Efecto de los microplásticos en la degradación de compuestos emergentes por UV/H2O2.
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Date
2025
Authors
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Publisher
Universidad de Concepción
Abstract
El uso no controlado en conjunto con la creciente prevalencia de microplásticos (MPs) y compuestos emergentes (CEs) en ambientes acuáticos puede representar potenciales riesgos significativos para la salud pública y el medio ambiente, por lo que se ha convertido en una problemática a nivel mundial. Debido a esto, los procesos de oxidación avanzada (POAs), han sido propuestos como prometedora alternativa para transformar y degradar compuestos químicos en el agua.
Esta investigación tuvo como objetivo realizar experimentos exploratorios a nivel de laboratorio bajo diferentes condiciones controladas con el fin de evaluar el posible efecto de la presencia de microplásticos de Polietileno de Baja Densidad (PE) en la degradación de los fármacos Carbamazepina (CBZ) y Sulfametoxazol (SMX), esto aplicado en uno de los procesos de oxidación avanzada más comunes, el UV/H2O2. Por una parte, se realizaron experimentos solo con MPs para identificar mediante un análisis a través de Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) potenciales cambios en la estructura química del PE, y por otro lado se hizo un estudio cinético previo con el objetivo de identificar el comportamiento de los compuestos en su degradación y definir condiciones para realizar experimentos con la presencia de PE en color negro y transparente, a diferentes dosis (25, 100 y 250 mg/L), esto en matrices de agua desionizada y superficial.
En cuanto a los resultados, en el estudio cinético la CBZ tuvo una degradación lenta, mientras que SMX se degradó rápidamente debido a su alta afinidad por la oxidación con luz UV. El análisis FTIR evidenció cambios mínimos en el PE hasta 1,5 horas de tratamiento, pero a 5 y 10 horas se observó una clara progresión de la oxidación para ambos colores. En los experimentos combinados, la rápida degradación de SMX fue una dificultad para evaluar el efecto de los microplásticos en su degradación y el aumento en dosis de MP no mostró una relación lineal con la degradación de CBZ, por lo que se concluyó que en las dosis de microplástico de polietileno de ambos colores aplicadas y las condiciones experimentales estudiadas la presencia de los microplásticos en el sistema UV/H2O2 no afectó la degradación de los compuestos modelo. En cambio, la matriz de agua superficial presenta ciertos constituyentes que afectan la degradación por ser consumidores de radicales hidroxilos, lo cual fue un factor puesto que la degradación fue menor en comparación con el agua desionizada para las mismas condiciones empleadas. Los resultados de este estudio plantean la necesidad de ajustes metodológicos para futuras investigaciones, como la selección de compuestos con cinéticas de degradación más similares, en donde surgen dos alternativas, realizar experimentos con SMX y otros compuestos semejantes en un tiempo más reducido, o bien, trabajar con CBZ y compuestos con degradación más lenta para extender el tiempo de experimentación, también se sugiere variar las condiciones del MP, como trabajar con un tamaño de partícula menor, probar más dosis y trabajar con más tipos de MP, esto en vista de permitir una mejor evaluación del potencial efecto de los microplásticos en la degradación de los compuestos en el proceso UV/H2O2.
Description
Tesis presentada para optar al título de Ingeniera Ambiental.
Keywords
Desechos de plástico, Oxidación, Peróxido de hidrógeno, Aguas servidas Purificación