Degradación de Fenoles

7/26/2019 Degradacin de Fenoles

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Degradacin de conta


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Prctica 2.DEGRADACINDECONTAMINANTES: CINTICA

DECRECIMIENTOYDEGRADACINIntroduccino! "#no$#! !on co%&u#!to! aro%tico! 'u# !# caract#ri(an &or t#n#r uno o )ario! *ru&o!+idro,i$o unido! dir#cta%#nt# a$ ani$$o aro%tico. Por $o *#n#ra$- !# no%ran co%o d#ri)ado!d#$ %i#%ro %! !#nci$$o d# $a "a%i$ia- #$ "#no$. a d/i$ acid#( d#$ *ru&o "#n$ico +ad#t#r%inado 'u# #!ta! !u!tancia! !#an a*ru&ada! 'u0%ica%#nt# 1unto a $o! cido!caro,0$ico! a $o! tanino!- con"or%ando a!0 #$ *ru&o d# $o! cido! or*nico!. a!conc#ntracion#! natura$#! d# co%&u#!to! "#n$ico! !on u!ua$%#nt# in"#rior#! a 3 4*5$ $o!%! +aitua$#! !on $o! "#no$#!- cr#!o$#! $o! cido! !ir0n*ico- )ain0$$ico &6+idro,i#n(oico.

Procedencia de fenoles en el ambiente

a &r#!#ncia d# "#no$#! #n #$ %#dio a%i#nt# #! con!#cu#ncia tanto d# accion#! natura$#!co%o d#$ a&ort# antro&o*/nico- "unda%#nta$%#nt#- d# carct#r indu!tria$. D#!d# #$ &unto d#

)i!ta d# $a conta%inacin- #! d# !u%o int#r/! $a &r#!#ncia d# #!to! co%&u#!to! #n a*ua! !#di%#nto!- &or $o 'u# #! n#c#!ario &r#!tar int#r/! a$ ori*#n- %i*racin di!triucin d# $o!"#no$#! #n $o! di!tinto! ti&o! d# #7u#nt#! acuo!o!.

Principales fuentes de emisin

a! &rinci&a$#! "u#nt#! d# conta%inacin d# #!to! co%&u#!to! !# &roduc#n #n $a indu!tria"ar%ac/utica- concr#ta%#nt# durant# #$ &roc#!o d# "aricacin d#$ cido ac#ti$!a$ic0$ico8a!&irina9- #n $a &roduccin d# r#!ina! "#n$ica!. E! uti$i(ado ta%i/n #n $a %anu"actura d#$n$on otra! ra! !int/tica!; co%o d#!in"#ctant# &ara %atar act#ria! +on*o!; co%oanti!/&tico &ara co%atir $o! &ro$#%a! d# acn/.

E!ta! !u!tancia! !# #ncu#ntran &r#!#nt#! #n $a! a*ua! !urcia$#!- co%o r#!u$tado d# $aconta%inacin a%i#nta$ d# $o! &roc#!o! natura$#! d# d#!co%&o!icin d# $a %at#riaor*nica.

a %aor0a d# $o! co%&u#!to! "#n$ico! 'u# !# &u#d#n #ncontrar #n a*ua! r#!idua$#! !on d#ori*#n indu!tria$. Son uti$i(ado! #n indu!tria! d# cu#ro t#,ti$#!- co'u#r0a!- r#n#r0a! d#tr$#o- d#!ti$#r0a! d# a$'uitrn- !0nt#!i! "or%u$acin d# !ticida!- "rica! d# &a!ta d#&a$- &$anta! d# trata%i#nto d# %ad#ra!- "rica! d# co$orant#!- #tc.

Por #1#%&$o- #$ "#no$ !u! d#ri)ado! %! !i%&$#! !# uti$i(an &rinci&a$%#nt# #n $a "aricacind# &o$0%#ro! !int/tico! &$!tico! #ntr# $o! 'u# !# #ncu#ntran $a a'u#$ita &o$0%#ro!!i%i$ar#!. A$*uno! "#no$#! !# uti$i(an co%o &$a*uicida! &or !u accin +#ricida- "un*icida #in!#cticida- $o 'u# &ro)oca !u di"u!in #n #$ %#dio a%i#nt# a tra)/! d# $a! acti)idad#!a*r0co$a! !u #ntrada #n $a cad#na a$i%#nticia.

