Assessment of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans, PCDD/Fs, in the application of advanced oxidation processes

Abstract

ABSTRACT: Advanced oxidation Processes (AOPs), based on the formation of very active hydroxyl radicals, have been successfully applied for the treatment of wastewaters containing recalcitrant organic compounds such as chlorophenols. However, sometimes the partial mineralization of organic contaminants may lead to the potential formation of reaction by-products more harmful than their parent compounds. In this regard, chlorophenols are amongst the most important and direct precursors of the formation of polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans (PCDD/Fs), which are a family of unintentionally persistent organic pollutants characterized by their persistence, bioaccumulative behaviour and various degrees of inherent toxicity. In this sense, this thesis aims to assess the distribution of intermediate products, focusing on the potential formation of PCDD/Fs, in the advanced oxidation treatment of aqueous solutions containing chlorinated organic compounds, studying the relevant role of the operating conditions. Concretely two broadly applied AOPs, namely electrochemical oxidation and Fenton oxidation, have been studied.

RESUMEN: Los procesos de oxidación avanzada (AOPs), basados en la formación de especies oxidantes, principalmente de radicales hidroxilo, se han aplicado satisfactoriamente en el tratamiento de aguas residuales contaminadas con compuestos orgánicos recalcitrantes como los clorofenoles. Sin embargo, en ocasiones la incompleta mineralización de la materia orgánica puede conducir a la formación de intermedios o subproductos de reacción que pueden presentar mayor toxicidad que los contaminantes de partida. En este sentido, los clorofenoles se encuentran entre los más importantes y directos precursores de la formación de dibenzo-p-dioxinas y dibenzofuranos policlorados (PCDD/Fs). Los PCDD/Fs son una familia de contaminantes orgánicos persistentes caracterizados por su persistencia y su carácter lipofílico, lo que hace que tiendan a bioacumularse a través de la cadena alimentaria, y por su inherente toxicidad. La Tesis Doctoral aquí presentada tiene por objetivo la evaluación de los productos de reacción, con especial interés en la posible formación de PCDD/Fs, durante la aplicación de AOPs al tratamiento de soluciones acuosas que contienen compuestos organoclorados. Concretamente dos procesos ampliamente utilizados, la oxidación electroquímica y la oxidación Fenton han sido estudiados.