Миш’як – це забрудник підземних вод, який утворюється із природних мінералів, присутніх у кам’янистій породі та ґрунтах (зазвичай у молодих алювіальних відкладеннях), а також в результаті промислової діяльності (наприклад, шахтовидобувної діяльності). Коли миш’як присутній на рівні 10 мкг на літр, то він може безпосередньо впливати на здоров’я, і проблему його наявності потрібно вирішувати якомога швидше на будь-якому етапі надзвичайної ситуації. Миш’як можна усунути з підземних вод шляхом утворення осаду, адсорбції, іонного обміну чи зворотного осмосу T.15 .

Вплив споживання миш’яку протягом тривалого періоду часу на здоров’я включає зміни у пігментації шкіри, пошкодження внутрішніх органів, анемію, розлади метаболізму, підвищений ризик різних видів раку та шкірних захворювань, а також інші симптоми (наприклад, бронхіт, судинні захворювання, депресію). Короткостроковий вплив може проявлятися як підвищений ризик інфаркту, діарея та нудота. Такий вплив на здоров’я може спостерігатися навіть після видалення миш’яку з води. Розчинний миш’як, який можна виявити у природній воді, зазвичай зустрічається у вигляді тривалентного арсеніту, As(III) (присутній в анаеробних умовах і при нижчому рівні рН) або п’ятивалентного арсенату, As(V) (присутній в аеробних умовах і при рівні рН вищому за 7). Його можна усунути шляхом утворення осаду, адсорбції чи іонного обміну різних обсягів – від масштабного постачання питної води до рівня домогосподарства (див. H.14 ).

Проєктні міркування

As(III) є поширеною формою миш’яку, яку можна знайти в анаеробних умовах підземних вод та яку важче усунути ніж As(V), який легко поглинається різними твердими частками, наприклад, (гідр-)оксидом заліза. Тоді як певні процеси очищення можуть частково видалити As(III), для досягнення достатнього рівня видалення потрібно спершу конвертувати As(III) в As(V) із використанням етапу попереднього окислення, за яким слідує другий процес видалення As(V). Попереднє окислення можна ефективно провести шляхом додавання хімікатів (наприклад, хлору чи перманганату калію) або фільтрування води через шар оксиду марганцю (IV). Після окислення до As(V) існують різні процеси, які можуть його усунути, наприклад, коагуляція та одночасне утворення осаду, адсорбція та іонний обмін.

У випадку коагуляції та одночасного утворення осаду додаються такі хімікати як солі алюмінію та заліза для утворення осадів (гідр-)оксиду заліза та алюмінію, які адсорбують As(V). Після осідання ці частки можна видалити із використанням таких кроків, як традиційні седиментація та фільтрація. Задля забезпечення ефективності вид коагулянту має підходити для рівня рН неочищеної води, а умови для дозування/змішування мають бути оптимальними (див. T.4 , T.5 ). Одночасне утворення осаду також може відбуватися без коагулянту, коли є достатньо природного заліза у воді. У такому разі аерування води створює нерозчинний (гідр-)оксид заліза, який натомість поглинає миш’як. Це добре працює у певних районах, разом із біологічними повільними піщаними фільтрами H.5 . Ефективність залежить від природної концентрації заліза у воді та наявності конкуруючих іонів.

As(V) також можна усувати шляхом адсорбції та іонного обміну, під час яких вода проходить через шар порожнинного матеріалу (контактний шар), який усуває миш’як завдяки обміну іонами, що уможливлює його проникнення у матеріал контактного шару. Належними матеріалами контактного шару є синтетичні іонообмінні смоли, активований оксид алюмінію, активоване вугілля та тверді частки на основі заліза (гранульований гідроксид заліза або вкритий залізом пісок). Ефективність контактного матеріалу може бути різною, при цьому на деякі матеріали рівень рН чи концентрація миш’яку не впливають (наприклад, іонообмінні смоли, тверді частки на основі заліза), тоді як на інші це впливає (наприклад, активований оксид алюмінію). Деякі матеріали також краще поглинають конкуруючі іони замість миш’яку (наприклад, сульфат з іонообмінними смолами). До того ж деякі матеріали легко відновлюються при використанні менш небезпечних хімікатів (наприклад, іонообмінні смоли), тоді як інші можуть потребувати використання сильних кислот та лугів (наприклад, активований оксид алюмінію), а деякі взагалі неможливо відновити (наприклад, тверді частки на основі заліза). Проте за наявності правильних умов ці техніки можуть усувати понад 90% миш’яку. Існують інші техніки, які є більш (наприклад, електрокоагуляція) чи менш (наприклад, методи на основі використання мембран, такі як нанофільтрація/зворотний осмос, T.15 ) ефективними.

