Кіріспе
Судың ластану түрі Жер асты суларының арсенмен ластануы - жер асты суларының ластануының бір түрі, ол көбінесе жер асты суларының терең деңгейінде табиғи түрде болатын арсеннің жоғары концентрациясына байланысты. Бұл - Ганг дельтасында сумен қамтамасыз ету үшін терең құбыр құдықтарын пайдаланудың үлкен проблемасы, бұл көптеген адамдарға арсендік улануды тудырады. 2007 жылы жүргізілген зерттеулер 70 - ден астам елде 137 миллионнан астам адам судың арсендікпен улануынан зардап шегуі мүмкін екенін көрсетті. Бангладеште судың көптеп улануынан кейін бұл проблема денсаулыққа қатысты үлкен алаңдаушылық туды. Жер асты суларының арсенмен ластануы әлемнің көптеген елдерінде, соның ішінде АҚШ-та да кездеседі. Дүниежүзілік денсаулық сақтау ұйымы судағы мырыш концентрациясын 10 мкг/л-ға дейін шектеуді ұсынады, бірақ бұл көптеген проблемалы аймақтарда су көздерінен мырышты алудың қиындығына байланысты қол жеткізе алмайтын мақсат болып табылады. Жер асты суларының арсенмен ластануы туралы шамамен 20 ірі оқиға туралы хабарланған. Олардың төрт ірі оқиғасы Азияда - Бангладеште, Үндістанның Батыс Бенгалда, Қытайдың Ішкі Моңғолияда және Тайваньда орын алды. Қытайда қауіпті құдықтардың орналасуы картаға түсірілді.
Arsenic contamination of groundwater is a form of groundwater pollution which is often due to naturally occurring high concentrations of arsenic in deeper levels of groundwater. It is a high profile problem due to the use of deep tube wells for water supply in the Ganges Delta, causing serious arsenic poisoning to large numbers of people. A 2007 study found that over 137 million people in more than 70 countries are probably affected by arsenic poisoning of drinking water. The problem became a serious health concern after mass poisoning of water in Bangladesh. Arsenic contamination of ground water is found in many countries throughout the world, including the US. The World Health Organization recommends limiting arsenic concentrations in water to 10 μg/L, although this is often an unattainable goal for many problem areas due to the difficult nature of removing arsenic from water sources. Approximately 20 major incidents of groundwater arsenic contamination have been reported. Of these, four major incidents occurred in Asia—in Bangladesh; West Bengal, India; Inner Mongolia, China; and Taiwan. Locations of potentially hazardous wells have been mapped in China.
Үндістан
Бихардың 13 ауданында жер асты суының 0,05 мг/л-ден асатын мөлшерде мышьякпен ластанғаны анықталды. Бұл аудандар Ганг және Гандак сияқты ірі өзендерге жақын орналасқан. Үндістанның Батыс Бенгалия штатында суды көбінесе өзендер, құдықтар мен көлдер арқылы алады. Бұл заттар дизентерия, тайфун, холера және гепатит сияқты жұқпалы аурулармен зақымдалуы мүмкін. 1970 жылдан бастап Үндістанда үкіметтік емес ұйымдар аурулармен ластанбаған ауыз суды қамтамасыз ету үшін құбыр құдықтарын басуға назар аударды, бұл кейбір адамдарды арсенмен ластанған жер асты суларына ұшыратудың күтпеген жанама әсерімен болды.
Непал
Непалда мышьякпен ластанудың үлкен проблемасы бар. Бұл проблема ең көп таралған аймақ болып табылады Терай, ең нашар болып табылады жақын Навалпараси ауданы, онда 26 пайыз аққулар орындауға WHO стандартты 10 ppb. Жапонияның халықаралық ынтымақтастық агенттігі мен Катманду аңғарындағы қоршаған ортаны зерттеу көрсеткендей, терең құдықтардың 72% -ы ДДСҰ стандартына сәйкес келмеді, ал 12% -ы Непалдың 50 ппб стандартына сәйкес келмеді.
Пәкістан
1200 данадан алынған сынамалардың 66%-ында ДДСҰ ұсынған мөлшерден жоғары мөлшерде мырыш бар, бұл 60 миллионнан астам тұрғындарға қауіп төндіреді. 50 - 60 миллион тұрғындар әр литрге 50 микрограммнан астам мышьяк бар суды тұтынады, бұл әлемде қабылданған деңгейден әлдеқайда жоғары.
