Арсен у воді

Оскільки значна частина наслідків впливу арсену на організм є незворотними, то головною медико-санітарною мірою охорони здоров'я можна назвати запобігання появи домішок сполук арсену у питній воді. Отже, існує необхідність в розробці ефективних і безпечних технологій глибокого очищення води від домішок сполук арсену

к.т.н. Літинська Марта Ігорівна

Ми багато знаємо про важкі метали в українській воді, але скоріше в контексті промислових регіонів, де їх першопричиною є стічні води промислових підприємств. Але насправді існує проблема пов'язана з важкими металами по всій території України. Прикладами може бути радонова вода або вода, забруднена арсеном.

Забруднення води арсеном (англ. arsenic, рос.мышьяк) характерне, як для поверхневих, так і для ґрунтових та підземних вод України. Проблема характерна для Закарпатського, Прикарпатського, а також Донбаського, Криворізького і Кіровоградського регіонів.

Найбільшу небезпеку несуть неорганічні солі.

Звідки береться арсен у воді?

Джерела надходження солей арсену в воду мають як природне, так і антропогенне походження.

Середня концентрація арсену в земній корі - 2 мг/кг. Найпоширенішим мінералом є арсенопірит, а в цілому існує близько ста вивчених мінералів.

Мінеральні породи, що містять арсен, схильні до розчинення і до хімічних реакцій з компонентами води, таким чином, вони потрапляють в грунтові, артезіанські, поверхневі води та грунти. Звідси солі арсену потрапляють в харчові продукти (риба, морепродукти, овочі, м'ясо), а також випаровуються в атмосферу. Крім цього, такі сполуки є у викидах вулканів, а також в атмосфері після лісових пожеж.

Джерелом антропогенного забруднення води в даному випадку є:

• пестициди;
• виробництва барвників;
• переробка руд;
• консерванти деревини;
• продукти згоряння палива;
• шахтні води;
• інші сфери промисловості.

Арсен у водах України

Згідно з серією експериментів проведених лабораторією Іонного обміну та адсорбції в НТУУ "КПІ ім.Сікорського" вміст арсену перевищено в 70,7% з 58 проб води поверхневих джерел різних регіонів України. У 17 зразках підземних вод концентрація перебувала в межах 20-82 мкг/л, в 12 грунтових - від 20 до 100 мкг/л, в 5 пробах поверхневих вод - від 10 до 85 мкг/л.

Відомо, що ендемічним регіоном є Рахівсько-Тисівський розлом. Наприклад, згідно з іншими дослідженнями, у водах річки Тиси біля села Кваси концентрація арсену досягає 1500 мг/л. Після станцій централізованого очищення води вона знижується в кілька разів, але повна безпека води не забезпечується. Вміст арсену в питній воді - 50-500 мкг/л, що в 5-50 разів перевищує гранично допустиму концентрацію.

Також солі арсену в мінеральних породах поширені у Нагольному кряжі Донбасу, в Криворізькому залізорудному басейні, Чивчинських горах Закарпаття. Часто сполуки арсену супроводжують залізо, мідь, цинк, свинець, золото і срібло в сульфідних рудах. Наприклад, багато їх в Бобриковському (Луганська обл.), Юрієвському (Середнє Подніпров'я), Клинцівському (Кіровоградська обл.) золоторудних родовищах.

Великих системних оглядів якості води щодо солей арсену в даних регіонах немає, втім, нічого дивного, спектр забруднюючих речовин у воді настільки широкий, що оцінити внесок арсену практично неможливо.

Важливо! Джерела води, що живляться грунтовими водами, тобто, колодязі та природні джерела, можуть містити небезпечні концентрації як арсену, так і інших небезпечних полютантів. Грунтові води без попереднього очищення застосовувати для пиття не рекомендується, особливу загрозу вони можуть нести дітям.

Нижче наведена світова карта поширення ймовірних перевищень гранично допустимої концентрації в 10 мкг/л арсену у воді.

Чим небезпечний арсен у воді?

Як відомо, солі арсену є біодоступними та високотоксичними сполуками. Найкритичніше впливає якраз арсен, що надходить в формі неорганічних сполук з питної води, яку застосовують безпосередньо для пиття, приготування харчових продуктів та зрошення овочів. М'ясо, риба, морепродукти, зернові також можуть бути його джерелами, але вміст і, відповідно, вплив на організм людини буде значно меншим.

