Aplicación de pulsaciones eléctricas y biocarbón en la degradación de mancozeb

Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Ambiental) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Química, 2017

El uso de plaguicidas por hectárea en Costa Rica es de los más altos en el mundo. Este uso intensivo de los plaguicidas representa un problema debido a los efectos secundarios que pueden sufrir los seres humanos como consecuencia a la alta exposición. El mancozeb es el plaguicida más utilizado en el país, el cual tiene efectos dañinos en las personas como el crecimiento de tumores, efectos disruptivos en el sistema endocrino y la acumulación de metales en las células. Por ello, es de gran interés la remoción de estos compuestos de los cuerpos de agua. Este estudio pretende establecer una metodología de remediación de mancozeb utilizando procesos de electroxidación con electrodos de grafito en una columna de biocarbón. La columna de 1,4 cm de diámetro y 26 cm de largo se empacó con biocarbón y arena. Se realizaron 3 ensayos en la columna: a) retención, b) degradación electroquímica en condiciones estáticas y c) degradación electroquímica en condiciones dinámicas con un tiempo de retención hidráulico de 2,85 s y un flujo de 0,35 mL/s. En el ensayo de retención se obtuvo una reducción de la concentración del mancozeb de más de un 50%. En los ensayos de degradación electroquímica se evidenció no sólo la degradación del mancozeb, sino también la degradación del ácido etilendiaminotetraacético presente en la disolución. Se concluyó que se puede lograr la degradación electroquímica realizada en conjunto con el biocarbón, el cual resultó ser un tratamiento complejo en el que interactúan distintos procesos cinéticos. La metodología mostró ser de amplio espectro al evidenciar la degradación de las moléculas orgánicas cargadas presentes en la disolución.

The use of pesticides per hectare in Costa Rica is one of the largest in the world. The intensive use of pesticides it’s a problem due to the side effects on human beings as a consequence of high exposure. Mancozeb is the most widely used pesticide in the country, which has harmful effects on people such as growth of tumors, disruptive effects on the endocrine system and the accumulation of metals in cells. Therefore, the removal of these compounds from water bodies is of great interest from the environmental and health point of view. This study aims to establish a mancozeb remediation methodology using an electro-oxidation process on a biochar column connected by graphite electrodes. The 1.4 cm diameter and 26 cm long column was packed with biochar and sand. Three tests were carried out on the column: a) retention, b) electrochemical degradation under static conditions and c) electrochemical degradation under dynamic conditions with a hydraulic retention time of 2.85 s and a flow of 0.35 mL/s. In the retention test, a reduction in the concentration of mancozeb of more than 50% was obtained. Electrochemical degradation tests showed not only the degradation of mancozeb, but also the degradation of ethylenediaminetetraacetic acid present in the solution. It was concluded that the electrochemical degradation carried out together with biochar was achieved, which resulted in a complex treatment where different processes have been detected. The methodology turned out to be wide-reaching by showing the ability to degrade charged organic molecules present in the solution.