Реттеу
Ауыз судың арсендік нормасын 0,05 мг/л (бұл миллиардқа 50 бөлікке тең) құрайтын норманы 1942 жылы АҚШ-та Денсаулық сақтау қызметі белгілеген болатын. 1974 жылғы ауыз су туралы заң қабылданғаннан кейін, қоршаған ортаны қорғау агенттігіне (EPA) сумен жабдықтаудағы ластаушы заттардың ең жоғары деңгейін (MCL) белгілеу өкілеттігі берілді. 1996 жылы Конгресс SDWA-ға түзетулер енгізді және сумен жабдықтауды жақсарту үшін несие беру үшін Ішімдік судың мемлекеттік айналымдық қорын құрды, бұл EPA-ның мандаттарды белгілеу өкілеттігін арттырды. Бұл түзету жаңа МКЖ енгізудің құны денсаулыққа пайдасынан артық екенін анықтау үшін "баға мен пайда ережесін" енгізді. Жаңа MLC-ті белгілеудің шығыны мен пайдасын барынша арттыру үшін EPA MLC стандарттарына толық сәйкес келмейтін, өйткені ол қол жетімді болған, арзан технологияны ауыстыруға рұқсат бере бастады. EPA 1980 және 1990 жылдар аралығында мысық MCL-ін төмендетудің артықшылықтары мен кемшіліктерін зерттеді. 2001 жылдың қаңтарына дейін ешқандай іс-қимыл жасалмады, сонда Клинтон әкімшілігі өзінің соңғы апталарында 2006 жылдың қаңтарынан бастап күшіне енетін 0,01 мг/л (10 ппб) жаңа стандартын жариялады. Буш әкімшілігі түн ортасында реттеуді тоқтатты, бірақ бірнеше ай зерттеуден кейін жаңа EPA әкімшісі Кристин Тодд Уитман жаңа 10 ппб мырыш стандартын және оның бастапқы күшіне ену күні 2006 жылдың қаңтарында мақұлдады. Көптеген жерлерде бұл шектен асып кетеді. 2017 жылғы Lancet Public Health зерттеуінде бұл ережелердің өзгеруі қатерлі ісік ауруынан өлім-жітімнің азаюына әкелгені анықталды. АҚШ-тағы көптеген мемлекеттік сумен жабдықтау жүйелері жер асты суларын бұрынғы 50 ппб мышьяк стандартына сәйкес, бірақ жаңа 10 ппб МКЛ-ден асып кеткен сумен қамтамасыз етті. Бұл компаниялар судың арсенін тазарту үшін басқа жолды немесе арзан тазалау әдісін іздеді. Аризонада сумен қамтамасыз ететін құдықтардың шамамен 35 пайызы жаңа ережеге сәйкес келмеді; Калифорнияда бұл көрсеткіш 38 пайызды құрады. Арсеннің тиісті МКЛ-і талқылануда. Кейбіреулер 10 ппб федералды стандарт әлі де тым жоғары деп, ал басқалары 10 ппб қажетсіз қатаң деп дәлелдеді. Жекелеген штаттар арсеннің төменгі шектерін белгілей алады; Нью-Джерси мұны істеп, ауыз судағы арсеннің ең жоғары мөлшерін 0,005 мг/л (5 ппб) деп белгіледі. Апалачи тауларында жекеменшік су құдықтарын зерттеу барысында құдықтардың алты пайызында мырыш мөлшері АҚШ-тың нормасынан 0,010 мг/л жоғары екені анықталды.
Кейс-студиялар мен оқиғалар
Невада штатындағы Фэллон қаласында жер асты суларында мышьяк концентрациясы өте жоғары (0,08 мг/л-ден астам) екені белгілі. Тіпті кейбір жер үсті суларында, мысалы Аризонадағы Верде өзенінде, кейде 0,01 мг/л мышьяктан асады, әсіресе өзен ағыны жер асты суларының ағыны басым болған кезде. Мичиган штатының оңтүстік-шығысындағы алты округте жүргізілген зерттеуде арсеннің орташа деңгейі мен 23 аурудың арасындағы байланысты зерттеді. Аурудың нәтижесі бірнеше түрдегі қатерлі ісік, қан айналымы мен тыныс алу жүйесінің аурулары, қант диабеті, бүйрек және бауыр аурулары болды. Қан айналымы жүйесінің барлық ауруларында өлім- өлім деңгейі жоғары болды. Зерттеушілер өздерінің зерттеулерін қайталау қажеттігін мойындады. Әр түрлі зерттеулер жүктілік кезінде мысықпен күресу сәбидің өліміне, қатерлі ісікке, жүрек соғысына, бүйрек жетіспеушілігіне, өкпе ауруларына, сондай-ақ баланың ақыл-ойының, есте сақтау қабілетінің және санасының нашарлауына әкеп соғатынын көрсетті. Ғылыми зерттеулер суды тазартуға арналған салааралық тәсілдерді қарастырудың ерекше маңызды екенін көрсетті, ал ұзақ мерзімді жақсартулар қатаң ғылыми тәсілдерге қарағанда үлкен перспективаларды қамтиды.
