O arsénio é um elemento químico com o símbolo As e o número atómico 33. É um semi-metal e ocorre tanto em compostos orgânicos como inorgânicos. O arsénio encontra-se disseminado no ambiente e pode ser libertado naturalmente nos solos, rochas e águas e através de actividades industriais como a exploração mineira, o processamento de metais e o fabrico de pesticidas. O arsénio é uma substância crítica no tratamento da água e das águas residuais industriais, uma vez que os seus compostos inorgânicos, em particular o arsénio(III) (arsenito) e o arsénio(V) (arsenato), são altamente tóxicos e podem ser prejudiciais para a saúde, mesmo em baixas concentrações.
Índice
Ocorrência e problemas no tratamento da água
O arsénio está presente nas águas naturais tanto na forma dissolvida como na forma de partículas. Em algumas regiões do mundo, como em partes do Sudeste Asiático, o arsénio encontra-se em concentrações particularmente elevadas nas águas subterrâneas. A utilização de produtos químicos contendo arsénio na agricultura e na indústria também contribuiu para a contaminação da água em muitas áreas.
A remoção do arsénio é crucial no tratamento da água, uma vez que o nível de referência de arsénio para a água potável foi fixado em 10 µg/L pela Organização Mundial de Saúde (OMS) e na UE. Concentrações mais elevadas podem levar a problemas de saúde a longo prazo, como alterações na pele, cancro e danos em órgãos como o fígado e os rins.
Desafios técnicos na remoção do arsénio
A remoção do arsénio da água constitui um desafio devido às propriedades químicas do elemento. O arsénio pode existir em diferentes estados de oxidação, o que influencia a sua mobilidade e reatividade na água. As duas formas mais importantes de arsénio nas águas naturais são
- Arsenito (As(III)): A forma trivalente, que é predominantemente não carregada a pH neutro e, por conseguinte, mais difícil de remover. O arsenito é particularmente tóxico nesta forma.
- Arseniato (As(V)): A forma pentavalente presente como anião na água. O arseniato é mais reativo do que o arsenito e pode ser removido mais facilmente por adsorção ou precipitação.
Processo de remoção do arsénio
Existem vários métodos para remover o arsénio da água que se baseiam em princípios físico-químicos. A escolha do processo adequado depende da concentração de arsénio, da composição da água e das quantidades de água envolvidas:
1. oxidação e precipitação
- Como o arsénio (III) é mais difícil de remover na sua forma reduzida, é frequentemente convertido em arsénio (V) por oxidação. Para tal, são utilizados agentes oxidantes como o peróxido de hidrogénio, o ozono ou o cloro. Após a oxidação, o arsénio (V) pode ser removido por coagulação e floculação pode ser removido. Neste caso, são utilizados precipitantes como sais de ferro ou alumínio, que ligam o arsénio aos seus hidróxidos, que são depois separados como flocos.
- A tecnologia de precipitação é frequentemente utilizada em conjunto com sistemas convencionais de sistemas CP convencionais e é adequada para grandes quantidades de água, como as produzidas em sistemas municipais de abastecimento de água ou processos industriais.
Foto: Instalação de precipitação e floculação, também conhecida como instalação CP, para a redução de vários poluentes e metais pesados. Incluindo dosagem de peróxido de hidrogénio (processo: ALMA CHEM MCW)
2. adsorção
- A adsorção é um dos métodos mais comuns de remoção de arsénio, particularmente no tratamento de água potável. Meios especiais de adsorção, como o óxido de alumínio ativado, o hidróxido de ferro ou zeólitos modificados, ligam eficazmente o arsénio (V) à sua superfície. Esta tecnologia é particularmente adequada para concentrações baixas a médias de arsénio e oferece a vantagem de poder ser utilizada em condições de funcionamento relativamente simples.
- Na prática, os meios de adsorção são frequentemente utilizados em sistemas de filtragem ou em permutadores de iões utilizados na prática. Na tecnologia de osmose inversa (OR), os sistemas baseados em membranas também podem reter eficazmente os compostos de arsénio dissolvidos, o que é utilizado em particular no tratamento de águas de processos industriais.
Foto: Permutador de iões em tanques GRP(ALMA ION)
3. permuta iónica
- A permuta de i ões é outro método de remoção do arsénio, especialmente para o arseniato pentavalente. As resinas de permuta aniónica trocam aniões como o arseniato por aniões inofensivos como o cloreto ou o sulfato. Este método é particularmente eficiente em sistemas com baixas concentrações de arsénio e é frequentemente utilizado em combinação com outros processos.
4. processo de membrana
- As tecnologias de membranas, tais como osmose inversa (OR) e nanofiltração (NF) são particularmente eficazes na remoção do arsénico e de outros metais pesados. Estes processos baseiam-se na separação física da água e das substâncias dissolvidas. As membranas com poros muito finos permitem a passagem da água, mas retêm o arsénio e outros poluentes dissolvidos. A tecnologia RO é frequentemente utilizada no tratamento de água potável e água de processo, particularmente em áreas onde são necessárias concentrações residuais muito baixas de poluentes.
Foto: Um dos nossos sistemas de osmose inversa para aplicações industriais (Vista geral dos produtos sistemas de osmose inversa)
Relevância na prática industrial
A remoção do arsénico é particularmente relevante no tratamento de águas residuais industriais, uma vez que se encontra frequentemente em águas residuais mineiras, na produção de semicondutores, em processos de galvanoplastia e na indústria química. Aqui, o tratamento de águas residuais contendo arsénico é necessário antes de serem descarregadas no ambiente ou reutilizadas em processos de reciclagem. Os sistemas especializados para a remoção de metais pesados no tratamento de águas de processo têm frequentemente de ser concebidos para remover o arsénio, de modo a cumprir os limites legais e minimizar o impacto ambiental.
Conclusão
O arsénio representa um sério desafio no tratamento da água e das águas residuais, tanto em termos de proteção ambiental como de saúde humana. Um conhecimento abrangente das propriedades químicas do arsénio e das tecnologias de remoção disponíveis é crucial para garantir um tratamento eficaz e sustentável. Combinando processos físicos e químicos, os contaminantes de arsénico podem ser eficientemente removidos para cumprir os limites legais e garantir a segurança da água potável e de processo.