Efectos en el medio ambiente

R#!cto d# !u incid#ncia con #$ %#dio a%i#nt#- #! una !u!tancia noci)a &ara $o!or*ani!%o! acutico!- &ro)ocndo$#! #"#cto! ad)#r!o! d# di!tinta %a*nitud #n "uncin d# $aconc#ntracin a $a 'u# !# #ncu#ntr#n #,&u#!to!. E!ta !u!tancia #!t c$a!icada co%oCo%&u#!to Or*nico %#ro d# !u!titu#nt#! #n #$ n>c$#oaro%tico. a to,icidad #! %aor &ara $o! !u!titu#nt#! +a$o*#nado!- !i#ndo $o! odo"#no$#!


3/15

Acti)ar #$inocu$o8u!ando

%#dio 3?@ @9

Inocu$ar%#dio con3?B d# $

con!orcio%icroiano

A*r#*ar 32% $ d#$ % #diod# cu$ti)o#!t#ri$ a$%atra(

To% ar% u#!tra! 8 $a!

&ri%#ra!conc#ntracion#! d##n

to%ar%u#!tra!

cada C +ora!#$ &ri% #r d0a9

D#t#r%inarcon!u%o d!u!trato &o

#!ctro"ot#tria

ro%o"#no$#! %! t,ico! 'u# $o! c$oro"#no$#!. En cuanto a $a &o!icin r#$ati)a- $a to,icidad!i*u# #$ ord#n &6 %6 o6. Ta%i/n !# &roduc# un au%#nto d# ca&acidad t,ica con #$n>%#ro #$ )o$u%#n d# $o! !u!titu#nt#!. Por otro $ado- Sc+u$t( Ri**in 83F9 atriu#n un%aor carct#r t,ico a $o! !u!titu#nt#! ac#&tor#! d# #$#ctron#! "r#nt# a $o! donador#!.

Ta%i/n !# +a co%&roado 'u# #$ au%#nto d# $a to,icidad d# $o! c$oro"#no$#! con #$ n>%#rod# !u!titu#nt#! C$ #!t r#$acionado con $a di"0ci$ iod#*radacin d# #!to! co%&u#!to!- /!ta- a !u )#(- con #$ au%#nto d# $a $i&o$ia.

a d#*radacin d# $o! co%&u#!to! "#n$ico! &u#d# !#r $$#)ada a cao &or or*ani!%o!

&rocariota! #ucariota!- tanto #n condicion#! a#rica! 8o,0*#no co%o ac#&tor na$ d##$#ctron#!9 co%o ana#rica! 8nitrato- !u$"ato- ion#! %#t$ico! o di,ido d# carono co%oac#&tor#! na$#! d# #$#ctron#!. En #!t# !#ntido- a$*uno! in)#!ti*ador#! +an d#%o!trado 'u#cu$ti)o! d# Pseudomonas sp. Spirillum sp.- d#*radan "#no$ #n au!#ncia d# o,0*#no $ir#.

Ta%i/n +a !ido r#&ortada $a "#r%#ntacin %#tano*/nica d# "#no$ a1o #!ta! condicion#! d#o,i*#nacin.

O1#ti)o!Objetivo eneralO!#r)ar- d#!criir ana$i(ar $a d#*radacin d# "#no$#! #n cu$ti)o #n $ot# con un con!orcio%icroiano #!cia$i(ado.

Objetivos Espec!"cos E)a$uar $a d#*radacin d# un conta%inant# or*nico co%o #$ "#no$ r#a$i(ando #n!ao! a

di"#r#nt#! conc#ntracion#! 8?- 3??- 2?? ?? %*59. Ana$i(ar $a cin/tica d# cr#ci%i#nto act#riano ot#n#r $o! &ar%#tro! d# )#$ocidad d#

cr#ci%i#nto con!u%o d# !u!trato. Di!cutir #$ u!o d# %icroor*ani!%o d#*radador#! d# "#no$.

