Publication: Remediación de suelos con fases líquidas no acuosas mediante oxidación química in situ
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Publication Date
2017-11-27
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Universidad Complutense de Madrid
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Abstract
El aumento de la conciencia medioambiental a nivel global en las últimas décadas ha permitido mejorar el nivel de conocimiento en una gran variedad de campos relacionados con la conservación del medioambiente, destacando entre ellos los que centran sus estudios en torno a la contaminación de suelos por especies orgánicas de muy diversa naturaleza, caracterizados por una baja o nula solubilidad en agua, alta hidrofobicidad, alta afinidad con la materia orgánica del suelo, baja volatilidad y baja biodegradabilidad. Dentro del amplio abanico de posibilidades a la hora de seleccionar una técnica de remediación, cabría destacar aquellas técnicas basadas en la oxidación química in situ de los contaminantes (en inglés ISCO). El interés creciente en la aplicación y desarrollo de este tipo de técnicas se ha debido principalmente a su prometedor futuro como alternativa eficiente a las técnicas tradicionales de remediación de suelos, como son el bioventing, air sparging y pump-and-treat. Teniendo en cuenta que las técnicas de oxidación química In Situ se fundamentan en la liberación de radicales con elevado poder de oxidación, como es el caso de los radicales hidroxilo en el reactivo Fenton (E = 2.8 V) y los radicales sulfato (E = 2.6 V) en el uso de persulfato activado, su aplicación puede llegar a alcanzar elevadas eficiencias de eliminación de los contaminantes, incluso pudiendo llegar a conversión casi completa, además de buenos grados de mineralización en plazos de tiempo relativamente cortos. Estas ventajas que ofrece la oxidación química In Situ han ayudado a que el número de estudios sobre la aplicación de reactivo Fenton y persulfato activado hayan ido en aumento a lo largo de los años, desarrollándose a su vez formas cada vez más eficientes de oxidación química sobre suelos contaminados reales. Es, por tanto, en este contexto en el que se ha enmarcado el desarrollo de la presente tesis doctoral, que ha estado centrada en el estudio de diferentes alternativas de aplicar el reactivo Fenton y persulfato activado para la eliminación de varios contaminantes orgánicos (gasolinas, mezcla de biodiesel e hidrocarburos aromáticos policíclicos). El trabajo se ha fundamentado en el estudio de la influencia de diversas variables, como tipo de catalizador, tipo de activador, concentración de activador/catalizador, concentración de oxidante, carga contaminante, etc., en la eliminación de los contaminantes tras los tratamientos, así como de la monitorización de cada una de las variables críticas involucradas en la evolución del tratamiento, como concentraciones de oxidante y contaminante remanentes, concentración de catalizador/activador, pH, concentración de agente quelante, etc¿ permitiendo así profundizar en la comprensión de los fenómenos subyacentes a la técnica de remediación durante su aplicación. Asímismo, los estudios realizados en la tesis se han llevado a cabo aplicando las técnicas de oxidación química In Situ en la remediación de un suelo franco arenoso contaminado artificialmente por distintos tipos de contaminantes a diferentes concentraciones. La selección de los contaminantes se ha realizado teniendo en cuenta un orden de solubilidad en agua decreciente. Se comenzó con etilbenceno, se continuó con una mezcla de diesel y biodiesel B20 y se finalizó con hidrocarburos aromáticos policíclicos. Cabe destacar que el desarrollo experimental así como el análisis y estudio de los resultados correspondientes aparecen publicados de manera detallada en artículos de revistas indexadas en el campo de la ingeniería química / medioambiental. Es por ello que la presente tesis contribuye a la expansión del conocimiento en el campo de la remediación medioambiental por técnicas de oxidación química, especialmente aquellas basadas en el uso del reactivo Fenton y persulfato activado para la eliminación de contaminantes orgánicos persistentes en suelos.
Over the last decades, the increase in environmental concern worldwide has led to a better understanding of a great number of fields closely related to the preservation of the environment. In this perspective, the study of consequences entailed by contamination of soils with organic pollutants has become particularly relevant. Important improvements have been made through the study of the evolution of contaminants fate, their impacts on human health and on the environment, as well as the development of efficient strategies for soil restoration. Besides, all this progress has been especially driven thanks to the creation and evolution of legal frameworks in the majority of developed countries such as the United States (Environment Protetion Agency), the European Union (the corresponding national environmental agencies of the member countries), Australia and/or Canada. Although the number of organic pollutants which may be present in soil is extremely large, there are common properties which make a persistent pollutant a serious threat to the environment, such as low or negligible solubility in water, hydrophobicity, high affinity to soil organic matter, low volatility and low biodegradability. Therefore, due to the great variety of organic pollutants and the circumstances in which they can be found into the subsoil (as a result of local or diffuse contamination), there is as well a great number of different alternatives for soil remediation. Among them, the application of techniques based on In Situ Chemical Oxidation (ISCO) have emerged as an efficient and cost-effective alternative to the traditional approaches for soil and groundwater remediation, such as bioventing, air sparging or pump-and-treat...
Over the last decades, the increase in environmental concern worldwide has led to a better understanding of a great number of fields closely related to the preservation of the environment. In this perspective, the study of consequences entailed by contamination of soils with organic pollutants has become particularly relevant. Important improvements have been made through the study of the evolution of contaminants fate, their impacts on human health and on the environment, as well as the development of efficient strategies for soil restoration. Besides, all this progress has been especially driven thanks to the creation and evolution of legal frameworks in the majority of developed countries such as the United States (Environment Protetion Agency), the European Union (the corresponding national environmental agencies of the member countries), Australia and/or Canada. Although the number of organic pollutants which may be present in soil is extremely large, there are common properties which make a persistent pollutant a serious threat to the environment, such as low or negligible solubility in water, hydrophobicity, high affinity to soil organic matter, low volatility and low biodegradability. Therefore, due to the great variety of organic pollutants and the circumstances in which they can be found into the subsoil (as a result of local or diffuse contamination), there is as well a great number of different alternatives for soil remediation. Among them, the application of techniques based on In Situ Chemical Oxidation (ISCO) have emerged as an efficient and cost-effective alternative to the traditional approaches for soil and groundwater remediation, such as bioventing, air sparging or pump-and-treat...
Description
Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Ingeniería Química, leída el 25-11-2016