הקדמה: a Silent and Widespread Contaminant

זיהום אווירי של מי הקרקע אינו בעיה המכריזה על עצמה עם טעם מוזר, ריחות או צבעים.חוסר יכולת זו הופכת אותו לעקרונית ייחודית.זהו רעל כרוני, ואפקטי הבריאות - עשרות leskin, סרטן של שלפוחית השתן, ריאות, עור, מחלות לב וכלי דם, וסוכרת - בנחת מעל עשרות שנים.

מקורות גאוגניים ואנתרופולוגיים של ארנניק ב Aquifers

מקורות טבעיים (Geogenic)

ארסן הוא מרכיב טבעי המתרחש בקרום כדור הארץ.הוא נמצא ביותר מ -200 מינרלים שונים, הנפוץ ביותר ב- pH אוס כמו אננס (FeAsS) הנהג העיקרי של זיהום מים בקנה מידה גדול של מדינות מקבל את האספקטציה של חיידקים אחרים הנמצאים באופן טבעי מזיהום אווירי, אשר מתרחשת בעיקר תחת שני מצבים גיאוכימיים: צמצום של אגן גבוה של אלקטרו-חמצני, כמו אגן טבעי, כמו אגן של נוזל חמצן גבוה של אלקטרו-מזרחי, כמו אגן, כמו אגן, אשר מושפע באופן טבעי, כמו אגן, כמו אגן, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000,

מקורות אנתרוגניים

פעילויות אנושיות יוצרות זיהום מקומי "נקודות חמות" שיכול להשפיע על אספקת מים סמוכים, בעוד מקורות אלה הם לעתים קרובות יותר פשוטים לנהל באמצעות בקרת מקור, הם מוסיפים לנטל הרגולטורי הכולל ולסבך את מאמצי הפחתת הגומלין.

  • (ב) ⁇ :0 (הב: ⁇ ): חפירה של זחלים חושפת מינרלים לחמצן ולמים, יצירת מניקה חומצית (AMD) שיכולה ללעוס מתכות כבדות, ולהגיע אל תוך אקוויפרים סמוכים.
  • (FLT:0)Pesticides ו Wood Preservatives:FLT ( 1:1) השימוש ההיסטורי של ארסן מוביל וסידן ארסן כמו אינקטיסטים בפרדסים הותירו את הגינות של זיהום אדמה שנמשך במשך עשרות שנים.
  • (FLT:0) תהליכים תעשייתיים: FLT:1 צמחי כוח קואל-אש מייצרים אפר, אשר מועשר באחסון ארסן. Improper או הפצת זבובים על הקרקע יכול להוביל לניתוק משמעותי לתוך אקוויפרים רדודים.

הבנת המקור של ארסן היא קריטית לחיזוי יכולת החלל, הספקולציות, והקונקטורנטים המתואמים את ההתייחסות של המים.

ה Hurdles טכניים: מדוע פשוט הפלשה היא לעתים קרובות בלתי אפשרית

הכימיה של ארסן מורכבת, ופילטרים סטנדרטיים של סימפומנט או מחסניות פחמן בסיסיות הם לחלוטין לא יעילים. הסרת ארסן דורש תהליך כימי או פיזי מסוים המנצל את גודל המטען או המולקולרי שלו.לכל אחת מהטכנולוגיות הסטנדרטיות יש כבד של Achilles קריטי כי מסבך פריסה נרחבת.

קידוד ופילטרציה (C/F)

(הופנה מהדף ferric chloride הוא הטכנולוגיה הנפוצה ביותר עבור מערכות עירוניות גדולות.כאשר כלור טרי נושר להוסיף למים, הוא יוצר חיץ ברזל חיובי מופקד על ידי arsenate (As(V) חומרים מפרסומות מסוג CLP באופן חזק ל- pH זה, אשר לאחר מכן הוסר על ידי בדיקות משקעים וסינון יקר.

מערכות תקשורת אדים

עבור מערכות קטנות יותר, כולל נקודה-of-use (POU) ו- Point-of-entry (POE) מכשירים, פרסומות מדיה ptive היא הבחירה הטכנולוגית ברירת המחדל. Media כגון Granular Ferric hydroxide (GFH), הפעילה Alumina (AA), ו-Titanium Dioxide (TiO2) יש זיקה גבוהה עבור anic.The Waters ארוז דרך כלי שיט ארוז עד קצה קצה של מדיה ידועה: "ה" נקודה זו היא בעלת "הספקית" (Analyticsicial) עם בעיות טכנולוגיות "הטכנולוגיה מותשת" (Tisen" (Tisen) עם "ה" (Tisen) עם "התגובה" (Tisen" (Tisen) יש יתרון ראשוניות" (Titanremeicial) עם בעיות עם פוטנציאל "הטכנולוגיה מותשת" (Titanium Dioxide) עם .