Mat#ria$#! E'ui&o#ateriales

Matrac#! Er$#n%##r d# 2? %$ &aracada conc#ntracin contro$

Tuo! #&ndor" &ara to%a d#%u#!tra d# $a cin/tica

Hi$tro! %i$$i&or# con %#%rana d# ?.22u%

$oluciones

So$. Stoc d# H#no$ 3?? %*5%$ Sa$#! &ara %#dio Ja!a$

E%uipo

Incuadora con a*itacin C#ntr0"u*a E!ctro"ot%#tro C#$da! &$!tica!

C#$da! d# cuar(o

M#todo$o*0a


4/15

R#!u$tado!

? 2? ? K? F? 3?? 32? 3? 3K? 3F?

?

?.2

?.

?.K

?.F

3

3.2

Gr:ca 3. Cin/tica d# cr#ci%i#nto &ara di"#r#nt#! conc#ntracion#! d# "#no$

? %*5$ 3?? %*5$ 2?? %*5$ ?? %*5$

Ti#%&o 8+ora!9

A!orancia

a mx Ks !on 0.017281

h 28.9654

mg

l r#!cti)a%#nt#


5/15

? 3? 2? L? ? ? K? ??

2?

?

K?

F?

3??

32?

3?

3K?

3F?

2??

Grca 2. D#*radacin d# "#no$

? %* 5$ 3?? %*5$ 2?? %*5$ ?? %*5$

Ti#%&o8+ora!9

Conc#ntracin 8%*5$9

ANAISIS DE RESTADOS

a d#*radacin d#$ "#no$ a ni)#$ itico- #!ta %#diada &rinci&a$%#nt# &or or*ani!%o! ca&ac#!

d# uti$i(ar #!t# co%&u#!to co%o "u#nt# d# C #n#r*0a.

a r#accin *$oa$ d# d#*radacin #!:

a r#accin o,idacin a#roia d#$ "#no$ #!:

4C6H

6O+28O

224CO

2+12H

2O

Para una conc#ntracin d# ?- 3?? 2?? %*5 #$ co%&orta%i#nto d# io%a!a !# otu)o d#%an#ra !i%i$ar- $a "a!# #,&on#ncia$ !# &r#!#nt a &artir d# $a! 2 +a!ta $a! KF. +ora!a&ro,i%ada%#nt#- a!0 co%o #n $a "a!# d# ada&tacin- dond# !# &u#d# o!#r)ar 'u# #n $o!tr#! ca!o! !# ada&taron d# %an#ra !#%#1ant#. Para #$ ca!o d# $a %u#!tra d# ?? %*5- +uoun %aor r#tardo- &u#! #n $a "a!# d# ada&tacin !# &ro$on* +a!ta 2 +ora!- a!0 co%o #n $a"a!# #,&on#ncia$ 'u# !# dio #n 32F. +ora!. E! #)id#nt# 'u# #$ au%#nto d# io%a!a con #$con!orcio uti$i(ado !# a$ar* con"or%# $a conc#ntracin d# "#no$ "u# au%#ntando.

a mx Ks !on 0.017281

h 28.9654

mg

l r#!cti)a%#nt#- ! #! $a conc#ntracin d#

!u!trato 'u# !o&orta ta!a %,i%a d# cr#ci%i#nto #!c0co- &ara !o&ortar dic+a ta!a d#


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cr#ci%i#nto- !# n#c#!ita t#n#r una conc#ntracin %0ni%a d# 28.9654mg

l !u!trato- #n #!t#

ca!o "#no$.

a! act#ria! &u#d#n $$#)ar a cao #$ &roc#!o d# iod#*radacin d#$ "#no$- #n #!cia$ $a!Gra% n#*ati)a!- !i#ndo #$ */n#ro Pseudomonas sp.#$ %! r#&ortado con #!ta ca&acidad ;otro! */n#ro! d# act#ria! Gra% n#*ati)a! +an !ido r#&ortado! #n $a d#*radacin d#$ "#no$-

