1,4-Dioxano en el agua: el contaminante invisible y cómo eliminarlo
¿Cuál es el proceso adecuado para su aplicación?
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¿Qué es el 1,4-dioxano y por qué representa un problema?
El 1,4-dioxano se utilizaba como estabilizador de
disolventes clorados y es un subproducto de la fabricación de muchos productos
de cuidado personal, decapantes de pintura y tintes. Considerado un posible
carcinógeno, el 1,4-dioxano se eliminó de muchos de estos procesos de
fabricación, pero sigue encontrándose en aguas superficiales, subterráneas,
residuales e incluso en el permeado de ósmosis inversa. En un período de
monitoreo reciente, se encontró 1,4-dioxano en más de 1000 sistemas públicos de
agua en 45 estados de EE. UU. Se trata de un compuesto semivolátil difícil de
eliminar que requiere tecnología avanzada para su descomposición.
¿Cuál es el marco regulatorio del 1,4-dioxano?
Si bien la EPA de EE. UU. ha incluido el 1,4-dioxano como
una de las 10 sustancias químicas de alta prioridad en la Ley de Control de
Sustancias Tóxicas, la agencia no ha emitido un nivel máximo de contaminante
(MCL) federal. Sin embargo, varios estados sí han emitido MCL. En enero de
2022, el estado de Nueva York prohibió casi todas las cantidades de
1,4-dioxano, salvo trazas, en cosméticos, productos de cuidado personal y de
limpieza. Otros estados han implementado diversas medidas regulatorias con respecto
al 1,4-dioxano, desde la limpieza del nivel de aguas subterráneas hasta los
niveles de detección regionales de la EPA para la limpieza o la orientación
sobre el agua potable.
¿Cómo se trata el 1,4-dioxano?
Los Procesos de Oxidación Avanzada (POA) son la mejor
tecnología para el tratamiento del 1,4-dioxano. Los POA generan radicales
hidroxilo, que son oxidantes potentes que reaccionan con el 1,4-dioxano y lo
neutralizan. Es la solución más viable técnica y económicamente, ya que el
1,4-dioxano es muy soluble en agua y no se trata eficazmente con CAG ni con
extracción por aire.
¿Cuáles son los distintos tipos de AOP?
Existen varios métodos de AOP, pero los más aplicables
comercialmente son UV + peróxido de hidrógeno, UV + cloro y ozono + peróxido de
hidrógeno. Los métodos de luz UV + peróxido de hidrógeno o cloro se implementan
generalmente cuando la transmitancia UV es alta. Cuando la transmitancia UV es
baja, el AOP de ozono + peróxido de hidrógeno es la mejor solución. Otros
factores a considerar son: • Consumo y costos de energía • Huella disponible
(los sistemas UV requieren menos espacio) • Disponibilidad de oxígeno (el ozono
es más rentable si hay oxígeno disponible in situ) • Tecnologías actuales en
uso • Costo del peróxido y la destrucción del peróxido residual
¿Cómo funciona la combinación UV + peróxido de hidrógeno?
Los radicales hidroxilo se generan por la fotólisis del
peróxido de hidrógeno. Durante la fotólisis, los fotones UV dividen el peróxido
de hidrógeno en dos radicales hidroxilo, que reaccionan con el 1,4-dioxano y
otros componentes del agua. El peróxido de hidrógeno se dosifica y se mezcla
antes del reactor UV.
¿Cómo funciona la combinación UV + cloro?
El cloro se disuelve en agua para formar ácido hipocloroso
(HOCl), que se disocia en OCl₁ a un pH alto. Ambos absorben la radiación UV y
forman radicales hidroxilo, pero el OCl₁ consume hidroxilo, y pequeñas
cantidades hacen que este proceso sea menos eficiente que la combinación UV +
peróxido de hidrógeno. La combinación UV + cloro se utiliza a menudo a un pH
<6.
¿Cómo funciona la combinación ozono + peróxido de hidrógeno?
Este método de purificación de agua (AOP) aprovecha la
reacción del ozono con el peróxido de hidrógeno para generar radicales
hidroxilo. Este método es preferible cuando el agua tiene baja transmitancia UV
o alto COT, la extinción del peróxido es un problema o si los procesos de
tratamiento adicionales utilizan ozono.
¿Debería un cliente considerar la realización de pruebas
piloto?
Las pruebas piloto suelen ser obligatorias. Los sistemas AOP
requieren una inversión significativa, y la compleja diferenciación y alta
variabilidad en la calidad del agua requieren pruebas piloto o de laboratorio.
Tras identificar el mejor método, las pruebas piloto en laboratorio o campo
permiten dimensionar adecuadamente el sistema. Estas pruebas pueden superar los
desafíos de la variabilidad que presentan la estacionalidad, el clima y muchos
otros factores que afectan la calidad del agua a lo largo del tiempo, y brindan
la oportunidad de ajustar los parámetros de diseño para brindar el tratamiento
adecuado para la aplicación.
¿Cuáles son las conclusiones sobre el 1,4-dioxano y su
tratamiento?
A medida que las empresas y los gobiernos continúan
priorizando la limpieza ambiental y la salud pública, aumentará la atención al
1,4-dioxano. Si bien existen incógnitas sobre el peligro y la prevalencia de
esta sustancia química, la presión regulatoria y pública estará a favor de la
remediación, y las iniciativas proactivas de tratamiento del agua se
beneficiarán.
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