Degradación de carbofurano, paraquat y clorpirifos por procesos de oxidación avanzada (2019)
El agua es un recurso esencial para conservar la vida de todos los seres que habitan el planeta, y se ha visto afectado por el uso indiscriminado de plaguicidas tóxicos. Según las estadísticas de comercialización de plaguicidas químicos de uso agrícola reportadas por el Instituto Colombiano Agropecuario (ICA), en el año 2016 en nuestro país se vendieron en total 57´284.087 litros de pesticidas, dentro de los cuales resaltan el paraquat con 4´471.787, el mancozeb con 2´764.047, el clorpirifos con 2´197.095 y el carbofurano con 126.21 L (Tabla 1); estos plaguicidas presentan alta toxicidad sobre mamíferos y todos los animales no-objetivo presentes en los ecosistemas. El uso desmedido e indiscriminado de pesticidas poco biodegradables usados en el control de plagas en el país, ha incrementado la producción de lixiviados; debido a que gran parte de ellos no permanecen en el cultivo, se filtran por el suelo y contaminan los acuíferos. Es por esto que en la presente investigación se empleó la fotocatálisis heterogénea como método de oxidación avanzada para degradar el carbofurano, el paraquat y el clorpirifos, los cuales son pesticidas empleados ampliamente en diversos cultivos implementados en Colombia, tales como la papa, caña de azúcar, café, cebolla, maíz, entre otros. Durante este proceso se sintetizó y metaló con hierro (III) las tetrafenilporfirina cloro (TClPP) y tetrafenilporfirina metoxi (TMeOPP) por medio de reacciones de condensación y coordinación reportadas en la literatura (Adler et al., 1967; Falvo et al 1999). Luego las porfirinas fueron soportadas en nanotubos de dióxido de titanio (TNT), lo cuales se prepararon por medio de una reacción hidrotermal, la cual se basa en un tratamiento alcalino de un precursor de óxido de titanio (Wu, et al., 2015). Como resultado, las modificaciones realizadas al dióxido de titanio comercial generaron un aumento en la producción de especies oxidantes cuando se sometía a radiación UV-Vis, así como la ampliación de la activación del semiconductor al rango visible. Los catalizadores sensibilizados con porfirinas libres TClPP/TNT y TMeOPP/TNT degradaron el carbofurano en un 83% y 85%; el paraquat en un 67% y 76%; y el clorpirifos en un 73% y 78%, respectivamente. La inclusión del hierro como centro metálico de los catalizadores incrementó el porcentaje de degradación promedio así: con el empleo de la TClPPFe/TNT se logró degradar el carbofurano, paraquat y clorpirifos en un 95%, 85% y 84% respectivamente, y mediante el uso de la TMeOPPFe/TNT se obtuvo un porcentaje de degradación del carbofurano de 89%, el paraquat 82%; y clorpirifos 84%.