Voda, jeden z nejdůležitějších předpokladů života. Ale ani v přírodě se běžně nevyskytuje zcela čistá, ale obsahuje vesměs nežádoucí příměsi a rozpuštěné látky. Vodu nelze užívat ve stavu, v jakém se v přírodě nachází, a je nutná úprava vody nebo alespoň filtrace vody.
Právě pití příměsí uvolněných z půdy nebo vodovodního potrubí mohou mít pro člověka fatální důsledky. Arsen je totiž karcinogenní látkou a obsahují je vesměs staré olověné vodovodní potrubí.
Pokud se i vy zajímáte o to, co pijete a jak odstranit arsen z pitné vody, nechte si nejdříve zpracovat rozbor vody. Ať už svépomocí (sami si odeberete vzorek vody), kdy si vyzvednete vzorkovnice na kterékoliv naší pobočce (máme pobočky ve všech velkých městech včetně Prahy) a vzorky vody poté donést na tu samou pobočku zpět. Nebo si můžete objednat svoz vzorkovnic kurýrem (vzorek odeberete opět sami a nádobu se vzorkem odveze kurýr do laboratoře). Anebo si můžete objednat akreditovaný odběr, kdy za vámi přijede náš certifikovaný vzorkař a odebere vzorek za vás a odveze do akreditované laboratoře na analýzu vody.
Arsen – prvek vyskytující se ve vodě, který škodí zdraví lidí
Anorganický arsen se nejčastěji do vody dostává vymýváním a zvětráváním z hornin, z odpadních vod a atmosférickou depozicí. Je velice často běžnou součástí podzemních i povrchových vod.
Arsen je běžnou součástí podzemních i povrchových vod. V dobře okysličených povrchových vodách bývá převážně v pětimocné formě, v podzemních vodách za anaerobních podmínek dochází k redukci na arsen trojmocný. Byly prokázány jeho karcinogenní účinky a proto je žádoucí zbavit jeho přítomnosti pitnou vodu.
Výskyt arsenu ve vodách
Arsen se vyskytuje v okysličených i neokysličených vodách v oxidačním čísle III a V. Pokud je voda dostatečně okysličená, bývá převážně v pětimocné formě. V podzemní vodě za anaerobních podmínek dochází k redukci na trojmocnou formu. Bývá také organicky vázán.
Oxidace AsIII na AsV probíhá chemickou i biochemickou cestou. Pro rychlou a účinnou reakci se používá chlorace, v případě použití chloraminů se však reakce zpomaluje. Oxidace kyslíkem rozpuštěným ve vodě probíhá velmi pomalu, pro zrychlení lze katalyzovat sloučeninami mědi.
Redukce AsV na AsIII lze dokázat poměrně snadno přidáním síranu železnatého nebo přídavkem sulfidů. Tato reakce je velice častá v hypolimniu nádrží a jezer. Opět velmi pomalá je redukce kyslíkem rozpuštěným ve vodě v anoxických podmínkách. Proto dosažení rovnovážného stavu trvá ve stojatých vodách poměrně dlouho, a AsIII lze prokázat i v oxických podmínkách epilimnia a AsV naopak i v anoxických podmínkách hypolimnia. V závislosti na složení vody se doba oxidace nebo redukce pohybuje v desítkách dní.
Obvyklé koncentrace arsenu v podzemních i povrchových vodách jsou v jednotkách až desítkách mikrogramů na litr. Za přirozenou hodnotu koncentrace arsenu v podzemních vodách se považuje 5 μg.l−1. Minerální vody karlovarských pramenů obsahují průměrně asi 150 μg.l−1 arsenu. Pramen Glauber III ve Františkových lázních obsahuje asi 800 μg.l−1, jedná se o tzv. arsenové minerální vody. V mořské vodě se koncentrace arsenu pohybuje obvykle v rozmezí asi od 1 μg.l−1 do 9 μg.l−1. V odpadních vodách z velkoprádelen je arsen obsažen v koncentracích dosahujících až 100 μg.l−1. Mimořádně vysoké koncentrace lze nalézt v důlních vodách v okolí nalezišť arsenových rud (i přes 1000 μg.l−1). Průměrná koncentrace arsenu v pitných vodách ČR se pohybuje okolo 2 μg.l−1, přičemž Vyhláška Ministerstva zdravotnictví 252/2004 Sb. povoluje nejvyšší mezní hodnotu arsenu v pitné vodě 10 μg.l−1.
Vzhledem k rozdílným oxidačně-redukčním podmínkám dochází ve vodách hlubších nádrží a jezer k vertikální stratifikaci AsIIIa AsV. Na distribuci arsenu se může v létě do značné míry podílet i biologická redukce fytoplanktonem v epilimniu, ve kterém pak převažuje AsIII. Kromě toho se může AsIII oxidovat nejenom rozpuštěným kyslíkem, ale také působením oxidů manganu. Redukce AsV v bezkyslíkatém hypolimniu probíhá jen zvolna, avšak je urychlována přítomností sulfidů a FeII.