Шағын ауқымды суды тазарту
Пакистанда жер асты суларынан мысық алу әдістерін қарастыруда ең тиімді әрі арзан әдістер қарастырылған. Шағын масштабтағы емдеудің көпшілігі суды тарату орнынан шыққаннан кейін назарға алады, сондықтан тез, уақытша түзетулерге көбірек назар аударылады. Арсенді жоюдың қарапайым және арзан түрі - Sono арсен сүзгісі, бірінші құмырада құйма темір бұрауы мен құмды және екінші құмырада ағаштан жасалған белсендірілген көмір мен құмды қамтитын үш құмыраны қолданады. Пластмассадан жасалған бөтелкелерді сүзгі контейнерлері ретінде де қолдануға болады. Осы жүйелердің мыңдаған түрі қолданылуда және олар бірнеше жыл бойы жұмыс істей алады, сонымен қатар дәстүрлі мырыш тазарту қондырғыларына тән улы қалдықтарды жою проблемасын болдырмайды. Бұл сүзгі жаңа болса да, NSF, ANSI, WQA сияқты санитарлық стандарттармен сертификатталмаған және басқа темірді жою процестеріне ұқсас улы қалдықтарды жоюдан аулақ емес. Құрама Штаттарда ауыз судан мысықты алу үшін "мыстан астындағы" шағын қондырғылар пайдаланылды. Бұл әдіс "пайдалану нүктесі" деп аталады. Үйде өңдеудің ең көп таралған түрлері адсорбция (баоксид E33, GFH, белсенді алюминий немесе титан диоксиді сияқты ортаны пайдалану) немесе кері осмоз технологияларын қолданады. Ион алмасу және белсенді алюминийлі алюминий қарастырылды, бірақ жиі қолданылмайды. Саздыққа негізделген сүзгілер судың мышьяк құрамын 3 мкг/л-ге дейін (3 ппб) төмендететіндігі туралы хабарланған. Бұл әсіресе жер асты су қоймасынан алынған суды сүзгілеу арқылы ауыз сумен қамтамасыз етілген жерлерде маңызды. Темірдің электрокоагуляциясында (Fe EC) темір электр энергиясын пайдалану арқылы үздіксіз ерітіледі, ал алынған темір гидроксидтері, оксид-гидроксидтері және оксидтері арсенге оңай тартылған сіңіретін зат құрайды. Ағымдағы тығыздық, судың литріне берілетін заряд мөлшері, көбінесе мырышпен барынша тозу үшін манипуляцияланады. Бұл емдеу стратегиясы негізінен Бангладеште қолданылды және ол көп жағдайда табысты болып шықты. Асылда, судағы мырышты алу үшін темірді электрлік коагуляция арқылы емдеудің ең тиімді нұсқасы болып шықты.
Нанотехнологияға негізделген мырыш өңдеу
Наноматериалдарды қолдану арқылы микроорганизмдерді тиімді жоюға, мырыш пен фторды сіңіруге, ауыр металдарды алып тастауға және судағы пестицидтерді ыдыратаруға болады. Зерттеушілер зертханада темір оксидін/гидроксидін/оксигидроксидін синтездеудің жаңа әдістерін қарастырды және оларды суды тазарту үшін қолданды. AMRIT деп аталатын өнім, бұл үнді тілдерінде эликсир дегенді білдіреді, оны Мадрас технология институтында әзірледі. Бұл - суды тазартудың қолжетімді технологиясы, ол алдыңғы қатарлы материалдарға негізделген, ғылыми мақалалар мен патенттер арқылы расталған және Үндістанда ұлттық деңгейде іске асыруға мақұлданған. Технология судан бірнеше анионды, әсіресе арсенатты және арсенитті (арсенмен ластанған судағы екі кең таралған түр) және фторды алып тастай алады. Қазіргі уақытта бұл технология күн сайын шамамен 100 000 адамға мышьяксыз суды жеткізеді.
Картаға түсіру
2008 жылы Швейцарияның су шаруашылығы ғылыми-зерттеу институты (Eawag) жер асты суларындағы геогендік уытты заттардың қауіптілік карталарын құратын жаңа әдісті ұсынды. Бұл қандай ұңғымаларды тексеру керектігін анықтаудың тиімді әдісін ұсынады. 2016 жылы зерттеу тобы өз білімдерін Groundwater Assessment Platform (GAP) платформасында еркін пайдалануға берді. Бұл бүкіл әлемдегі мамандарға өздерінің өлшеу деректерін жүктеу, оларды визуалды түрде көрсету және өздері таңдаған аймақтар үшін тәуекел карталарын жасау мүмкіндігін береді. GAP сонымен қатар судан улы заттарды алу әдістерін одан әрі дамыту үшін білім алмасу форумы ретінде қызмет етеді.
Тамақпен қабылдау
Бангладеш пен Ұлыбритания зерттеушілері суару үшін ластанған суды тұтыну кезінде тамақпен қоректенудегі мырыш жалпы мөлшерге едәуір мөлшерде қосылады деп мәлімдеді.