Degradation and Detoxification of Banana Postharvest Treatment Water Using Advanced Oxidation Techniques

Abstract

The elimination and detoxification of water contaminated with the principal commercial fungi-cides—thia- bendazole (Textar 60 T) and imazalil sulphate (Fruitgard IS 7.5)—used in the postharvest treatment of bananas was successfully achieved through the use of advanced oxidation processes (AOPs). The techniques tested were heterogeneous photocatalysis with TiO2 and TiO2-activated carbon (TiO2-CA) and Fenton and photo-Fenton processes. The evolution of fungicide concentration during degradation was studied together with mineralization and toxicity levels. When treated with any of the methods under study, the water meets the conditions stipulated by the legislation currently in force for its reuse in irrigation. However, this study proposes that the Fenton process is the best option for treatment of this type of water due to the efficiency of its reactions and its low economic cost.

Share and Cite:

D. Santiago, E. Melián, C. Rodríguez, J. Méndez, S. Pérez-Báez and J. Doña-Rodríguez, "Degradation and Detoxification of Banana Postharvest Treatment Water Using Advanced Oxidation Techniques," Green and Sustainable Chemistry, Vol. 1 No. 3, 2011, pp. 39-46. doi: 10.4236/gsc.2011.13008.

Conflicts of Interest

The authors declare no conflicts of interest.