#ntr# $a! 'u# !# #ncu#ntran Agrobacierium, Acinembacter, Burkholderia, Klebsiella, #ntr#otro!; no o!tant# $a! act#ria! Gra% &o!iti)a! ta%i/n ti#n#n $a ca&acidad d# d#*radar #!t#co%&u#!to- co%o &or #1#%&$o #$ */n#ro R+odococcu!. Sin #%ar*o- ind#ndi#nt#%#nt# d#$ti&o d# act#ria- #!ta! &o!##n *ran acti)idad d# %onoo,i*#na!a! dio,i*#na!a! 'u# r%it#nd#*radar #!t# co%&u#!to.

a )0a %#ta$ica t0&ica &ara $a d#*radacin d# "#no$ !# &roduc# a tra)/! d# d#ri)ado! d#cat#co$- ant#! d# $a d#!cic$i(acin a tra)/! d# una orto6 o %#ta6 o,idacin.

Figura 1. Visualizacin esuem!tica de las rutas de degradacin de "enol

a d#*radacin d# "#no$ a di"#r#nt#! conc#ntracion#! inicia$#! 8?- 3??- 2??- ?? %* 5 9 !#%u#!tra #n *rca 2. Con $a conc#ntracin inicia$ d# ? %*5 +uo una d#*radacin d#$L2.3B &or #$ con!orcio %icroiano #n K +ora!. Para #$ ca!o $a %u#!tra d# conc#ntracin d#

3?? %*5 !# otu)o una d#*radacin d#$ 2.B- a!0 co%o &ara #$ d# 2?? %*5 un 2K.KB . Por#$ contrario- #n $a conc#ntracin d# ?? %*5 !# #ncu#ntra un au%#nto d# conc#ntracin d#"#no$- #!to !# &u#d# d##r a #rror#! #n #$ &roc#!o d# %#dicin d# $a conc#ntracin.

Conc$u!inS# &udo o!#r)ar co%o #$ "#no$ #n di"#r#nt#! conc#ntracion#!- #! d#*radado &or &art# d#%icroor*ani!%o!- uti$i(ndo$o co%o >nica "u#nt# d# carono- $a d#*radacin #! #)id#nciadacon $a r#duccin d# $a conc#ntracin d# "#no$- aun'u# #!t# r#!u$tado no "u# %u c$aro a unaconc#ntracin inicia$ d# ??%*5 inicia$#! d# "#no$. S# o!#r) una ada&tacin %! r&ida un %aor cr#ci%i#nto a $a %#nor conc#ntracin 8?%*5$9.


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a uti$i(acin d# cin/tica! d# cr#ci%i#nto- #n dond# !# uti$i(a co%o "u#nt# d# carono #n#r*0a #$ conta%inant#- r%it# #)id#ncia $a d#*radacin d# dic+o conta%inant#- no !o$o#!o- ta%i/n !# &u#d#n ot#n#r $a! a!#! &ara #$ di!#=o d# un &roc#!o a %aor #!ca$a 'u#r%ita $a iorr#%#diacin d#$ !u#$o o d#$ a*ua- o !i%&$#%#nt# #$ trata%i#nto d# a*ua!conta%inada! &ro)#ni#nt#! d# $a indu!tria.

Ji$io*ra"0aGarc0a- o!#. 82??9. Jiod#*radacin d# "#no$ #n un r#actor di!continuo d# a$i%#ntacin

!#cu#nciada. 8T#!i! d# &r#*rado9. ni)#r!idad Autno%a d#$ #!tado d# Qida$*o.Pac+uca- Qida$*o.

S#rra- J#atri(. 82??29. D#!arro$$o d# #$#ctrodo! co%&!ito! #n(i%tico! &ara $a d#t#ccin d#t#r%inacin d# co%&u#!to! "#n$ico! 8T#!i! doctora$9. ni)#r!idad Co%&$ut#n!# d#Madrid. Madrid- E!&a=a.