  • (FLT:0)תחרות על אתרי מודעות: FLT:1 Phosphate, סיליקט ו פלואוריד מתחרים על אתרי מודעות, צמצום באופן דרסטי את תוחלת החיים של התקשורת.במים עם זרפט גבוה - מקור באזורים חקלאיים - התקשורת עשויה לדרוש תחליף בשבריר מהזמן הצפוי, להפוך את המערכת לבלתי כלכלית.
  • (FLT:0(II) Removal: אדמירל:1); תקשורת אדמירפטיבית מסירת AS(V) ביעילות אך יש לו יכולת מוגבלת מאוד עבור AS(III). Pre-oxidation כמעט תמיד נדרש לפגוש את ה-EPA MCL של 10 ppb.
  • (FLT:0) ,Disposal of Spent Media:Esverph:1) תקשורת ממצה היא בזבוז מוצק מרוכז שלעתים קרובות נכשל במבחן TCLP, הדורש סילוק בפסולת מסוכנת.
  • (FLT:0) מתוקף כשל: FLT:1 "הדליפה ארננית" יכולה להתרחש בהדרגה ככל שהתקשורת קרובה למיצוי.אם היפוך אינו מבוקר לעתים קרובות מספיק, המערכת עשויה לספק מים מעל MCL במשך שבועות לפני שהבעיה מזוהה.

Membrane Filtration (Reverse Osmosis)

הפוכה אוסמוזה (RO) היא טכנולוגיה של מחסום פיזי הדוחה את החוזקות המתמוססות ביותר, כולל ארסן.זה יכול להשיג שיעורי הסרה גבוהים מאוד הן AS(V) והן במידה פחותה, AS(III) עם זאת, RO הוא בעל אנרגיה, דורש טיפול מוקדם משמעותי כדי להימנע מפגיעה, ודחה אחוז משמעותי של המים כמו Brine מרוכז, נשארות מורכבות עבור מערכת חשמל חזקה בדרך כלל, במיוחד עבור תשתיות אנרגיה גבוהה יותר, ללא הגבלת זמן נמוכה.

ה-As(III) Predicament and the Need for Pre-Oxidation

Arsenite (As(III) הוא הצורה הדומיננטית בהרבה עמוק, צמצום מי הקרקע.It הוא יותר רעיל וקשה יותר להסיר מאשר arsenate (As(V)) כי זה לא נטען ברמות pH טיפוסי, זה לא ביעילות מודעות חד-חמצני בשילוב חמצני או הסרת על ידי coagulation סטנדרטי. כמעט כל מערכות הטיפול דורש להמיר As(III) ל- ASV) לפני הסרת זה הוא תוסף חמצון, 000, 000 חיובי, 000.

צווארי בקבוק כלכלי ולוגיסטיים ב Deployment

אפילו פתרון טכני מושלם הוא לא חסר תועלת אם לא ניתן להרשות לעצמו או להישמר לאורך זמן רב.הכלכלה של תיווך ארסן הם אכזריים ללא סלחנות, במיוחד עבור קהילות קוד נמוך.

הון מול עלויות תפעול

עלות ההון הראשונית של התקנת מערכת טיפול היא לעתים קרובות מסובסדת על ידי מענקים ממשלתיים או סיוע בינלאומי.עם זאת, העלות התפעולית של החיים של עלויות התפעוליות של ההרחבהFLT:1 - כולל כימיקלים, אנרגיה, תחליף תקשורתי, עבודה מיומן וסילוק פסולת - לעתים רחוקות עולה עלות התפעולית לטווח הארוך של שירות המים המקומי. A2017, על ידי הבנק העולמי, כי רבים של הקהילה הסרה צמחייה בנגלדש היו מנותקים בתוך 2 שנים ללא תשלום עבור מחזור חשמלי קבוע של מערכת הפעלה נקייה מתקציבי של פחות מטווח של מערכת הפעלה של מערכת הפעלה סטנדרטית של חשמל סטנדרטית של חשמל, מאשר תשלומים סטנדרטית של מערכת הפעלה של מערכת הפעלה קבועה של מערכת הפעלה של מערכת סטנדרטית של פחות מ-זמנית של חשמל סטנדרטית של חשמל סטנדרטית של פחות מ-זמנית של מערכת הפעלה מוגבלת של מערכת הפעלה נקייה של חשמל, מאשר תשלומים מקומי.

