Advanced treatments for the removal of organic contaminants in complex aqueous matrices

• Autores: Andrés Sánchez Yepes
• Directores de la Tesis: Aurora Santos López (dir. tes.), David Lorenzo Fernández (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2025
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Tratamientos avanzados en la eliminación de contaminantes orgánicos en matrices acuosas complejas
• Tribunal Calificador de la Tesis: Carlos Manuel Negro Alvarez (presid.), Sergio Rodríguez Vega (secret.), Ana Bahamonde (voc.), Marta María Pazos Currás (voc.), Marina Prisciandaro (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Química por la Universidad Complutense de Madrid
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen

  • La gestión inadecuada de residuos químicos industriales constituye un grave problema ambiental. El vertido incontrolado de estos residuos en lugares no preparados supone un riesgo significativo para el medio ambiente y la salud humana.

    Los tratamientos utilizados para la remediación de estos sitios incluyen cuatro fases: bombeo de los contaminantes más accesibles, remediación de acuíferos con surfactantes (SEAR), inyección simultánea de oxidantes y surfactantes, y finalmente, la inyección de oxidantes. En las dos primeras etapas se generan grandes volúmenes de matrices acuosas contaminadas que presentan un desafío importante para su tratamiento, siendo fundamental su adecuada gestión.

    Esta tesis se fundamenta en desarrollar tecnologías avanzadas para la remediación de matrices aquosas complejas contaminadas por compuestos orgánicos persistentes, priorizando tratamientos híbridos y procesos de oxidación avanzada (AOP). Los estudios se centraron en tres tipos de contaminantes: compuestos orgánicos clorados (COCs), hidrocarburos totales de petróleo (TPHs) y contaminantes emergentes como el ácido perfluorooctanoico (PFOA). Se utilizó el surfactante no iónico E-Mulse® 3 (E3) como parte de los tratamientos SEAR.

    El primer caso trató la contaminación generada por los vertidos de COCs, debido a los vertidos ilegales de residuos de la producción del pesticida Lindano realizados por INQUINOSA en Sabiñánigo, España, que contaminaron el subsuelo y aguas subterráneas. En cuanto a los TPH, en segundo caso, se analizaron muestras de suelos y aguas subterráneas contaminadas por fugas de gasóleo en el sur de España, destacando a los compuestos poliaromáticos por su toxicidad y persistencia. Finalmente, se abordó la problemática del PFOA, un contaminante emergente persistente que se acumula en suelos y aguas subterráneas, asociado con efectos adversos como cáncer y daños hepáticos.

    Se propusieron AOPs, incluyendo procesos de fotooxidación con luz LED visible y un sistema híbrido que combina la adsorción de contaminantes en materiales carbonosos con su regeneración mediante persulfato activado por temperatura (TAP) y procesos Fenton heterogéneos. Estos enfoques aprovechan materiales carbonosos comerciales y otros sintetizados a partir de residuos urbanos e industriales, fomentando la economía circular al permitir la reutilización de los adsorbentes y reducir los costos operativos.

    Para los COCs, se caracterizaron matrices con y sin surfactantes, evaluando su eliminación mediante fotooxidación y tratamientos híbridos. Se evaluó la adsorción selectiva de COCs en matrices que contienen tensioactivos, aplicando el mismo enfoque de tratamiento híbrido y estudiando la adsorción selectiva de COCs en emulsiones. En el caso de los TPH, se exploró la eliminación de naftaleno (NAP) mediante fotooxidación en matrices sin surfactantes y con persulfato alcalino térmico en matrices con surfactantes, analizando también la capacidad del E3 para solubilizar TPHs. Por último, se investigaron tratamientos híbridos para matrices acuosas contaminadas con PFOA. Se sintetizaron materiales carbonosos a partir de residuos urbanos e industriales, se evaluaron sus propiedades físicas y químicas, y se midió su desempeño en la eliminación de PFOA mediante experimentos de adsorción por lotes. Los materiales regenerados con TAP demostraron ser reutilizables, promoviendo un enfoque sostenible y circular para la remediación ambiental.