DEGRADACIÓN DE CARBAMAZEPINA POR ELECTROOXIDACIÓN Y FOTOELECTROOXIDACIÓN UTILIZANDO UNA CONFIGURACIÓN DDB-Fe.

Abstract

La carbamazepina (CBZ) es un anti convulsionante para el tratamiento de epilepsia, trastorno bipolar y como estabilizador del estado de ánimo. Debido a su uso a gran escala y resistente al tratamiento convencional y biológico del agua, la CBZ se detecta de forma extendida en entornos acuáticos, incluida el agua potable. Es por ello que se ha implementado el uso de los métodos electroquímicos, como lo es la electrooxidación y fotoelectrooxidación, ya que representan una opción viable para su degradación total o parcial. En esta investigación, se estudió el efecto del electrolito de soporte en la degradación de CBZ comercial, utilizando un sistema BDD-Fe en flujo continuo. Mediante un modelo de superficie de respuesta basado en un diseño compuesto central para determinar la contribución de diferentes factores: intensidad de corriente (0.39, 0.5, 0.75, 1.00 y 1.10 A (densidades de corriente de 1.69, 2.16, 3.25, 4.33 and 4.76 mA/cm2, respectivamente)); electrolito de soporte (NaCl y CaCl2) y concentración inicial de CBZ ([CBZ]0= 0.1, 1.0, 5.5, 10 y 11.8 mg / L). Se obtuvo una mayor efectividad en la oxidación de CBZ con NaCl como electrolito de soporte (99.77%) vs CaCl2 (58.70%), a [CBZ]0 de 5.5 mg/L y 0.39 A (1.69 mA/cm2). Optimizando así el modelo a una intensidad de corriente de 0.64 A (2.77 mA/cm2), [CBZ]0 de 4.5 mg/L y NaCl como el electrolito de soporte. La reducción en la remoción de CBZ con CaCl2 podría estar asociada con la capacidad para formar complejos con hierro y calcio (CBZ-Ca-CBZ). La efectividad del proceso de degradación de CBZ en presencia de luz solar aumenta del 77.25% (ausencia de luz UV) al 90.77%, ajustándose al modelo cinético Behnajady - Modirshahla - Ghanbery (BMG), con un valor constante de 1/m = 2.08 y 1/b =0.83. La presencia de radiación UV causa una tasa de descomposición inicial más rápida de CBZ; así como, el costo energético que se obtiene es ($3.59/m3). Las pruebas de toxicidad indican un aumento cuando se usa CaCl2, se atribuye a la mineralización de la molécula en forma de bicarbonatos y a la ausencia de especies nitrogenadas. Mientras que, con el uso de NaCl la toxicidad de la CBZ disminuye, ya que, en este caso, se tiene la generación de especies nitrogenadas, durante el proceso de degradación, las cuales aportan nutrientes a las semillas de Latuca sativa.