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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