Resumen

En este artículo se presenta el efecto de las sales inorgánicas MgSO₄, NaCl y CaCO₃ en la desinfección fotocatalítica del agua. Se usó TiO₂-P25 como fotocatalizador y E. Coli como microorganismo contaminante. Las pruebas de desinfección se realizaron mediante la iluminación controlada de reactores batch cargados con agua contaminada, sales y TiO₂. Los resultados de estas pruebas fueron usados para determinar los parámetros cinéticos de un modelo tipo Langmuir-Hinshelwood. Se encontró que las sales tienen una fuerte influencia sobre la inactivación fotocatalítica de E. Coli, y que cada sal y su concentración afectan la desinfección de forma diferente y en el siguiente orden: NaCl > CaCO₃ >> MgSO₄. Adicionalmente, el valor de los parámetros calculados fue diferente para cada sal, evidenciando que las sales afectan el proceso por varios mecanismos relacionados con las interacciones ion-bacteria,ion-especie oxidante e ion-TiO₂.

1 INTRODUCCIÓN

La desinfección fotocatalítica de agua (DFA) es un proceso con gran potencial para disminuir la cantidad de bacterias presentes en las fuentes de agua cruda usadas para abastecer al ser humano [1],[2]. En éste proceso, la inactivación de bacterias se logra mediante el uso de un semiconductor que en presencia de una fuente de luz, genera especies oxidantes capaces de reaccionar con la membrana celular y ocasionar lisis y posterior muerte del microorganismo [3],[4]. El TiO₂ es el semiconductor más utilizado en procesos fotocatalíticos debido a que presenta una alta actividad, es económico y amigable con el medio ambiente [5],[6]. Sin embargo, el desempeño del fotocatalizador en la DFA puede ser afectado por algunos parámetros operacionales como su concentración, la potencia de irradiación, la concentración inicial de microorganismos, la temperatura del agua y la geometría del reactor [7],[8]. Algunas características del agua como su composición y pH, también afecta la eficiencia del proceso fotocatalítico, y más aún, cuando se desea implementar este proceso en agua proveniente de fuentes de agua natural o cruda y de efluentes de aguas residuales, en los que la carga orgánica e inorgánica puede variar considerablemente dependiendo de la región geográfica.

Coleman et al. [9] revisaron la influencia del NaHCO₃ E. coli utilizando TiO> y encontraron que la presencia de esta sal provoca un decrecimiento en la eficiencia bactericida debido a la competición del ion $HCO_3^{-1}$ con las especies oxidantes causantes de la muerte del microorganismo. Gourmelot et al. [10] encontraron que la DFA en presencia de Cl^-1 en concentraciones superiores a 10 mmol/L es acelerada debido a que este ion produce cambios en la permeabilidad de la membrana celular, ocasionando un aumento en el flujo de sustancias nocivas al interior de la bacteria. ​

• Materias:Cinética química Desinfección del agua Fotocatálisis Óxido de titanio (TiO₂) Sales
• Subjects:Chemical kinetics Water disinfection Photocatalysis Titanium oxide (TiO₂) Salts
• Palabras claves:Fotocatálisis; TiO2; Desinfección; Sales inorgánicas; Cinética.
• Keywords:Photocatalysi; TiO2; Disinfection; Inorganic salts; Kinetic.