As(III) removal of aqueous solutions using zerovalent iron nanoparticles: The role of the UVA-Vis irradiation wavelength

Arsenic contamination in drinking water is dramatic in many countries, particularly in Asia and Latin America. Arsenic removal from water can be achieved through some conventional technologies but some of them have drawbacks or are very expensive, especially in developing countries, where the population uses groundwater for drinking purposes. Therefore, the need of searching for new and low-cost methodologies for As removal from water is mandatory. Because As(V) is removed more easily than As(III), oxidation of this species, when present, is needed as the first step. The use of zerovalent iron nanoparticles (nZVI), particularly reactive due to their extremely small particle size and large surface area can be proposed at a household scale and in isolated regions. The effect of UV–Vis irradiation on the removal of arsenical species using nZVI presents scarce reports in the literature. In the present work, experiments of As(III) removal with commercial nZVI under UVA-Vis irradiation (λem = 300–800 nm) are described. The effect of the As(III) concentration, the As:nZVI molar ratio (MR = [As(III)]:[FeTOTAL]), and the irradiation wavelength on the As(III) removal were analyzed. Two initial As(III) concentrations, 1 and 10 mg L−1, and different MR in the range 1:10–1:100 were tested at pH 6–6.8. The increase of the nZVI amount and the use of UV–Vis irradiation enhanced the As removal under all conditions. The optimal MR for the As(III) removal after 60 min of irradiation at both initial concentrations was 1:30, being 85% for [As(III)]0 = 10 mg L−1, and 92% for [As(III)]0 = 1 mg L−1. By the use of chemical optical filters, it was determined that the most efficient wavelengths to improve the As(III) removal were those lower than 450 nm. All experimental data were adjusted to a biexponential decay suggesting the occurrence of two removal processes, one faster than the other. It was proposed that the main mechanisms under UVA-Vis irradiation were the action of oxides and oxyhydroxides already present or formed on the surface of nZVI during the reaction as semiconductors originating oxidative species and a ligand-to-metal charge-transfer reaction on As(III)-Fe(III) complexes formed in the system with simultaneous As(III) oxidation and Fe(III) reduction. It was concluded that the effect of the light depends on the pollutant and not on the iron material.Fil: Pabón Reyes, Deisy Carolina. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental; ArgentinaFil: Halac, Emilia Beatriz. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Litter, Marta Irene. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental. - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental; Argentin

Monitoring of toxicity of As(V) solutions by AMPHITOX test without and with treatment with zerovalent iron nanoparticles

Changes in toxicity of As(V) solutions from acute to chronic exposure have been evaluated by the AMPHITOX test. This test employs Rhinella arenarum, a widely distributed toad in Argentine areas. LOEC values were 6.37 and 1.88 mg L−1 for embryos and larvae, respectively, and serious sublethal effects have been observed. Toxicity of As(V) solutions has been also evaluated after treatment with zerovalent iron nanoparticles (nZVI). After 60 min of treatment with nZVI, As(V) removal was 77%, and neither lethal nor sublethal effects were observed. However, nZVI had to be eliminated before the bioassay because they caused adverse effects in both embryos and larvae. This work highlights the high sensitivity of R. arenarum to As(V), the relevance to assess toxicity on different periods of the lifecycle, and the need to expand exposure to As(V) to chronic times. The utility of the test for monitoring toxicity changes in As(V) solutions after nZVI treatment has been also shown.Fil: Perez Coll, Cristina Silvia. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigación en Ingeniería Ambiental; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Pabón Reyes, Deisy Carolina. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigación en Ingeniería Ambiental; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Seguridad Nuclear y Ambiente. Gerencia de Química (CAC); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Meichtry, Jorge Martin. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Seguridad Nuclear y Ambiente. Gerencia de Química (CAC); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Litter, Marta Irene. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Investigación en Ingeniería Ambiental; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Gerencia del Área de Seguridad Nuclear y Ambiente. Gerencia de Química (CAC); Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Parallel-in-time optical simulation of history states

