Az arzén geokémiai adottságok és természetes folyamatok következtében, vagy emberi hatások eredményeképpen jelenik meg vizeinkben.
Természetes folyamat az arzéntartalmú ásványokból történő lassú kioldódás, melynek révén az arzén a vizekbe kerülhet.
Az emberi hatások közé tartozik az arzéntartalmú peszticidek használata, szulfid ércek kitermelése illetve feldolgozása, fosszilis tüzelőanyagok égetése, az elektronika, a fa- és gyógyszeripar melléktermékei. Ezen tevékenységek következtében a talaj arzénnal szennyeződhet, amely így bekerülhet a felszín alatti vagy a felszíni ivóvízbázisokba. Az arzént a hazai iparágak közül az üveggyártás használja jelentős mennyiségben, de egyes festékekben is előfordul.
Az arzén a vízben többnyire szervetlen formában van jelen. Az oxidatív/reduktív környezettől függően arzenát [As(V)] illetve arzenit [As(III)] található a vízben. Az arzén a pH-tól függően különböző formákban létezik.
Az arzén bizonyítottan rákkeltő hatású anyag. Belélegezve tüdőrákot okoz, más úton a szervezetbe jutva, krónikus hatását kifejtve vese- hólyag- máj- illetve bőrrák előidézője.
A víz arzéntartalmát a víztisztítás előkészítő fázisaiban az előírt határérték alá kell csökenteni.
Az arzén bizonyítottan rákkeltő hatású anyag. Belélegezve tüdőrákot okoz, más úton a szervezetbe jutva, krónikus hatását kifejtve vese- hólyag- máj- illetve bőrrák előidézője. Alacsony arzénkoncentráció esetén (≤ 500 μg /L) az As(V) vegyületek az emberi szervezetben As(III) vegyületté redukálódnak. A szervezetbe került arzén toxikussága tehát független attól, hogy a redukált vagy az oxidált állapotú arzén kerülte a szervezetbe.
Az arzén a levegőből, élelmiszer, illetve ivóvíz fogyasztása következtében juthat be az emberi szervezetbe. A levegőben található arzén koncentrációja csupán néhány ng/m3; ez alól kivételt képeznek azok a területek, ahol valamilyen ipari tevékenység miatt kerül arzén magas koncentrációban a légtérbe.
Az arzén tehát főként a táplálék és ivóvíz által jut a szervezetbe. Biztonsági tényezők figyelembe vételével a naponta maximálisan fogyasztható arzén mennyisége 100 μg. A táplálék által naponta a szervezetbe jutott arzén mennyisége nagyrészt az étkezési szokások függvénye: az élelmiszerek közül elsősorban a tengeri eredetűek arzéntartalma magas.
A víztisztító művek legnagyobb feladatai között – a szigorodó előírások nyomán – a víz arzén tartalmának csökkentése áll elfogadható költségek mellett.
I. GEH
A vasoxidon történő felületi megkötésen alapuló vízszűrési eljárást a Berlini Műszaki Egyetem Valószínűségeloszlási Tanszékén 1991. és 1994. között Dr M. Jekel és Dr W. Driehaus fejlesztették ki, hogy a szigorított arzén-határérték tartható legyen. Egyszerű vízszűrési eljárásról van szó, vegyszer hozzáadására általában nincs szükség, pH-beállításra pedig egyáltalán nem. A gyártó szerint a szűrőanyag élettartama 5-20-szor hosszabb lehet az aktivált alumíniumoxid alapú adszorberekénél, egyszeri használat után hulladékként elhelyezhető. Az arzén elsősorban mélységi vizekben fordul elő határértéket meghaladó mértékben.
Az érintett vízművek gyakran kis kapacitásúak, szakaszos üzemeltetésűek, nincs állandó személyzetük, hanem elektronika vezérli őket. A GEH azért alkalmas kiválóan ezen vízművekben való alkalmazásra, mert:
- kis helyen elfér, tehát nem kell épületet bővíteni vagy új épületet építeni;
- nem áll fenn az a veszély, hogy a szakaszos üzemeltetés során, az újraindításkor pelyhek, szennyezőanyagok kerülnek a tiszta vízbe;
- nincs szükség állandó felügyeletre az üzemeltetéshez.
II. Klinomangan-NaAs
A magyarországi Geoproduct KFT. többéves ilyen irányú kutatási tevékenysége során megmutatkozott, hogy ásványi anyagok vegyi kezelésével elő lehet állítani olyan regenerálható, kombinált ásványi bázisú vízszűrő anyagot, amely eredményesen alkalmazható ivóvizek arzéntartalmának határérték alá történő csökkentésére.
Az egyes, megfelelően vegyileg kezelt ásványok kombinációjával kialakítható olyan, – nem regenerálható – vízszűrő ágy, amely eredményesen képes hosszabb távú, egyszeri arzén abszorpciós feladat elvégzésére.
Az ekként összeállított vízszűrő ágy nem rendelkezik akkora arzén megkötő kapacitással, mint a piacon lévő speciális töltetanyagok, azonban nagy előnye, hogy a vízösszetétel változásaira, zavaró komponenseire sokkal kevésbé érzékeny, amellett lényegesen olcsóbb, ugyanakkor a szelektivitása semmiben sem marad el azokétól.
III. Fordított ozmózis
A folyamatban a vizet RO membránon bocsátjuk át, ami fizikailag visszatartja a szennyeződéseket. Az RO membránnal kezelni kívánt víznek lebegőanyagmentesnek kell lennie, és az arzénnak As(V) formában kell lennie, tehát szükség lehet előzetes oxidációra. A legtöbb RO membránt viszont tönkreteszik az oxidálószerek. Előny, hogy nincs szilárd hulladék, viszont a keletkező szennyvíz veszélyes anyagként kezelendő. A módszer hátránya még a jelentős beruházási költség és a bonyolult működés. A membránszűrés arzéneltávolításra akkor alkalmazható költséghatékonyan, ha az arzén mellett más eltávolítandó anyagok is vannak a vízben. A membrántechnológiák közül a fordított ozmózis alkalmas lehet oldott anyag eltávolítására, azonban a nagyobb pórusátmerőjű membránok esetén a membránt csak mint szilárd/folyadék fázisszétválasztási technológiát alkalmazzuk, ezért pl. oxidáció + koaguláció/flokkuláció + membránszűrés lehet a technológiai sor.