Arsen – koncentrace ve vodě a zdravotní rizika pro člověka
Arsen ve vodě se obecně pohybuje v koncentracích mezi 1-2 µg/l, v oblastech s přírodními zdroji však může být až 12000 µg/l. V ČR je několik oblastí se zvýšeným obsahem arsenu ve vodě, a to zejména Příbramsko, oblast Jizerských hor a Krkonoš, dále některé oblasti Královéhradeckého kraje a středních Čech.
Ze zdravotního hlediska je arsen velmi jedovatý a je ve vodě zcela nežádoucí. Hygienické limity arsenu ve vodě jsou stanoveny pro pitnou vodu ve výši do 10 µg/l, v balené kojenecké vodě do 5 µg/l.
Dlouhodobé užívání vody se zvýšeným obsahem arsenu může způsobit závažná chronická onemocnění, ekzémy, alergie, zvyšuje se pravděpodobnost nádorů jater, ledvin a močového měchýře. Hrozí i choroby srdce spojené s cévami a má vliv i na potratovost. Arsen způsobuje rakovinu a je mutagenní, způsobuje například rakovinu kůže. Je to nervový jed, který se v lidském těle akumuluje pomalu, největší procento je ve vlasech, nehtech a kůži. Typické příznaky se projevují po 5 až 10 letech požívání vody se zvýšenou koncentrací arsenu.
Akutní účinky: akutní otrava arsenem končící smrtí nastává při příjmu pitné vody s koncentrací arsenu 60000 µg/l. Příjem pitné vody s obsahem arsenu 300 až 30000 µg/l způsobuje podráždění žaludku, nevolnost, zvracení a střevní potíže. Dochází k poklesu červených i bílých krvinek. Celkové obecné příznaky jsou únava, srdeční arytmie, pálení dlaní a chodidel.
Chronické účinky: při dlouhodobém užívání vody s nadlimitním obsahem arsenu vzniká chronická otrava, která se projevuje kožními změnami, zejména zhrubnutím kůže na dlaních a chodidlech, bradavicemi a změnami cévního systému.
Odstraňování arsenu z vody
K odstranění těžkých kovů z vody existuje mnoho způsobů. V současnosti se nejvíce využívá sorpce na granulované médium na bázi oxidů a hydroxidů železa. Jedná se o selektivní, nenáročnou, ekonomicky přijatelnou a velmi účinnou metodu, která je schopna snížit koncentraci arsenu ve vodě pod limit 10 μg.l−1. Principem funkce je nevratná chemisorpce odstraňovaného arsenu. Mezi nejrozšířenější adsorbenty patří:
- GEH
- Kemira CFH
- Bayoxide E33
GEH (Granulated Eisen Hydroxide)
GEH (Granulated Eisen Hydroxide)byl vyvinut na Berlínské univerzitě na katedře Kontroly kvality vody za účelem odstraňování arsenu a antimonu z vody. Vyrábí ho německá firma GEH-Wasserchemie GmbH.
K tomuto účelu se užívá filtrační hmota na bázi hydratovaných oxidů železa, případně i jiných kovů. Arsen se na těchto sorbentech spolehlivě a nevratně zachytí.
Kapacita filtrační hmoty je značná, což při běžně zvýšené koncentraci arsenu ve vodě umožňuje užití filtru s náplní pro odstranění arsenu řadu let, někdy až desítek let. Filtr je třeba občas protiproudně vyprat tak, aby filtrační hmota byla plně funkční a nevznikaly zde „kanálky“, kudy filtrovaná voda protéká. Po vyčerpání kapacity filtru je třeba náplň, nasycenou arsenem, likvidovat jako toxický odpad.
Kemira CFH 12 | Kemira CFH 0818 | ||
Rozptyl | Zastoupení | Rozptyl | Zastoupení |
[mm] | [%] | [mm] | [%] |
2–0,85 | 92,7 | 2–0,5 | 97,6 |
< 0,85 | 5,9 | < 0,5 | 2,4 |
> 2 | 1,4 | > 2 | 0 |
Tab. 1 Zrnitost filtračních materiálů Kemira CFH
CFH
CFH adsorbent byl vyvinut společností Kemira ve Finsku. Jedná se o granulované médium na bázi oxidu hydroxidu železa. Výhodou tohoto materiálu je snadná manipulace a téměř žádné požadavky na skladování materiálu. Praní tohoto materiálu je možné vodou i vzduchem. Do ČR je dovážen společností Kemwater ProChemie s.r.o., Bakov nad Jizerou. Na trhu se objevují 2 typy tohoto materiálu s označením CFH 12 a CFH 0818. Rozdíl v těchto materiálech je v zrnitosti – viz tabulka 1.
Bayoxide
Bayoxide je granulované médium na bázi oxidu železa. Byl vyvinut společností Severn Trent ve spolupráci se společností Bayer AG. Systém pro odstranění arsenu byl nazván SORB 33. Výhodou tohoto systému je odstraňování AsIII a AsV spolu s odstraněním železa a manganu. Udávaná schopnost úpravy vody je při obsahu arsenu 11–5000 μg.l−1 a obsahu železa 50–10 000 μg.l−1.
Volbu vhodného typu filtru na odstranění arsenu tak, aby výkonově i kapacitně vyhovoval vašim potřebám, svěřte odborníkům.