UNIVERZITET U NOVOM SADU
TEHNIČKI FAKULTET „MIHAJLO PUPIN“
ZRENJANIN
Uklanjanje arsena iz vode za piće
Arsenic removal from tap water
-Diplomski rad-
Mentor: Student:
Doc. dr. Višnja Mihajlović Jelena Čabrilo
IZ 16/15
Zrenjanin, 2019.
Diplomski rad Je
lena Čabrilo
4
1. UVOD
Brz razvoj i napredak doveli su do znatnog smanjenja, ali i zagađenja izvora vode. Iz tog razloga
je svet suočen sa najvećom do sada zabeleženom krizom snadbevanja vodom. Prema podacima
Svetske zdravstvene organizacije, situacija je dosta zabrinjavajuća, kada su u pitanju rezerve čiste
vode (tekuće i stajaće), kao i podzemne koje se koriste za piće. Ujedinjene Nacije su upozorile na
prognozu da će sredinom 21. veka čak sedam milijardi ljudi biti suočeno sa nedostatkom vode, jer
broj stanovnika raste, a vodeni resursi su sve manji. Prosečan stanovnik SAD troši 250 litara vode
dnevno, stanovnik Evrope 150 litira vode dnevno, a stanovnik zemalja u razvoju 12 litara dnevno.
Osim smanjenja količine raspoložive vode, svetu preti i opasnost od dugoročnog zagađenja
postojećih rezervi.
Sačuvati preostalu čistu vodu i smanjiti zagađenje u procesu njene ekspoatacije predstavljaju
osnovne ciljeve u ovom veku, jer ljudska vrsta, kao i sav živi svet na našoj planeti direktno zavisi
od količine i kvaliteta vode. Na smanjenje količina vode utiču: razni zagađivači površinskih i
podzemnih voda, sve veća potrošnja vode za potrebe stanovništva i industrije, zatim potrebe
poljoprivrede za navodnjavanjem i proizvodnja hrane. Ovaj deo upotrebljene vode u poljoprivredi
je praktično izgubljen za duži vremenski period. Voda koja se koristi za snadbevanje nije
izgubljena već se samo promenjenog kvaliteta vraća u prirodu. Veći deo ove vode je zagađen. Ako
bi se pre upuštanja u vodoprijemnike (reke, jezera, kanale, mora) prečistila ne bi bila izgubljena.
Kontaminacija izvora pijaće vode arsenom je jedan od najvećih i najrasprostranjenijih problema u
životnoj sredini sa kojim se danas susreće čovečanstvo. Zdravlje više od 100 miliona ljudi je
ugroženo korišćenjem vode koja sadrži povećanu koncentraciju arsena. Kada je brojnim
toksikološkim ispitivanjima dokazano da je neorganski arsen kancerogen, pri čemu je primarni put
izloženosti arsenom preko vode za piće, SZO (
Svetska Zdravstvena Organizacija
) je 1993. donela
preporuku da količina arsena u pijaćoj vodi ne bude veća od 10 µg/l. Od ovog trenutka arsen
postaje element čija se koncentracija u pijaćoj vodi prati. Sprovode se i obimna ispitivanja
prirodnih voda koje se koriste kao izvor vode za piće. Najveće koncentracije arsena nađene su u
podzemnim vodama, kao rezultat jakih interakcija voda-stena. Bangladeš, sa prosečnom
koncentracijom arsena u podzemnim vodama u opsegu od 10 do 1000 µg/l i nepostojanjem
postrojenja za preradu ovih voda, predstavlja oblast u svetu čiji su stanovnici najugroženija
populacija ljudi arsenom iz voda. Poznat je i slučaj hroničnog trovanja u jugozapadnom delu
Tajvana gde je koncentracija arsena u bunarskim vodama koje se koriste za piće bila u opsegu od
10 do 1820 µg/l. U Srbiji, u severoistočnom delu, nađena je povećana koncentracija arsena u
podzemnim vodama. Ova voda se u seoskim sredinama ispumpava iz bunara i bez dalje obrade
koristi u domaćinstvima. Preporuku SZO-a usvojila je većina razvijenih zemalja, ali se postavilo
pitanje povećanih troškova prerade voda (Anđelković I., 2013).
