de aguas residuales industriales ^“

ƒ PUBLICACIONES

Se est^á preparando una publicaci^ón de los resultados de este trabajo para la revista solar energy

RESULTADOS

AGRADECIMIENTOS

• Se agradece al Ministerio de Ciencia y Tecnología su financiación (Proyecto PPQ2003-07596-C03).

• Se agradece al Ministerio de Ciencia y Tecnología la beca predoctoral (FPI) asociada a este proyecto.

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Ana García Ripoll