Миш’як – це забрудник підземних вод, присутній у кам’янистій породі та ґрунтах, а також може виникати в результаті промислової 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. Миш’як можна усунути з підземних вод шляхом окислення, за чим слідує фільтрація, утворення осаду, адсорбція, процеси іонного обміну чи зворотній осмос.

Найпоширенішою формою миш’яку в підземних водах є тривалентний арсеніт, (As III), який видалити не так просто як п’ятивалентний арсенат (As V), що приєднується до різних твердих часток, наприклад, оксиду заліза. Відтак рекомендується провести попередній етап окислення As III повітрям чи хімікатами до проведення очищення води. Після окислення до As V побутові системи можуть усунути його шляхом адсорбції, утворення осаду та іонного обміну.

Проєктні міркування

Більшість побутових систем для видалення миш’яку складаються із двох відер/відділень, в яких As III спершу окислюється до As V, а тоді у другому відділенні As V видаляється шляхом утворення осаду або адсорбції у заводському комерційному фільтраційному матеріалі. Об’єм води, який можна відфільтрувати з використанням побутових систем, становить 20 – 60 літрів на день. Ефективність видалення залежить від проєкту і компонентів фільтру, але буде в діапазоні 85 – 99%. Побутові фільтри для видалення миш’яку є простими в експлуатації, проте потрібно дотримуватися вказаного часу контакту, і фільтри зазвичай мають працювати повільно. Усі матеріали потрібно буде відновлювати після насичення, що складно визначити і для цього потрібно проводити тести якості води. Тому потрібно запровадити функціонуючу мережу обслуговування.

Однією з недорогих та широко використовуваних технологій є фільтр Канчан для видалення миш’яку. Це модифікація біологічного повільного піщаного фільтру H.5 із залізом нульової валентності (часто у формі іржавих цвяхів), що додається до шару розсіювача. Миш’як у воді адсорбується на оксид заліза (із іржавих цвяхів) і тоді вловлюється на поверхні піску у фільтрі. Подібно до інших біологічних повільних піщаних фільтрів корпус фільтру Канчан для видалення миш’яку може бути виготовлений із бетону, пластику або нержавіючої сталі. Він містить стовп із подрібненого каміння (піску), на якому живуть мікроорганізми.

Матеріали

Належні фільтраційні матеріали включають іонообмінні синтетичні смоли, активований оксид алюмінію, активоване вугілля та тверді частки на основі заліза (гранульований гідроксид заліза або вкритий залізом пісок). Прикладом недорогого матеріалу є композитна залізна матриця, яка складається із обрізків заліза, що продукують новий адсорбент завдяки постійній корозії заліза. Утворений осад миш’яку із тривалентним залізом тоді видаляється завдяки фільтрації через пісок та шари активованого вугілля. В наявності є різноманітні сильноосновні аніоніти, але їх слід використовувати лише для низькосульфатної води через ризик вивільнення великої кількості миш’яку за наявності сульфату. Активований оксид алюмінію доступний у гранульованій формі або як оксид алюмінію, і забрудники обмінюються з поверхневими гідроксидами алюмінію. Фільтраційний матеріал можна насипати у локально доступні відра. У випадку домогосподарств, під’єднаних до мережі водопостачання, варіантом можуть бути мембранні фільтри (нанофільтрація або зворотний осмос), які працюють із використання наявного тиску у крані.

Придатність

Споживання забрудненої миш’яком води протягом тривалого періоду часу може призвести до хронічного отруєння миш’яком. Довгострокова дія миш’яку призводить до змін у пігментації шкіри та підвищує ризик різноманітних захворювань легень і серця. ВООЗ визначала рекомендований показник щодо миш’яку в питній воді на рівні 10 мкг на літр, що залежить від ефективності очищення та аналітичної здатності досягнути такого результату. За наявності в помірній концентрації вплив на здоров’я спричиняється довготривалим споживанням, і технологія є релевантною переважно для етапу відновлення та затягнутої надзвичайної ситуації, яка має місце в районах із високим ризиком підвищеного вмісту миш’яку. Проте за наявності у високій концентрації миш’як потрібно видаляти якомога швидше. Відтак у районах із високим ризиком потрібно виміряти рівень миш’яку перш ніж обирати джерело води, і за умови наявності альтернативних джерел потрібно використовувати джерела без або з низькою концентрацією миш’яку. На Платформі з оцінки підземних вод доступні карти ризиків, які демонструють регіони із високою ймовірністю підвищеного вмісту миш’яку в підземних водах.

Експлуатація та обслуговування

Експлуатація фільтрів для видалення миш’яку є відносно простою, і для цього потрібне лише щоденне поповнення води. Задля забезпечення ефективного видалення миш’яку потрібно дотримуватися необхідного часу контакту між водою та фільтраційним шаром, що залежить від моделі фільтру та використаного матеріалу. Заходи з обслуговування включають періодичне чищення/змивання та дезінфекцію і заміну піску, активованого вугілля або залізних елементів у фільтрах. Потрібно, щоб дистриб’ютор/продавець фільтрів організував проведення регулярного моніторингу та обслуговування, і для цього потрібна співпраця з боку споживачів. Коли використовуються фільтраційні матеріали, які потрібно відновлювати, ця процедура повинна проводитися у сервісному центрі висококваліфікованим персоналом, оскільки поводитися з необхідними хімікатами потрібно обережно.

Здоров’я та безпека

Вплив вживання миш’яку протягом довгого періоду часу на здоров’я включає зміни у пігментації шкіри, а також інші симптоми (наприклад, бронхіт, судинні захворювання) і підвищення ризику різноманітних видів раку. У короткостроковій перспективі миш’як може підвищити ризик інфаркту міокарда. Такий вплив на здоров’я може тривати навіть після видалення миш’яку. Відходи із високим вмістом миш’яку виробляються фільтраційною системою, та їх потрібно утилізувати належним чином через високу токсичність (наприклад, на полігоні далеко від джерел питної води). Фільтри для видалення миш’яку не усувають мікробіологічне забруднення. Існує ризик повторного забруднення води через погане дотримання гігієни, і може бути потрібна подальша фільтрація чи дезінфекція. Очищена вода завжди має зберігатися у фільтрах або контейнерах для безпечного зберігання води. У разі використання іонообмінних смол уважно потрібно зважити на якість води, оскільки інші іони з більшою тягою до смол можуть замінити собою As V, що призведе до неконтрольованого вивільнення великої кількості миш’яку в очищену воду.

Витрати

Фільтри, які можна спорудити з використанням локально доступних матеріалів, коштують починаючи від 20 – 40 доларів США. Витрати на активований оксид алюмінію та іонообмінні смоли є високими, і вони можуть бути недоступними на місці.

Соціальні та екологічні аспекти

Фільтри для усунення миш’яку добре приймаються населенням, коли людям відомо про проблеми зі здоров’ям, пов’язані з наявністю миш’яку у воді. Проте запровадження нової технології – це складний процес, до якого потрібно залучати всі зацікавлені сторони від самого початку. Знадобиться інформація та інтервенції, спрямовані на стимулювання змін у поведінці, (див. X.16) з метою підвищення рівня обізнаності населення у районах, де цього немає. Довгостроковий вплив отруєння миш’яком не є очевидним, і користувачі можуть неохоче використовувати фільтри регулярно. Розчини для відновлення або насичені фільтраційні матеріали становлять загрозу для навколишнього середовища, і їх потрібно утилізувати у безпечний спосіб подалі від джерел питної води чи земельних ділянок, залучених до ведення сільського господарства.