References

[1] Coplaca, “Pudrición de Corona en el Plátano Canario,” Coplaca, Canarias, 2004.
[2] Boletín Oficial de Canarias (BOC), “Decreto 174/1994, de 29 Julio, por el que se Aprueba el Reglamento de Control de Vertidos para la Protección del Dominio Público Hidráulico,” Boletín Oficial de Canarias, Vol. 104, No. 230, 1994, pp. 6123- 6141.
[3] Boletín Oficial de Canarias (BOC), “Decreto 82/1999, de 6 de Mayo, por el que se Aprueba el Plan Hidrológico Insular de Gran Canaria,” Boletín Oficial de Canarias, Vol. 73, No. 73, 1999, pp. 8382-8436.
[4] J. A. Arroyave Rojas, L. F. Garcés Giraldo and A. F. Cruz Castellanos, “Fotodegradación del Pesticida Mer- tect Empleando Foto- Fenton con láMpara de luz Ultra- violeta,” Revista Lasa- llista de Investigación, Vol. 3, No. 2, 2006, pp. 19-24.
[5] J. A. Arroyave Rojas, L. F. Garcés Giraldo and A. F. Cruz Castellanos, “Fotodegradación de las Aguas Resi- duales con Pesticida Mertect en la Industria Bananera Empleando Fotocatálisis con Dióxido de Titanio y Lám- para de luz Ultravioleta,” Revista Lasallista de Inves- tigación, Vol. 4, No. 1, 2007, pp. 1-7.
[6] J. Ara?a, C. G. i Cabo and C. F. Rodríguez, “Combining TiO2-Photocatalysis and Wetland Reactors for the Effi- cient Treatment of Pesticides,” Chemosphere, Vol. 71, No. 4, 2008, pp. 788-794. doi:10.1016/j.chemosphere.2007.10.008
[7] S. Malato, J. Blanco and J. Cáceres, “Photocatalytic Treatment of Water-Soluble Pesticides by Photo-Fenton and TiO2 Using Solar Energy,” Catalysis Today, Vol. 76, No. 2-4, 2002, pp. 209-220. doi:10.1016/S0920-5861(02)00220-1
[8] J. B. Gálvez, S. M. Rodríguez and C. A. E. Gasca, “Purificación de Aguas por Fotocatálisis Heterogénea: Estado del Arte,” In: M. A. Blesa, Ed., Eliminación de Contaminantes por Fotocatálisis Heterogénea, La Plata, Argentina por Gráfica, 2001, pp. 51-76.
[9] J. Ara?a, J. M. Do?a-Rodríguez and E. T. Rendón, “TiO2 Activation by Using Activated Carbon as a Support. Part II. Photoreactivity and FTIR Study,” Applied Catalysis B: Environmental, Vol. 44, No. 2, 2003, pp. 153-160.
[10] J. Ara?a, J. M. Do?a-Rodríguez and E. T. Rondón, “TiO2 Activation by Using Activated Carbon as a Support. Part I. Surface Characterisation and Decantability Study,” Applied Catalysis B: Environmental, Vol. 44, No. 2, 2003, pp. 161-172.
[11] J. C. Velázquez, “Evalución Analítica y Optimización de Procesos de Oxidación Avanzada en Planta Piloto Solar,” Ph.D Thesis, Almeria University, Almeria, 2002.
[12] S. H. Lin and C. C. Lo, “Fenton Process for Treatment of Desizing Wastewater,” Water Research, Vol. 8, No. 31, 1997, pp. 2050-2056. doi:10.1016/S0043-1354(97)00024-9
[13] A. Safarzadeh-Amiri, J. R. Bolton and S. R. Cater, “Fer-rioxalate-Mediated Solar Degradation of Organic Con- taminants in Water,” Solar Energy, Vol. 56, No. 5, 1996, pp. 439-443. doi:10.1016/0038-092X(96)00002-3
[14] X. Domènech, W. F. Jardim and M. I. Litter, “Procesos Avanzados de Oxidación Para la Eliminación de Conta- minantes,” In: M. A. Blesa, Ed., Eliminación de Contami- nantes por Fotocatálisis Heterogénea, La Plata, Argen- tina por Gráfica, 2001, p. 24.
[15] H. D. Burrows, L. M. Canle and J. A. Santaballa, “Reac-tion Pathways and Mechanisms of Photodegradation of Pesticides,” Photochemistry and Photobiology, Vol. 67, No. 2, 2002, pp. 71-108. doi:10.1016/S1011-1344(02)00277-4
[16] S. Chiron, A. Fernandez-Alba, A. Rodriguez and E. Gar- cia-Calvo, “Pesticide Chemical Oxidation: State-of-the- Art,” Water Research, Vol. 34, No. 2, 1999, pp. 366-377.
[17] J. L. Acero, F. J. Benitez, M. Gonzalez and R. Benitez, “Kinetics of Fenuron Decomposition by Single-Chemical Oxidants and Combined Systems,” Industrial & Engi-neering Chemistry Research, Vol. 41, No. 17, 2002, pp. 4225-4232.
[18] A. C. S. C. Teixeira, L. Mendes and G. Stollar, “Photo- Fenton Remediation of Wastewaters Containing Agro- chemicals,” Brazilian Archives of Biology and Technology, Vol. 48, No. Spe., 2005, pp. 207-218. doi:10.1590/S1516-89132005000400026
[19] S. A. S. Alvear, “Evaluación de la Aplicación en Postco- secha del Fungicida ‘Pyrimethanil’ via Termonebuliza- ción en el Control de Botrytis Cinerea en Manzana cv. Fuji,” Agricultural Science Faculty, Agronomy School, Chile, 2003.
[20] H. Kaiser, “Die Berechnung der Nachweisempfindlich- keit,” Spectrochimica Acta, Vol. 3, No. 1, 1947, pp. 40- 67. doi:10.1016/0371-1951(47)80005-0
[21] APHA, “Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater,” Washington DC, 2005.
[22] J. Blanco Gálvez, S. Malato Rodríguez, C. A. Estrada Gasca, E. R. Bandala, S. Gelover and T. Leal. “Purifi- cación de Aguas por Fotocatálisis Heterogénea,” In: M. A. Blesa, Ed., Eliminación de Contaminantes por Fotoca- tálisis Heterogénea, La Plata, 2001, pp. 51-76.
[23] J. A. H. Melián, J. Ara?a and J. A. Ortega, “Compara- tive Study of Phenolics Degradation between Biological and Photocatalytic Systems,” Journal of Solar Energy Engineering, Vol. 130, No. 4, 2008, pp. 1-7.
[24] A. Bozzi, M. Dhananjeyan and I. Guasaquillo, “Evolution of Toxicity during Melamine Photocatalysis with TiO2 Suspensions,” Journal of Photochemistry and Photobio- logy A: Chemistry, Vol. 162, No. 1, 2004, pp. 179-185.
[25] Real Decreto 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano, Boletín Oficial del Estado, No. 45, 2003, pp. 7228-7245.
[26] Real Decreto 261/1996, de 16 de febrero, sobre prote- cción de las aguas contra la contaminación producida por los nitratos procedentes de fuentes agrarias, Boletín Ofici- al del Estado, No. 61, 1996, pp. 9734-9737.
[27] Real Decreto 1620/2007, de 7 de diciembre, por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas, Boletín Oficial del Estado, No. 294, 2007, pp. 50639-50661.
[28] C. G. i Cabo, “Estrategias de Optimización de Procesos de Descontaminación de Efluentes Acuosos y Gaseosos Mediante Fotocatálisis Heterogénea,” Ph.D Thesis, Uni- versidad de Las Palmas de Gran Canaria, Las Palmas de Gran Canaria, Spain, 2007.
[29] H.-C. Su and A.-Y. Lin, “High Performance Liquid Chro- matographic Determination of Imazalil Residue in Agri-cultural Products,” Journal of Food and Drug Analysis, Vol. 11, No. 4, 2003, pp. 296-301.

Copyright © 2024 by authors and Scientific Research Publishing Inc.

Creative Commons License

This work and the related PDF file are licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.