מערכות חוצות מול מרכזי

הדיון בין טיפול מרכזי (שמירה על קהילה שלמה) לבין טיפול מבוזר פוינט-of-Use (POU) (שמירה על בית יחיד) הוא מרכזי לאתגר הלוגיסטיקה.מערכות POU יש עלויות למעלה למעלה מראש ולא דורש רשת הפצה.עם זאת, הם מציבים את הנטל המלא של ניטור ותחזוקה על טעות המשתמש הביתית, מחסור של סינון, ושימוש לא עקבי הם חסרי יכולת משולבת מושלמת, או ברמה גבוהה יותר של מערכת יחסים ארגונית, היא בעלת יכולת ניהולית.

משבר הדיסוציאל

כפי שצוין בעבר, כל טכנולוגיית הסרת ארסן מייצרת זרם פסולת מרוכזת.אם היא מבלה את GFH מדיה, ion מותש החלפת resin, או חטיפה ברזל מ coagulation, פסולת זו חייבת ללכת איפשהו. Landfilling במתקן מגורים קוה הוא יקר ולעתים קרובות לא זמין באזורים כפריים של מדינות מתפתחות.

סיוטי איכות המים: הכימיה במים

אחת המציאות המרשימה ביותר עבור מהנדסי סביבה היא שאף אחד ממקורות מים קרקעיים אינו זהה מבחינה כימית.המטריקס הכימיה הספציפית של מים משפיע עמוקות על הביצועים של כל טכנולוגיית הסרת ארסן, מה שהופך את "איכות אחת" עיצוב נפילה מסוכנת.

pH תלות

תהליכי אדמירציה וגירוד הם רגישים מאוד pH.com מופעלת אלומיניום עובד הכי טוב ב- pH של כ-5.5 עד 6.5. coagulation פרצי דורש pH מתחת 8 עבור מודעות ארסן אופטימלית.אם למים טבעיים יש pH של 8.5 או 9.0 - פחמן במדינות מערביות צחיחות - יעילות הסרת אמצעי התקשורת הסטנדרטיים יכולה לגרור, הדורשת חומצה יקרה עבור הזרקה.

כינוי: Phosphate and Silica

Phosphate ו- silica הם האנליטיסטים הכימיים העיקריים עבור מערכות מבוססות מודעות. Phosphate יש מבנה כימי דומה לארסן ומתחרה ישירות על אותם אתרים המחייבים על ברזל ואלומיניום חמצני. באזורים חקלאיים שבהם דשן הוא גבוה, רמות פוספט יכול להיות גבוה מספיק כדי להפחית את החיים על ידי 50% ל- 75%, אשר הוא בכל זאת באופן לא יציב, אתרי מדיה יעילה עם סגסוגת גבוהה עם מים יעילה עם אטומית יעילה עם אטומים גבוהה.

חומר אורגני טבעי ו biofouling

חומר אורגני טבעי (NOM), נפוץ במימים רדודים וממים על פני השטח, מפרשים ומתחרה באתרי מודעות ברשת.זה יכול גם מורכב עם ארסן, שינוי הצורה הכימית שלו ולהפוך אותו קשה יותר להסיר.עבור מערכות RO, ביופולינג הוא גורם עיקרי של השפלה קרום, הדורש טיפול נרחב (כגון microfiltration או anticals) תוספת משמעותית למורכבות.

המונחים: differentability

ריכוזי מים קרקעיים אינם סטטיים.שינויים עונתיים בגובה שולחן מים, קצבי משאבה, ותנאים אדומים מקומיים יכולים לגרום לרמות ארסן להשתנות באופן משמעותי.מערכת שנועדה לטפל 50 ppb עלולה להיות מוצפת לחלוטין על ידי ספייק עונתי עד 100 ppb. זה זמני פנויות דורש תכנון הנדסי ותכניות ניטור חזקות כי רוב הקהילות הקטנות חסרות את התקציב או המומחיות הטכנית ליישום.

פתרונות וחדשנות חדשים ב-Horizon

בהתחשב בקנה מידה עצום של הבעיה, החיפוש אחר פתרונות טובים יותר, זולים יותר, חזקים יותר הוא עדיפות מחקר גלובלית.המטרה היא לנוע באופן מכריע מעבר למגבלות התפעוליות הנוכחיות.

