Мышьяк в воде

Поскольку значительная часть последствий воздействия мышьяка на организм являются необратимыми, то основной медико-санитарной мерой охраны здоровья можно назвать предотвращения появления примесей соединений мышьяка в питьевой воде. Следовательно, существует необходимость в разработке эффективных и безопасных технологий глубокой очистки воды от примесей соединений мышьяка

к.т.н. Литинская Марта Игоревна

Загрязнение воды мышьяком характерно, как для поверхностных, так и для грунтовых и подземных вод Украины. Проблема характерна для Закарпатского, Прикарпатского, а также Донбасского, Криворожского и Кировоградского регионов.

Самую большую опасность несут неорганические соли.

Откуда берется мышьяк в воде?

Источники поступления солей мышьяка в воду имеют как природное, так и антропогенное происхождение.

Средняя концентрация мышьяка в земной коре - 2 мг/кг. Самым распространенным минералом является арсенопирит, а в общей сложности существует около ста изученных минералов.

Минеральные породы, содержащие мышьяк, склонны к растворению и к химическим реакциям с компонентами воды, таким образом, они попадают в грунтовые, артезианские и поверхностные воды, и грунты. Отсюда соли мышьяка попадают в продукты питания (рыба, морепродукты, овощи, мясо), а также испаряются в атмосферу. Помимо этого, такие соединения есть в выбросах вулканов, а также в атмосфере после лесных пожаров.

Источником антропогенного загрязнения воды металлом являются:

• пестициды;
• производства красителей;
• переработка руд;
• консерванты дерева;
• продукты сгорания топлива;
• шахтные воды;
• другие сферы промышленности.

Мышьяк в водах Украины

Согласно серии экспериментов проведенных лабораторией Ионного обмена и адсорции в НТУУ “КПИ им.Сикорского” содержание мышьяка повышено в 70,7% из 58 проб воды поверхностных источников разных регионов Украины. В 17 образцах подземных вод концентрация находилась в пределах 20-82 мкг/дм3, в 12 грунтовых - от 20 до 100 мкг/дм3, в 5 пробах поверхностных вод - от 10 до 85 мкг/дм3.

Известно, что эндемическим регионом является Раховско-Тисовский разлом. Например, согласно других исследований, в водах реки Тисы возле села Квасы концентрация мышьяка достигает 1500 мг/л. После станций централизованной очистки воды она снижается в несколько раз, но безопасность воды не обеспечивается. Содержание мышьяка в питьевой воде - 50–500 мкг/л, что в 5-50 раз превышает предельно-допустимую концентрацию.

Также соли мышьяка в минеральных породах распространены в Нагольном кряже на Донбассе, в Криворожском железорудном бассейне, Чивчинских горах Закарпатья. Часто соединения мышьяка сопровождают железо, медь, цинк, свинец, золото и серебро в сульфидных рудах. Например, много арсенидов в Бобриковском (Луганская обл.), Юриевском (Среднее Поднепровье), Клинцовском (Кировоградская обл.) золоторудных месторождениях.

Больших системных обзоров качества воды относительно солей мышьяка в данных регионах нет, впрочем, это неудивительно, спектр загрязняющих веществ в воде настолько широк, что оценить вклад мышьяка практически невозможно.

Важно! Источники воды питаемые грунтовыми водами, то есть колодцы и родники, могут содержать опасные концентрации как мышьяка, так и других опасных поллютантов. Грунтовые воды без предварительной очистки применять для питья не рекомендуется, особенную угрозу они могут нести детям.

Ниже приведена мировая карта распространения вероятных превышений предельно-допустимой концентрации в 10 мг/л мышьяка в воде.

Чем опасен мышьяк в воде?

Как известно, соли мышьяка являются биодоступными и высокотоксичными соединениями. Самое критическое влияние оказывает как раз мышьяк, поступающий в форме неорганических соединений из питьевой воды, которую применяют непосредственно для питья, приготовления продуктов питания и орошения овощей. Мясо, рыба, морепродукты, зерновые также могут быть его источниками, но содержание и, соответственно, воздействие на организм человека будет значительно меньшим.

Согласно данным Всемирной организации здравоохранения мышьяк входит в перечень из 10 приоритетных химических элементов, которые представляют значительные проблемы для общественного здравоохранения. На сегодняшний день рекомендуемая ВОЗ предельно-допустимая концентрация мышьяка в воде - 10 мкг/л или 0,01 мг/л, соответственно, такой же показатель установлен украинскими санитарными нормами.

Мышьяк - канцероген?

Да, канцерогенные свойства мышьяка были впервые зафиксированы еще в 1887 году у пациентов, которых лечили арсенидами, а в 1980 году Международное агентство исследования рака признало его, как одну из причин онкологических заболеваний кожи и легких (когда поступление происходит ингаляционным путем). Эпидемиологические исследования показывают связь с другими видами рака внутренних органов при концентрациях в несколько сотен микрограммов на литр, однако, при более низких концентрациях оценить эту связь довольно сложно. Самыми распространенными видами описанных опухолей были: рак кожи, легких, мочевого пузыря, простаты, ангиосаркома печени (в списке предположительных из-за редкости). Также есть исследования связи употребления мышьяка с лейкемией, раком груди, желудка, толстой кишки, гортани, ротовой полости и пр.

Другие проявления

Кожные проявления отравления мышьяком являются самыми характерными его признаками. Это обычно проявления в виде мелких веснушек и гиперкератоза (например, на коже стоп и ладоней). Пигментационные проявления на коже появляются в период 3 - 36 месяцев после системного приема доз выше 0,04 мг/кг в сут, если концентрации уже в пределах 0,01 мг/кг в сутки, то такие проявления начнутся не ранее, чем через 5-15 лет. Гиперкератоз является следующим за пигментацией.

Некоторые исследования подтверждают связь потребления мышьяка с гипертензией и сердечно-сосудистыми заболеваниями, а также повышенным риском диабета. Желудочно-кишечные, неврологические и обменные появления наблюдаются при системном употреблении довольно высоких доз мышьяка. 

Как обстоит ситуация в Украине?

Системных исследований относительно воздействия Мышьяка на человека в Украине не ведется. Зато статистическое исследование, в котором сравнивали заболеваемость и смертность от разнообразных болезней в регионах, подверженных и не подверженных действию разлома Рахов-Тисовского разлома в Западном регионе Украины, показали очевидные данные:

Что касается остальных регионов, которые содержат соли мышьяка в водах, то оценить картину, вероятнее всего, просто не возможно. Это промышленные регионы со сложным составом вод. Из-за загрязнения другими токсикантами, которые оказывают не меньшее влияние на организм человека, вклад соединений мышьяка не так уж велик.

Очистка воды от мышьяка

Обычные системы водоподготовки имеют недостаточно высокую эффективность относительно солей мышьяка, особенно, когда они присутствуют в воде в больших концентрациях. Основными методами являются: