Arsenico (As) e acqua

L’arsenico è un elemento presente in natura che può dissolversi nelle acque sotterranee. La sua concentrazione e la sua forma chimica variano in funzione della geologia locale e delle condizioni dell’acqua; le decisioni relative ai controlli analitici e al trattamento devono quindi basarsi su un’analisi dell’acqua.

Come si presenta l’arsenico nell’acqua

L’arsenico può entrare nell’acqua quando i minerali presenti nelle rocce e nei suoli subiscono alterazione o si dissolvono. In alcuni acquiferi si riscontrano concentrazioni naturalmente elevate; anche l’estrazione mineraria, la fusione dei metalli e altre attività industriali possono contribuire alla contaminazione locale. Nell’acqua contenente ossigeno disciolto, l’arsenico è comunemente presente sotto forma di arsenato, As(V). In condizioni riducenti, l’arsenito, As(III), può essere prevalente. L’equilibrio dipende in parte dalle condizioni di ossidoriduzione e dal pH.

Ai valori di pH tipici delle acque sotterranee, l’arsenato è generalmente presente sotto forma di ioni con carica negativa, mentre l’arsenito si trova spesso prevalentemente sotto forma di acido arsenioso neutro (H₃AsO₃). Queste differenze sono importanti perché i processi di trattamento non rimuovono tutte le forme di arsenico con la stessa efficacia. L’arsenico può legarsi a particelle di ossidi di ferro e di alluminio e trasferirsi nei sedimenti; le variazioni delle caratteristiche chimiche dell’acqua possono influire sulla sua permanenza in forma legata o sul suo ritorno nell’acqua.

L’arsenico elementare è poco solubile in acqua. Nelle acque naturali, la principale preoccupazione riguarda i composti dell’arsenico disciolti, piuttosto che una reazione diretta tra arsenico elementare e acqua.

Effetti sulla salute e indicazioni per l’acqua potabile

L’esposizione prolungata all’arsenico inorganico, in particolare attraverso l’acqua potabile e gli alimenti preparati con acqua contaminata, può causare gravi effetti sulla salute. L’Organizzazione mondiale della sanità annovera le alterazioni e le lesioni cutanee tra gli effetti caratteristici dell’esposizione cronica, e l’arsenico inorganico è un cancerogeno accertato per l’uomo. L’esposizione prolungata è stata inoltre associata a malattie cardiovascolari, diabete ed effetti sullo sviluppo. I composti organici dell’arsenico presenti in alcuni prodotti ittici sono generalmente meno nocivi delle forme inorganiche.

Il valore guida provvisorio dell’OMS per l’arsenico nell’acqua potabile è di 10 µg/L. Si tratta di un’indicazione internazionale basata su considerazioni sanitarie, non di un limite di legge unico applicabile in tutti i paesi. Le normative locali possono differire. L’OMS raccomanda di mantenere le concentrazioni al livello più basso ragionevolmente possibile e, laddove le risorse lo consentano, al di sotto del valore guida.

Non è stato dimostrato che l’arsenico sia essenziale per l’uomo. Per determinare la concentrazione di arsenico è necessario analizzare un campione d’acqua; il sapore, l’odore e l’aspetto non possono essere utilizzati per valutarne i livelli.

Rimozione dell’arsenico dall’acqua

Tra i metodi di trattamento disponibili figurano l’ossidazione seguita da coagulazione con ferro o precipitazione e filtrazione, i materiali adsorbenti a base di ferro, lo scambio anionico e i processi a membrana come l’osmosi inversa. Il processo adatto dipende dalla composizione dell’acqua da trattare, dalla qualità richiesta per l’acqua trattata, dalle condizioni operative e dalle modalità di gestione dei residui del trattamento.

La speciazione può influire sulle prestazioni del processo. Ad esempio, con diversi processi di trattamento comuni, As(III) è spesso più difficile da rimuovere rispetto ad As(V); pertanto, l’ossidazione di As(III) ad As(V) può essere utilizzata come pretrattamento. Anche il pH e sostanze concorrenti quali fosfato, silice o solfato possono influenzare la rimozione, a seconda del processo selezionato. Le prove pilota o di trattabilità e il monitoraggio sono importanti nella progettazione di un sistema di trattamento.

L’arsenico rimosso dall’acqua viene trasferito a un flusso residuo, anziché essere distrutto. A seconda del processo, tale flusso può comprendere fanghi, adsorbente esausto, soluzione rigenerante o concentrato dei processi a membrana; richiede una gestione e uno smaltimento appropriati nel rispetto delle prescrizioni applicabili.

Rimozione dell’arsenico dall’acqua