Ako voda za piće posle tretmana u vodovodu sadrži veću koncentraciju arsena od maksimalno
dozvoljene, obično se pristupa pronalaženju izvora vode koji nije kontaminiran arsenom ili se
pristupa mešanju vode kontaminirane arsenom sa vodom koja ne sadrži arsen radi razblaživanja i
Diplomski rad Je
lena Čabrilo
5
smanjenja koncentracije arsena. Ukoliko ove dve opcije nisu moguće arsen se mora ukloniti
dodatnim tretmanom.
Cilj ovog rada je pronalaženje adekvatnih metoda za uklanjanje arsena iz vode za piće uzimajući
u obzir efikasnost uklanjanja, zastupljenost, ekonomičnost, kao i podizanje svesti o rešavanju
problema zagađenja vode.
1.1.
Značaj vode za piće
Organizmima je voda za opstanak neophodna jer predstavlja najvažniju tečnost od koje zavise svi
fizičko-hemijski procesi svih živih organizama. U vodi se supstance rastvaraju i transportuju kroz
organizam. Voda omogućava odvijanje procesa varenja i apsorpcije hranljivih materija i kiseonika,
kao i izbacivanje nepoželjnih produkata metabolizma. U ćelijama održava neophodan pritisak.
Kod organizama koji poseduju sposobnost termoregulacije pomaže u prirodnom hlađenju
organizma znojenjem.
Voda je u 21. veku postala najznačajniji strateški resurs, odnosno smatra se da je 21. vek-vek borbe
za kontrolu preostalih izvora čiste vode.
Zašto, ako voda spada u obnovljive resurse?
Znamo da voda u prirodi kruži i stalno prolazi kroz cikluse eksploatacije, upotrebe, ispuštanja
nakon korišćenja i povratka u ciklus u vidu atmosferske ili tekuće vode. Međutim, voda se u toku
tih prolazaka kroz cikluse menja, najčešće u negativnom smislu, odnosno opterećuje se štetnim
materijama i zagađivačima biološkog, hemijskog ili radiološkog porekla (ako je voda prema
hemijskom sastavu H
2
O) jedinjenje vodonika i kiseonika, ona se u takvom sastavu ni u prirodi ne
nalazi. Znači “čiste” vode nema u prirodi, već ona sadrži niz raznih supstanci rastvorenih u njoj.
Svake godine u mediteranskim zemljama se oko 120.000 tona mineralnih ulja, 12.000 tona fenola,
60.000 tona deterdženta, 100 tona žive, 3.800 tona olova, 2.400 tona hroma, 21.000 tona cinka,
320.000 tona fosfora izliju u reke, mora i druge vodene površine. Sve ove materije se vrlo sporo
razređuju čistom vodom iz okolnih vodotokova i mora.
Bez obzira na činjenicu o nedostatku vode za piće u svetskim razmerama, sa vodom se nerazumno
postupa. Voda za piće se u većini slučajeva nalazi u podzemnim izdanima, i to u priobalnim
delovima. Iz zagađene reke, zakonom spojenih sudova, voda odlazi u podzemna izvorišta. Ako je
bakteriološki neispravna, filtriranjem kroz peskovite i šljunkovite slojeve dejstvo se ublažava, ali
za hemijska opterećenja nema tako efikasne metode. Relativno niska cena vode iz vodovoda, kao
i velika potrošnja vode doprinose pogoršanju situacije.
Kvalitet vode za piće koja se svakodnevno u organizam unosi je od ogromnog značaja za zdravlje
čoveka. S toga, voda koju konzumira mora biti higijenski ispravna, odnosno mora da u pogledu
mikrobioloških, fizičko-hemijskih, hemijskih i radioloških osobina odgovara zadatim propisima.