PRTR E!&a=a. 82??9. Mini!t#rio d# a*ricu$tura- a$i%#ntacin %#dio a%i#nt#. Goi#rno d#E!&a=a. R#curado d#: +tt&:55.&rtr6#!.#!5H#no$#!-3KF-33-2??.+t%$

Sc+i#- Pau$a M. )an Youn*- i$ Y. 82???9: Jiod#*radation o" P+#no$: M#c+ani!%! andA&&$ication!- Jior#%#diation ourna$- :3- 363F

Jarrio!6Martin#(- A.- Jarot- E.- Marrot- J.- Mou$in- P.- Roc+#- N. 82??K9. D#*radation o"

!nt+#tic &+#no$6containin* a!t#at#r! MJR. ourna$ o" M#%ran# Sci#nc#- 2F3839-2FF62K.

E$6Naa!- M. Q.- A$6Mu+ta!#- S. A.- Ma+$ou"- S. 82??9. Jiod#*radation o" &+#no$ P!#udo%ona! &utida i%%oi$i(#d in &o$)in$ a$co+o$ 8P


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M#%oria d# c$cu$o#abla 1. $esultados obtenidos para la cin%tica de crecimiento a di"erentes concentraciones de sustrato &"enol'

&' mg(l de fenol )'' mg(l defenol

2'' mg(l de fenol &'' mg(l de fenol

Ti#%&o8+ora!9

A!orancia

Ti#%&o

8+ora!

9

A!orancia

Ti#%&o8+ora!9

A!orancia

Ti#%&o8+ora!9

A!orancia

? ? ? ? ? ? ? ?2 ?.32 ?.? ?.?FF . ?.3?L ?.3KL . ?.?2 22 ?.3 2. ?.33

K. ?.3FL 2 ?.? ?.2 . ?.2?3F ?.3LL 2 ?.?? ?.KF 2 ?.23

2? ?.3L3 2 ?.?KF 3 ?.?F KF. ?.222 ?.3L2 LL ?.3 L ?.F2 . ?.F2 ?.3F2 F ?.KL ?.L 3?. ?.2K ?.3F 2. ?.3 KF 3.?F 6 62F ?.3F K 3.?3L 6 6 6 6L2 ?.2F 6 6 6 6 6 6

?. 6 6 6 6 6 63. ?.FLK 6 6 6 6 6 6L ?.? 6 6 6 6 6 6

KF. 3.32 6 6 6 6 6 6


9/15

2 L ?.3

?.K

3.3

"8,9 ?.?L, 6 ?.LRU ?.

Ha!# $o*

Ti#%&o 8+ora!9

A!orancia

? 3? 2? L? ? ? K? ?

6?.2

?

?.2

?.

?.K

?.F

3

3.2

3.

Gr:ca L. Cin/tica d# cr#ci%i#nto &ara una conc#ntracin d# "#no!$8!u!trato9 d# ? %*5$

Ti#%&o 8+ora!9

A!orancia


10/15

2 L ?

?.

3

"8,9 ?.?L, 6 ?.FLRU 3

Ha!# $o*

Ti#%&o 8+ora!9

A!orancia

? 3? 2? L? ? ? K? ?

6?.2

?

?.2

?.

?.K

?.F

3

3.2

3.

Gr:ca . Cin/tica d# cr#ci%i#nto &ara una conc#ntracin d# "#no!$8!u!trato9 d# 3?? %*5$

Ti#%&o 8+ora!9

A!orancia


11/15

? K??.K

?.F

3.?

"8,9 ?.?L, 6 3.?2RU ?.F

Ha!# $o*

Ti#%&o 8+ora!9

A!orancia

? 3? 2? L? ? ? K? ?

6?.2

?

?.2

?.

?.K

?.F

3

3.2

3.

Gr:ca . Cin/tica d# cr#ci%i#nto &ara una conc#ntracin d# "#no$8!u!trato9 d# 2?? %*5$

Ti#%&o 8+ora!9

A!orancia


12/15

?F?