Матеріали

Необхідні матеріали залежать від обраного процесу видалення миш’яку та можуть включати фізичну інфраструктуру з очищення води, фільтраційні матеріали та різні хімікати. Деякі з них можуть бути недоступні локально.

Придатність

Миш’як становить більшу загрозу для здоров’я ніж фтор, і деякі наслідки для здоров’я проявляються навіть після короткострокового споживання. Тому рекомендовано починати видалення миш’яку якомога раніше в умовах надзвичайної ситуації. Незалежно від цього, коли в умовах надзвичайної ситуації використовується коагуляція, також буде зменшуватися і рівень миш’яку. 

Експлуатація та обслуговування

Для кожної з систем потрібні різні заходи з експлуатації та обслуговування, проте більшість має суттєві вимоги щодо експлуатації та обслуговування. У випадку процесів коагуляції/утворення осаду експлуатація та обслуговування передбачають щоденне дозування хімікатів та усунення мулу, і часто для установки потрібне електропостачання. У випадку іонообмінних смол експлуатація та обслуговування є не такими частими і досить простими процесами, які передбачають відновлення контактного шару, що зазвичай робиться із використанням концентрованого сольового розчину (NaCl). У випадку активованого оксиду алюмінію відновлення контактного шару проводиться із використання сильних лугів, після чого використовується сильна кислота.

Здоров’я та безпека

Виявлення миш’яку у джерелі води може виявитися складним. Може бути корисно переглянути дані про стан здоров’я та з центрів охорони здоров’я щодо кількості випадків арсенікозу. Платформа оцінювання підземних вод (GAP) надає інформацію про райони з високим рівнем ризику. Рекомендовано здійснювати моніторинг якості води із використанням наборів для виявлення миш’яку, якщо GAP або медична інформація вказують на наявність підвищеного ризику. Більшість процесів видалення миш’яку продукують відходи із високим вмістом миш’яку, які потрібно належним чином утилізувати (наприклад, полігон подалі від джерел питної води). Відновлення контактного шару із використанням лугів та кислот може бути небезпечним, і для цього потрібно провести відповідне навчання для операторів, а також забезпечити їх особистим захисним спорядженням (окулярами, спецодягом, рукавицями, взуттям) і місцями для зберігання таких речовин.

Витрати

Орієнтовні витрати на літр для масштабного очищення варіюються від приблизно 8 до 120 доларів США на м³, при цьому найдешевшим варіантом є коагуляція та одночасне утворення осаду. Витрати залежать від виду процесу та масштабу і пов’язані з тим, які матеріали використовуються, чи можна вживати їх повторно (наприклад, хімікати чи фільтраційні матеріали), а також інфраструктурою (наприклад, установка з очищення, змішувач чи сушильня) та працею, необхідною для виробництва чи відновлення матеріалів.

Соціальні та екологічні аспекти

У випадку коагуляції/утворення осадів висока концентрація сульфатів в очищеній воді може робити її неприйнятною для користувачів. Запровадження очищення від миш’яку на рівні громади має передбачати залучення та участь всіх зацікавлених сторін від самого початку. У районах, де це не так, знадобяться інтервенції з поширення інформації та стимулювання поведінкових змін (див. X.16) із метою збільшення рівня обізнаності серед населення. Довгостроковий вплив отруєння миш’яком є неочевидним, і користувачі можуть неохоче погоджуватися на очищення, якщо це спричиняє більші витрати. Розчини для відновлення чи насичені фільтраційні матеріали становлять загрозу для навколишнього середовища, їх потрібно утилізувати безпечно і подалі від джерел питної води чи земельних ділянок, які використовуються в сільському господарстві.