Desinfección de aguas, utilizando un agente oxidante y su combinación con UV. Estudio cinético

Abstract

El acceso al agua potable es primordial para la salud, uno de los derechos humanos básicos y un componente de las políticas eficaces de protección de la salud. En esta Tesis de Doctorado se aborda uno de los aspectos vacantes como es la determinación de la cinética de la inactivación para un contaminante microbiológico modelo (Escherichia coli) en aguas claras con desinfectantes alternativos amigables con el ambiente. Se estudia inicialmente un proceso de desinfección pseudo-heterogéneo utilizando peróxido de hidrogeno como desinfectante. Se realiza la interpretación química del posible mecanismo de daño celular. Como una segunda etapa, se lleva a cabo un extenso estudio experimental utilizando la mezcla comercial de acido peracético como agente desinfectante. En base a los estudios experimentales, se postula un mecanismo de desinfección considerando el poder oxidante de cada uno de los agentes de la mezcla por separado y el efecto sinérgico de estos. El mecanismo de este modelo comprende a través de ecuaciones matemáticas simples, los procesos fisicoquímicos y enzimáticos involucrados en la inactivación bacteriana. Como complemento, se estudia la combinación de la solución comercial de APA con la radiación UV, se modelan los resultados obtenidos, en este modelo, la bacteria, al ser expuesta a la radiación UV va sufriendo daños a través de pasos consecutivos que se acumulan hasta que alcanzan un umbral donde se produce la muerte del microorganismo. La elección del tema de tesis responde a una problemática actual del país: el acceso al agua microbiológicamente segura.

Access to safe water is a fundamental human need, a basic human right and a component of effective policies to protect health. This doctoral thesis proposed a new kinetic model for water disinfection using a model organism (Escherichia coli) in clear water conditions and a environmentally friendly novel alternative disinfectants. First a pseudo-heterogeneous disinfection process using hydrogen peroxide as a disinfectant was studied. A chemical interpretation of possible mechanism of cell damage was proposed. Secondly an extensive experimental study with commercial peracetic acid was done. The joint and separate action of two disinfectant agents, hydrogen peroxide and peracetic acid, were evaluated in order to observe synergistic effects. A kinetic model for each component of the mixture and for the commercial mixture was proposed. Through simple mathematical equations, the model describes different stages of attack by disinfectants during the inactivation process. As a complement, the combination of commercial PAA with UV radiation was studied, the results obtained were modeled. A series- event kinetic model was used. The purpose of this doctoral study is to solve a current problem in Argentina: access to safe drinking water.