es.wedoany.com Noticia: Una investigación de la Universidad de Harbin (China) ha descubierto que la eficiencia química del proceso de ozono peroxónico (peroxone process), ampliamente utilizado en el tratamiento de aguas, podría haber sido subestimada durante mucho tiempo. El equipo de investigación reveló que la tasa de rendimiento estable de radicales hidroxilo en este proceso es de aproximadamente el 67%, siendo la transferencia de electrones una de las vías de iniciación clave, lo que proporciona una nueva base teórica para la optimización del rendimiento de las instalaciones de tratamiento existentes.
El tratamiento de aguas es uno de los pilares fundamentales que sustentan el funcionamiento urbano, la producción industrial y las redes logísticas. Con el crecimiento de la población y el aumento de los estándares ambientales, los operadores de tratamiento necesitan eliminar más contaminantes consumiendo menos recursos. Los procesos de oxidación avanzada han atraído gran atención por su capacidad de destruir contaminantes directamente mediante métodos químicos, siendo el ozono una de las herramientas de tratamiento más utilizadas. La introducción de peróxido de hidrógeno en el tratamiento con ozono, formando el proceso de ozono peroxónico, se considera el sistema de oxidación avanzada más maduro. Sin embargo, la discrepancia entre los mecanismos químicos de este proceso y las hipótesis de ingeniería ha dificultado que los operadores optimicen con precisión las condiciones de tratamiento.
El equipo de investigación del Laboratorio Estatal Clave de Recursos Hídricos Urbanos y Medio Ambiente Acuático de la Universidad de Harbin, compuesto por Yishi Wang (王一石), Wei Qiu (邱伟), Yongbo Yu (于永波) y Jun Ma (马军), publicó su estudio en la revista Environmental Science and Ecotechnology. Mediante la combinación de experimentos de captura de radicales, experimentos competitivos y modelado químico cuántico, reexaminaron el mecanismo de iniciación de la química del ozono peroxónico.
Los investigadores utilizaron atrazina y ácido p-clorobenzoico como indicadores para evaluar la actividad de los radicales hidroxilo durante el proceso de tratamiento. El estudio mostró que, en condiciones neutras, la introducción de peróxido de hidrógeno proporciona una vía más fiable para la generación de radicales hidroxilo. Mediante experimentos de captura completa con tert-butanol y dimetilsulfóxido, el equipo determinó que la tasa de rendimiento estable de radicales hidroxilo en el proceso O₃/H₂O₂ es de aproximadamente el 67%. El análisis de química cuántica reveló que, cuando el ion hidroperóxido participa en la reacción, las dos vías competitivas de transferencia de átomos de oxígeno y transferencia de electrones tienen velocidades similares. Identificar la transferencia de electrones como el mecanismo de iniciación principal explica por qué los modelos anteriores no lograban reflejar completamente el rendimiento real del tratamiento.
El estudio señala que medir únicamente la descomposición del ozono no permite evaluar completamente el rendimiento del tratamiento. Los resultados proporcionan a los ingenieros estrategias más precisas para la dosificación de oxidantes, lo que ayuda a optimizar las condiciones de tratamiento y mejorar la eficiencia en condiciones de calidad de agua variables. Además, la investigación vincula las observaciones experimentales con la teoría de transferencia de electrones de Marcus, ofreciendo un respaldo teórico para mejorar los modelos predictivos de tratamiento.
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