33?3?

3?

?.C

?.E"8,9 ?.?3, V ?.?KRU 3

Ha!# $o*

Ti#%&o 8+ora!9

A!orancia

? 2? ? K? F? 3?? 32? 3? 3K? 3F??

?.3

?.2

?.L

?.

?.

?.K

?.M

?.F

?.E

3

Gr:ca K. Cin/tica d# cr#ci%i#nto &ara una conc#ntracin d# "#no!$8!u!trato9 d# ?? %*5$

Ti#%&o 8+ora!9

A!orancia


13/15

Mod#$o d# Monod

#abla (. Velocidades de

Concentracin defenol

(s [ ]

mg

l

)

*+O,D,(

-.

1

S

1

&' ?.?L2 ?.?2 L.K?2?

)'' ?.?L? ?.?3 ?.F2'' ?.?LL3 ?.??

2.3

&'' ?.??2 ?.??

2.3F

? ?.?3 ?.?3 ?.?2 ?.?2 ?.?L

?

3?

2?

L?

?

?

K?

?

F?

L3.2

L2.EL?.23

.3FF

"8,9 6 3K.E, V .FK

Gr:ca . Mod#$o d# Monod $in#a$i(ado W35! )! 354X

35S

354

C$cu$o d# $a! con!tant#!

1

mx=57.862mx=0.01728

1

h

Ks

mx=1428Ks=14280.01728=28.9654

mg

l

D#*radacin d# "#no$Concentracin de fenol

+mg(/.

0bsorbancia

? ?? 2.3?? .K2?? .L?? 2L.


14/15

? 3? 3 2? 2?

3??

2??

L??

??

??

K??

"8,9 23.?3, 6 ?.LRU 3

Cur)a ti&o d# H#no$

A!orancia

Conc#ntracin d# "#no$ W%*5X

#abla ). $esultados de la degradacin de Fenol.

&' mg (l )'' mg(l 2'' mg(l &'' mg(lTi#%&

o8+ora

!9

Ao!rancia

Conc#ntracin

Ti#%&o

8+ora!9

Ao!rancia

Conc#ntracin

Ti#%&o

8+ora!9

Ao!rancia

Conc#ntracin

Ti#%&o

8+ora!9

Ao!rancia

Conc#ntracin

? 2.?2F 2.232 ? 3.?2 L.KK ? 6 ? ?.3F LL.KF2 3.K3 LL.K233 3.LFK 2F.2F 2.2FL .3 . ?.LL K.L2? 3.2F3 2K.3 . 3.2LL 2.332 22 2.2K2 .3L? 2. ?.3F L.KFF

K. ?.FF3F.2

3.F L2. 2 3.23 2.33 . ?.2F F.KKFFF 3.LF 2F.3L 23 3. L?.2 3.? 22.?FKK 2 ?.2L 3F.F3L2? 3.LF L3.3L 2L 3.K L.3KF ?.KK 3L.K3K L. ?.LK KF.LK22 3.K3 LL.3K? 2 3.F3 L2.F22 3 ?.L 33.KK K. ?.L? K?.3L2 3.LF 2F.KFL 2 3.LF 2F. L ?.KF 3L.22? KF. ?.LK .2K 3.3 2.33 2 3.FF L2.KF ?.K3L 32.F? 66 66 662F 3.K3F LL.K??3 LL 3.3L 2.K?F KF ?.K23 32.KL3 66 66 66L2 3.LF 2F. F ?.F? 3K.3? 66 66 66 66 66 66 3.L?K 2.?? 2. ?. 3.2 66 66 66 66 66 66

3. 3.?3 2?.L3 ?.K 3.K2K 66 66 66 66 66 66L ?.3 3F.2? ?.LL 3.??K2 66 66 66 66 66 66K ?.KL 3.KLK K ?.F2 3K.FL3 66 66 66 66 66 66

KF. ?.KF 3L.F2 66 66 66 66 66 66 66 66 66


15/15

Ja$anc#o d# $a r#accin d# o,idacin a#roia

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Degradación de Fenoles