U Srbiji je ispravnost vode za piće definisana Pravilnikom o higijenskoj ispravnosti vode za piće.
On je napravljen na osnovu naučnih podataka o uticaju pojedinih komponenti koje se mogu naći
u vodi za piće na zdravlje ljudi.
Diplomski rad Je
lena Čabrilo
7
prethodnu oksidaciju vazduhom, kiseonikom ili ozonom, ukoliko ovi postupci ne menjaju
sastav mineralne vode u pogledu osnovnih karakteristika.
3.
Izvorska voda
– je voda koja potiče iz podzemnih ležišta zaštićenih od svakog zagađenja.
Sastav, temperatura i ostale karakteristke izvorske vode moraju biti konstantni u okviru
prirodnih promena i ne smeju se menjati u slučaju promene izdašnosti izvora. Kod ovih
voda nije dozvoljena nikakva tehnologija prerade hemijskim sredstvima, niti dezinfekcija
hemijskim sredstvima. U procesu punjenja izvorske vode dopušteni su postupci uklanjanja
nestabilnih elemenata, kao što su gvožđe ili jedinjenja sumpora dekantacijom ili filtracijom
uz prethodnu oksidacijom vazduhom, kiseonikom ili ozonom.
4.
Stona voda
– je proizvedena od vode za piće sa dodatkom dozvoljenih materija, u cilju
poboljšanja organoleptičkih karakteristika, a zdravstveno je ispravna. Propisano je 10
materija koje se mogu dodavati i sve te materije moraju imati atest o upotrebljivosti u
prehrambenoj industriji. Sledeće materije se mogi dodavati: natrijum hlorid, kalcijum
hlorid, natrijum karbonat, kalcijum karbonat, natrijum hidrogenkarbonat, magnezijum
karbonat, natrijum sulfat, magnezijum sulfat, natrijum fluorid i ugljendioksid. U
označavanju stone vode na ambalaži ili deklaraciji zabranjeno je stavljati oznake, crteže,
slike ili bilo kakve druge znakove koji mogu dovesti do mešanja stone vode sa prirodnom
mineralnom ili izvorskom vodom.
5.
Soda voda
– pod soda vodom podrazumeva se proizvod dobijen direktnim uvođenjem
ugljendioksida u vodu za piće u specijalnim bocama.
1.2. Zagađujuće supstance u vodi
Zagađena voda je ona u kojoj fizički, hemijski i biološki parametri ne odgovaraju vrednostima
koje su propisane za njenu namenu npr. za piće, uzgoj ribe, rekreaciju ili ispuštanju u kanalizaciju
ili prirodni recipijent. Otpadne vode su samo jedna od kategorija voda u kojima se doduše
zagađenje podrazumeva, ali i ono mora biti do određenog nivoa suzbijeno pre ispuštanja u bilo
koji recipijent. Štetan uticaj otpadnih voda ogleda se kroz narušavanje prirodne ravnoteže i
promene vrednosti njihovih hemijskih parametara, a time i promene živog sveta koji opstaje u
vodenom ekosistemu, narušavanja količine kiseonika u površinskim vodama. Negativan uticaj je
višestruk, a ogleda se u toksičnom delovanju pojedinih materija na živi svet, promena ukusa i
mirisa, boje, mutnoće, povećana korozivnost vode, povećanje eutrofikacije vode, porasta
temperature. Zagađenje voda dovodi do različitih fizičkih, hemijskih, fizioloških i genetskih
promena vodenih organizama koje dovode do narušavanja čitavih vodenih ekosistema (Štrbac D.
i sar, 2014).
Zagađujuće materije najvećim delom dospevaju u reke, jezera i mora putem otpadnih voda, tj.
voda koje su korišćene u domaćinstvu, zanatstvu, industriji i poljoprivredi. Na koji način pojedini
zagađivači koje sadrži otpadna voda utiču na recipijent, i kakav je njihov uticaj na recipijent
prikazano je u tabeli 1.
