Проблеми погіршення якості природних вод, які містять сполуки арсену
Яцентюк І. В., Літинська М. І.
Хімія та сучасні технології
Останнім часом стан джерел постачання питної води України значно погіршився. Серед не типових забрудників природних, поверхневих і підземних вод є сполуки арсену.
Довготривале надходження сполук арсену з питною водою може призвести до раку крові, легень, шкіри, носових пазух, печінки тощо. До не канцерогенних ефектів можна віднести імунологічні, неврологічні та ендокринні розлади, а також генотоксичну дію.
Токсичність та рухливість сполук арсену залежить від його ступеня окиснення (сполуки As(ІІІ) є токсичнішими за сполуки As(V)), але поведінка сполук арсену значно залежить від біологічного стану природних вод. Середня напівлетальна доза (LD50) арсеновмісних речовин становить від 0,014 до 0,185 г/кг. Хронічний арсенікоз починає розвиватися при дозах в 1000 разів нижче напівлетальної.
Проблема наявності сполук арсену в природних водах є проблемою не тільки малорозвинених країн, де водопідготовка здійснюється застарілими методами, а і багатьох розвинених, які потребують більш економічно та екологічно ефективних способів очистки води від сполук арсену.
На сьогоднішній день вилучають сполуки As(ІІІ) і As(V) з природних вод наступними методами: коагуляція, вапняне пом'якшення, адсорбція, іонний обмін, ультрафільтрація, електрокоагуляція, комбіновані методи. Для дослідження обрано сорбційний метод видалення сполук арсену, так як цей метод має високий ступінь очищення, є більш економічно вигідним, в порівнянні з вище наведеними методами.
Як показують результати досліджень на наявність сполук арсену зразків з різних джерел питного водопостачання, дана проблема є актуальною і в Україні, а саме в 70% проаналізованих проб природних вод було зафіксовано вміст арсену вищий за 10 мг/дм3. В 17 пробах підземних вод концентрація арсену знаходиться в межах 20-83 мкг/дм3, в 19 пробах грунтових вод – 20-100 мкг/дм3 і в 5 пробах поверхневих вод – 10-85 мкг/дм3.
Експеримент здійснювали на імітатах природних та стічних вод, які містили у вихідній воді 3,14 мкг/дм3 As(V). Сорбцію вивчали на зразках, приготовлених на основі активованого вугілля БАУ/А з використанням червоного шламу. Видалення проводили при незмінних умовах протягом 1 години. Потім у фільтратах визначають залишковий вміст As(V). Результати експериментальних дослідів за трьома зразками наведено у таблиці.
Таблиця 1 – Залишковий вміст сполук As(V) після сорбційного очищення
Номер | Назва сорбента | Залишковий вміст сполук As(V), мкг/дм3 | Ступінь видалення, % |
1 | БАУ/А | 0,93 | 70,4 |
2 | КІ | 0,98 | 68,7 |
3 | АВ подр. | 0,95 | 69,6 |
ГДК для вод, які містять сполуки As(V) становить 10 мкг/дм3. Подальші досліди направлені на вилучення сполук арсену з сорбентом БАУ/А.
Робота виконана під керівництвом к.т.н., доц. Толстопалової Н. М.
- Сравнительная оценка сорбционных свойств промышленных и экспериментальных гибридных материалов по отношению к примесям As(ІІІ) и As(V) в воде / [З. Малецкий, Т. Митченко, Н. Макарова та ін.]. // Вода і водоочисні технології. Науково-технічні вісті. – 2012. – С. 21–30.
- Популярная библиотека химических елементов [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://chemistry-chemists.com/N3_2012/U3/As.html
- Аквафор Трейдинг. Очистка воды от мышьяка [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.a-filter.ru/ochistka_vody_ot_myshjaka
- Наукові засади видалення токсичних мікрокомпонентів мангану, бору, арсену в процесах мембранного опріснення» [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://iccwc.kiev.ua/diser/melnik-maxin.pdf