חומרים מתקדמים: ננודורבנטות ו-MOFs

ננוטכנולוגיה מציעה חומרים עם שטח גבוה במיוחד פני השטח ביחס לנפח. Nanoscale Zero-valent ברזל (nZVI) ו- titanium דו-חמצני חלקיקים הראו יכולות מודעות גבוהות מאוד וקנטינות מהירה הן AS(III) ו- AS(V) Metal-Organic Frameworks (MOFs) הם סוג של חומרים ⁇ עם טונהפולנית שיכולה להיות יקר מאוד כדי ללכוד חומרים כימיים חזקים יותר, אפילו יותר, בעוד שהם מציעים כיום, אפילו יותר יעיל יותר, אפילו יותר, אפילו יותר, באופן משמעותי יותר, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, באופן משמעותי יותר, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו גם כן, יותר, כמו גם חומרים כימיים גדולים יותר, כמו גם כן, יותר, יותר, יותר, יותר, כמו גם כן, כמו גם כן, כמו כן, כמו גם כן, כמו כן, יותר יעיל יותר, כמו כן, כמו גם כן, יותר, יותר יעיל יותר יעיל יותר, כמו גם כן, כמו כן, כמו כן, כמו כן, חומרים כימיים גדולים יותר יעיל יותר, כמו כן, כמו כן, כמו כן, כמו כן, כמו כן, כמו כן, כמו כן, כמו כן, כמו כן, כמו כן, כמו כן,

תהליכים אלקטרו-כימיים

(ה-EC) וההדהה הקפיטליסטית (CDI) הן גישות אלקטרו-כימיות מבטיחות המסלקות את הצורך במשלוחים כימיים ובאחסון.EC מייצרת קוגנט FLT:0in-situFLT:1 על ידי פירוק ברזל או אלומיניום, ייצור חיפוי אווירי חשמל פחות יציבים.

טיפול ביולוגי ופסיבי

הפחתת תהליכים ביולוגיים טבעיים יכול להוביל מערכות בעלות נמוכה ובעלות מבנה נמוך.חיידקים מסוימים יכולים להחמצן AS(II) ל- AS(V) כחלק ממטבוליזם הרגיל שלהם.לקבוע את החמצן הביולוגי הזה עם מודעות לפרסומות על ביופילים עשירים בברזל ב- biofilms איטיים חול מסתמך גם על גישה טיפולית, נטולת כימיקלים.

מדיניות ומימון מסגרות

טכנולוגיה לבדה לא תפתור משבר מים.התכניות המעודדות האוזלניות המצליחות ביותר הן אלה המשלבות טכנולוגיה מתאימה עם מעורבות קהילתית חזקה, הכשרה יסודית ומודלים פיננסיים בת קיימא:0UN Development Goal 6FLT:1 קוראות במפורש לגישה למים בטוחים ושתייה סבירים לכל.

מסקנה

האתגר של הסרת ארסן ממי הקרקע הוא בלתי אפשרי עבור הנדסה סביבתית מודרנית.זה מאלץ עימות עם גיאוכימיה מורכבת, מציאות כלכלית קשה, ואת החשיבות הקריטית של מודלים תפעוליים בר קיימא.אין טכנולוגיה אחת 140 "כדורים ימיים" אחת.הפתרון עבור גיאוכימיה גבוהה, זרח גבוה בזרחנות כפרית, אין צורך לספק תמיכה משולבת פחות, כוללנית, ללא ספק, עבור פתרונות פיננסיים, ללא תשלום, כלומר, על מנת לספק תמיכה פיזית, ללא תשלום, על מנת לספק תמיכה מקצועית, ללא תשלום, ללא תשלום, ללא תשלום, וביקוש, כלומר, הכרחי, ללא תשלום, כלומר, על ידי צוותים, על מנת לספק תמיכה מקצועית, על ידי מהנדסים, ללא תשלום, על מנת לספק תמיכה מקצועית, על מנת לספק תמיכה פיזית, ללא תשלום, ללא תשלום, ללא תשלום, על מנת לספק תמיכה פיזית, על מנת לספק תמיכה מקצועית, ללא תשלום, ללא תשלום, על מנת לספק תמיכה מקצועית, ללא תשלום, על מנת לספק תמיכה כספית, ללא תשלום, ללא ספק, ללא צורך, ללא צורך, באופן עצמאי, על מנת לספק תמיכה טכנית בטוחה, ללא תשלום, ללא צורך, על מנת לספק תמיכה מקצועית, על ידי צוות בטוח, על מנת לספק תמיכה כספית, ללא תשלום, ללא תשלום, על ידי צוות בטוח