Згідно з даними Всесвітньої організації охорони здоров'я арсен входить до переліку з 10 пріоритетних хімічних елементів, які являють собою значні проблеми для громадської охорони здоров'я. Сьогодні рекомендована ВООЗ граничнодопустима концентрація арсену у воді - 10 мкг/л або 0,01 мг/л, відповідно, такий же показник встановлений українськими санітарними нормами.

Арсен - канцероген?

Так, його канцерогенні властивості були вперше зафіксовані ще в 1887 році у пацієнтів, яких лікували його солями, а в 1980 році Міжнародне агентство дослідження раку визнало його, як одну з причин онкологічних захворювань шкіри та легенів (коли надходження відбувається інгаляційним шляхом). Епідеміологічні дослідження показують зв'язок з іншими видами раку внутрішніх органів при концентраціях в кілька сотень мікрограмів на літр, однак, при нижчих концентраціях оцінити цей зв'язок досить складно. Найпоширенішими видами описаних пухлин були: рак шкіри, легенів, сечового міхура, простати, ангіосаркома печінки (в списку можливих через рідкість). Також є дослідження зв'язку вживання арсену з лейкемією, раком грудей, шлунка, товстої кишки, гортані, ротової порожнини та ін.

Інші прояви

Шкірні прояви отруєння арсеном є ​​найхарактернішими його ознаками. Це зазвичай дрібні веснянки і гіперкератоз (наприклад, на шкірі стоп і долонь). Пігментаційні прояви на шкірі з'являються в період 3 - 36 місяців після системного прийому доз вище 0,04 мг/кг на добу, якщо концентрації вже в межах 0,01 мг/кг на добу, то такі прояви почнуться не раніше, ніж через 5 - 15 років. Гіперкератоз є наступним за пігментацією.

Деякі дослідження підтверджують зв'язок споживання арсену з гіпертензією та серцево-судинними захворюваннями, а також підвищеним ризиком діабету. Шлунково-кишкові, неврологічні та обмінні появи спостерігаються при системному вживанні досить високих доз металу.

Яка ситуація в Україні?

Системних досліджень щодо впливу арсену на людину в Україні не ведеться. Зате статистичне дослідження, в якому порівнювали захворюваність і смертність від різноманітних хвороб в регіонах, схильних і не схильних до дії Рахів-Тисівського розлому в Західному регіоні України, показали очевидні дані:

Що стосується інших регіонів, які містять солі арсену в водах, то оцінити картину, найімовірніше, просто неможливо. Це промислові регіони зі складним складом вод. Через забруднення іншими токсикантами, які мають не менший вплив на організм людини, внесок сполук арсену не такий вже й великий.

Очищення води від арсену

Звичайні системи водопідготовки мають недостатньо високу ефективність щодо солей арсену, особливо, коли вони присутні у воді у великих концентраціях. Основними методами є:

• іонообмінні технології;
• фільтрація через активований оксид алюмінію;
• механічна фільтрація через пісок;
• різноманітні сорбенти.

Як очистити воду від арсену вдома?

Найефективнішим методом очищення води від арсену буде побутовий зворотний осмос. Таким методом ви отримаєте чисту та абсолютно безпечну воду, вільну від усіх шкідливих домішок.

Потрійні фільтри з активованим вугіллям і іонообмінні смоли, теж можуть дещо знизити вміст арсену, але в такому випадку все буде залежати від кількості інших компонентів в складі води.

В порівнянні з багатьма екологічними проблемами, системних досліджень складу вод немає. Ми розглянули екологічні паспорти проблемних регіонів, і ні в одному з них не знайшли навіть згадки слова "арсен". Тобто він навіть не розглядається як загроза здоров'ю людини, відповідно, і модернізація систем водопідготовки теж не є актуальною для нашої країни. Втім, в останнє десятиліття проблема набула поширення в наукових колах: активно розробляються ефективні сорбенти й методи очищення води від цих токсичних сполук.

Якщо у вас виникли запитання щодо теми даного матеріалу, ви можете задати їх у коментарях.