We present an experimental optical implementation of a parallel-in-time discrete model of quantum evolution, based on the entanglement between the quantum system and a finite-dimensional quantum clock. The setup is based on a programmable spatial light modulator which entangles the polarization and transverse spatial degrees of freedom of a single photon. It enables the simulation of a qubit history state containing the whole evolution of the system, capturing its main features in a simple and configurable scheme. We experimentally determine the associated system-time entanglement, which is a measure of distinguishable quantum evolution, and also the time average of observables, which in the present realization can be obtained through one single measurement.Fil: Pabón Reyes, Deisy Carolina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rebón, Julián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Bordakevich, Sebastian Andres. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gigena, Nicolás Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Boette, Alan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Iemmi, Claudio César. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rossignoli, Raúl Dante. Universidad Nacional de La Plata; Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Ledesma, Silvia Adriana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Física; Argentin

Remoción de arsénico en localidades de la provincia de Santiago del Estero, Argentina: Evaluación del acceso, uso y calidad de agua en poblaciones rurales con problemas de arsénico

Se realizó un trabajo sobre remoción de arsénico y provisión de agua segura en localidades rurales de dos zonas de la provincia de Santiago del Estero, Argentina: una cercana a la capital, en el Departamento Banda y otra al norte, en el Departamento Copo. El trabajo estuvo a cargo de un grupo transdisciplinario formado por investigadores de las ciencias químicas y las ciencias sociales. Un diagnóstico sobre acceso, usos y calidad de agua, que incluyó entrevistas en la población con respecto al acceso al agua segura, indicó que la zona al norte presentaba graves problemas en la calidad del agua de consumo, agravados por difíciles condiciones socioeconómicas; mientras que en la zona de Banda, las aguas no presentaron contaminación microbiológica ni altos niveles de arsénico. Se tomaron muestras de agua de las distintas poblaciones y se caracterizaron fisicoquímicamente. En las que se consideró necesaria la remoción de arsénico, se evaluó la capacidad de algunos materiales económicos con vías al diseño de dispositivos útiles para las poblaciones afectadas. En regiones similares podrían realizarse réplicas de este proyecto.A joint work was performed by a transdisciplinary group involving chemical and social scientists about arsenic removal and provision of safe water in two rural localities of the Santiago del Estero province, Argentina, one close to the capital, in the Banda Department and another one in the north, in the Copo Department. A diagnosis about access, uses and water quality, including interviews to the population with respect to the access to safe water, indicated that the northern zone presented serious problems in the quality of water for human consumption, deepened by difficult socioeconomic conditions, whereas in the Banda zone, the waters presented neither microbiological contamination nor high arsenic levels. Samples of water were taken in the different localities, their properties were measured and, in the samples containing the highest arsenic levels, the capability of some low-cost materials for arsenic removal were evaluated envisaging the design of useful devices for the affected localities. Further replicates of this project can be performed in similar regions.Fil: Litter, Marta Irene. Universidad Nacional de San Martín; Argentina. Comisión Nacional de Energia Atomica. Gerencia D/area de Seguridad Nuclear y Ambiente; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Pereyra, Sebastian. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Altos Estudios Sociales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: López Pasquali, Clara E.. Universidad Nacional de Educación a Distancia; España. Universidad Nacional de Santiago del Estero; ArgentinaFil: Iriel, Analia. Universidad Nacional de San Martín; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Senn, Alejandro Marcelo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Favaloro; ArgentinaFil: García, Fabiana Elena. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Blanco Esmoris, María Florencia. Universidad Nacional de San Martín; Argentina. Sistema Federal de Medición de Audiencia; ArgentinaFil: Rondano, Karina del Valle. Universidad Nacional de Santiago del Estero; Argentina. Universidad Nacional de Educación a Distancia; EspañaFil: Pabón Reyes, Deisy Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Dicelio, Lelia Elina. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Lagorio, María Gabriela. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Universidad Nacional de San Martín; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Noel, Gabriel David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Instituto de Altos Estudios Sociales; Argentin