Mechanistic modelling of solar disinfection (SODIS) kinetics of Escherichia coli, enhanced with H2O2 – Part 2: Shine on you, crazy peroxide

García-Gil, Ángela; Feng, Ling; Moreno-SanSegundo, José; Giannakis, Stefanos; Pulgarín, C.; Marugán, Javier

doi:10.1016/j.cej.2022.135783

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“…DC experiments did not offer enough stress as to cause a noticeable effect in coliform MPN. Partial disinfection was observed when H 2 O 2 was added, which can be attributed to both internal and external cell damage caused by the ROS [85]. Coliforms were not detected in solar experiments, which is expected as SODIS is a well-known point of use technology for water disinfection, which is effective for several microorganisms species [86].…”

Section: Coliform Disinfectionmentioning

confidence: 85%

Arsenite to Arsenate Oxidation and Water Disinfection via Solar Heterogeneous Photocatalysis: A Kinetic and Statistical Approach

Silerio-Vázquez

Núñez-Núñez

Proal-Nájera

et al. 2022

Water

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Arsenic (As) poses a threat to human health. In 2014, more than 200 million people faced arsenic exposure through drinking water, as estimated by the World Health Organization. Additionally, it is estimated that drinking water with proper microbiological quality is unavailable for more than 1 billion people. The present work analyzed a solar heterogeneous photocatalytic (HP) process for arsenite (AsIII) oxidation and coliform disinfection from a real groundwater matrix employing two reactors, a flat plate reactor (FPR) and a compound parabolic collector (CPC), with and without added hydrogen peroxide (H2O2). The pseudo first-order reaction model fitted well to the As oxidation data. The treatments FPR–HP + H2O2 and CPC–HP + H2O2 yielded the best oxidation rates, which were over 90%. These treatments also exhibited the highest reaction rate constants, 6.7 × 10−3 min−1 and 6.8 × 10−3 min−1, respectively. The arsenic removal rates via chemical precipitation reached 98.6% and 98.7% for these treatments. Additionally, no coliforms were detected at the end of the process. The collector area per order (ACO) for HP treatments was on average 75% more efficient than photooxidation (PO) treatments. The effects of the process independent variables, H2O2 addition, and light irradiation were statistically significant for the AsIII oxidation reaction rate (p < 0.05).

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Section: Coliform Disinfectionmentioning

confidence: 85%

Arsenite to Arsenate Oxidation and Water Disinfection via Solar Heterogeneous Photocatalysis: A Kinetic and Statistical Approach

Silerio-Vázquez

Núñez-Núñez

Proal-Nájera

et al. 2022

Water

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“…Because of these photoreactions, the balance of internal radicals is disrupted, involving the indirect inactivation by radical damage. Garcı ´a-Gil et al (2022a; 2022b) 82,83 developed a mechanistic model of solar radiation and UV-T synergy effects on E. coli inactivation.…”

Section: Endogenous Mechanismmentioning

confidence: 99%

“…It has been demonstrated that ozone, H 2 O 2 and iron can enter E. coli bacteria, increasing the production of HO and O 2 À radicals and enhancing the inactivation. [92][93][94][95] The previously cited mechanistic model 82,83 also describes the enhancement of solar water disinfection of E. coli with the addition of H 2 O 2 to the water matrix, considering the permeation of H 2 O 2 into the cell.…”

Section: Endogenous Mechanismmentioning

confidence: 99%

“…(2017), Moreno-SanSegundo et al (2021), and Garcı ´a-Gil et al (a/b 2022)14,[81][82][83] to consider the UV-T synergistic effect on Escherichia coli inactivation, including this temperature dependence in the photoinactivation kinetic constant of their mechanistic model (kinetics like eqn (4.22)). However, these kinetic models do not consider the spectral action.…”

mentioning

confidence: 99%

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Chapter 4. Modelling Photochemical Processes for Water Disinfection

Casado¹,

García-Gil²,

Martín-Sómer³

et al. 2022

Chemistry in the Environment

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“…El modelo cinético utilizado para la estimación del tiempo de inactivación de bacterias en oscuridad fue obtenido de García-Gil et al (2022) [14] y en condiciones de radiación en García-Gil et al (2022) [15] para la bacteria Escherichia coli, indicador referente de contaminación fecal bacteriana. El segundo trabajo es la continuación del primero, por lo que el modelo cinético en condiciones de iluminación tiene en cuentas todos los mecanismos descritos en condiciones de oscuridad.…”

Section: Bacteriasunclassified

Modelización integral del proceso de desinfección solar de agua: Descripción del viaje del fotón desde el sol hasta el patógeno y del sistema de reacciones mecanísticas de inactivación

García-Gil

Marugán

2022

Rev. Ing_Nova

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La falta de agua potable en regiones de bajos recursos sigue siendo un desafío hoy en día. Existen tratamientos de agua alternativos que son aptos para ejecutarlos de forma doméstica. Sin embargo, estos procesos siguen teniendo limitaciones que, al fin y al cabo, repercuten en la eficacia del proceso. La desinfección solar de agua o proceso SODIS es uno de estos tratamientos de agua domésticos, cuyo procedimiento estandarizado peca por ser ineficaz en la inactivación de virus y protozoos (al utilizar botellas de PET que corta la transmisión de radiación UVB), tener alto riesgo de recontaminación (al tener que utilizar numerosas botellas de tan solo 2 L) y por ser ineficiente en la producción de agua potable (al recomendar como mínimo 6 horas de exposición solar cuando en muchos casos este tiempo está sobreestimado). El desarrollo de modelos cinéticos que consideren de forma íntegra y rigurosa la influencia de todas las variables que intervienen en el proceso es esencial para optimizar los tiempos de exposición solar y maximizar la producción de agua potable. Este trabajo propone una metodología para la modelización integral del proceso de desinfección de agua teniendo en cuenta el transporte de la radiación desde el sol hasta el patógeno (y su atenuación por la atmósfera, el material del recipiente y la composición del agua) y de las reacciones mecanísticas de inactivación de diferentes patógenos (virus, protozoos y bacterias). Además, esta modelización contempla la ejecución del proceso SODIS en recipientes de alta capacidad, así como el empleo de materiales más adecuados para la fabricación de los recipientes SODIS.

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Mechanistic modelling of solar disinfection (SODIS) kinetics of Escherichia coli, enhanced with H2O2 – Part 2: Shine on you, crazy peroxide

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Arsenite to Arsenate Oxidation and Water Disinfection via Solar Heterogeneous Photocatalysis: A Kinetic and Statistical Approach

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Modelización integral del proceso de desinfección solar de agua: Descripción del viaje del fotón desde el sol hasta el patógeno y del sistema de reacciones mecanísticas de inactivación

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