حذف آلاینده آرسنیک از آب – محصول شیماب

حذف آلاینده آرسنیک از آب

 

آرسنیک چیست

آرسنیک یک عنصر نیمه فلزی در جدول تناوبی با عدد اتمی 33، بی بو، بی مزه، بسیار سمی و سرطان زا است. آرسنیک به طور طبیعی در سنگ ها و خاک، آب، هوا حتی در گیاهان و بدن حیوانات در مقدار بسیار ناچیز می­تواند یافت شود و می‌تواند از طریق فعالیت‌های طبیعی مانند فعالیت‌های آتشفشانی، فرسایش سنگ‌ها و آتش‌سوزی‌های جنگلی و یا از طریق فعالیت های انسانی مانند استفاده گسترده از این عنصر در کشاورزی , دامداری , پزشکی و صنعت در محیط آزاد شود. سطوح بالاتر آرسنیک بیشتر در منابع آب زیرزمینی نسبت به منابع آب سطحی (به عنوان مثال، دریاچه ها و رودخانه ها) آب آشامیدنی یافت می شود.

آرسنیک به دو شکل آلی و معدنی وجود دارد، خطرات شکل معدنی که بیشتر از طریق نوشیدن آب وارد بدن می شود، به طور قابل توجهی بزرگتر از خطرات شکل آلی است. آرسنیک به طور طبیعی در حالت‌های اکسیداسیون آرسنات (As⁺⁵)، آرسنیت (As⁺³)، آرسنیک عنصری (As) و آرسین ( ) وجود دارد که آرسنیت و آرسنات به ترتیب گونه‌های غالب آب‌های زیرزمینی و سطحی هستند. که در حالت کلی AS⁺⁵ واکنش پذیری بالاتری نسبت به AS⁺³  دارد.

 

آرسنیک در آب

عبور آب از بسترهای خاکی حاوی عنصر آرسنیک باعث می­شود تا ترکیبات سرطان زا و بیماری زا بسیار خطرناک وارد آب های آشامیدنی شود، به طوریکه این مساله به یکی از نگرانی های دنیا تبدیل شده است. در خاک ایران سیزده استان اردبیل، آذربایجان غربی و شرقی، گیلان، کوردستان، همدان، اصفهان، یزد، فارس، خراسان رضوی و جنوبی، کرمان و سیستان و بلوچستان سازندهای حاوی فلزات سنگین به ویژه آرسنیک دارند.(تحقیقات آب و خاک ایران،دوره 50، شماره 7).

وقتی آبهای زیرزمینی با این کانیها تماس می یابند بتدریج مقداری از املاح حاوی آرسنیک نیز در آنها حل می­شود. مطابق با برآورد سازمان بهداشت جهانی WHO یکصد و چهل میلیون نفر از آبهایی برای آشامیدن استفاده می­کنند که میزان آرسنیک آن بیشتر از حد مجاز (10 میکروگرم در لیتر) است.

از جمله منابع که منجر به افزایش مقدار آرسنیک در آب می گردد می توان به عبور آب از بسترهای خاکی حاوی آرسنیک، علف کش ها، آفت کش ها و همچنین آبهای شور حاصل از حفر چاه های نفت و گاز اشاره نمود.

عوارض وجود آرسنیک در آب

اگر سطح بالایی از آرسنیک جذب بدن شود فرد دچار مسمومیت می شود. این ماده شیمیایی از طریق جذب , بلع و استنشاق وارد بدن می شود. وجود آرسنیک حتی به مقدار اندک در آب آشامیدنی افراد، در دراز مدت عوارضی برای آنها به دنبال دارد که مهمترین آنها ابتلا به سرطان مثانه و سرطان پوست است. از طرفی شواهدی مبنی بر ارتباط آرسنیک با سرطان ریه و کبد نیز مشاهده شده است. نکته قابل توجه اینکه حتی آبیاری محصولات کشاورزی هم با آب حاوی ارسنیک درست نیست. چرا که ممکن است باعث انتقال ارسنیک به ریشه ها و بعدا خود محصول شود.

آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده آمریکا (EPA) بیان می کند که در همه اشکال، اثرات آرسنیک بر سلامتی خطرات جدی برای انسان به همراه دارد. حداکثر سطح آلودگی رسمی EPA برای آرسنیک 0.01 میلی گرم در لیتر است، اما به دلایل بهداشتی ترجیح داده می شود که اصلاً آرسنیک در آب آشامیدنی وجود نداشته باشد. آرسنیک موجود در آب آشامیدنی باید با استفاده از تکنیک های مناسب برای مطابقت با دستورالعمل های سازمان بهداشت جهانی (WHO) حذف شود.

مصرف بیش از اندازه آرسنیک می تواند عوارض جبران ناپذیری داشته باشد و اولین تاثیر را بر کبد , پوست و کلیه ها دارد. بیماری های ناشی از مصرف و عوارض خطر آرسنیک در آب آشامیدنی عبارتند از :

• سرطان پوست و ریه
• کم شدن وزن
• داشتن اسهال و خستگی مفرط
• ورم بدن و ماهیچه های چشم
• اختلالات عصبی مثل کم حس شدن بدن و مشکلات شنوایی

علاوه بر آب آشامیدنی در هوایی که تنفس می کنیم , دود دخانیات , موادغذایی آلوده به این عنصر , محیط های صنعتی , نزدیک بودن به محل دفن زباله , سوزاندن چوب های آلوده به آرسنیک و… می تواند باعث مسمویت در افراد شوند. بنابراین لازم است که این عنصر از آب آشامیدنی به طور کامل حذف شود.

تشخیص آرسنیک در آب

وجود آرسنیک در آب نه باعث تغییر ظاهر آب میشود و نه تغییر مزه اش، با توجه به اهمیت شناسایی آرسنیک، استفاده از روشهای غیرآزمایشگاهی که دقت مناسبی ندارند برای تشخیص آرسنیک در آب یا خاک  توصیه نمی­شود. روش آزمایشگاهی بصورت قطعی و دقیق وجود میزان بسیار ناچیز ارسنیک در آب را مشخص میکند. در آزمایشگاه ها امکان شناسایی و اندازه گیری آرسنیک در حد یک در بیلیون ppb هم وجود دارد. لذا پیشنهاد میشود دستکم یکبار آب چاه، چشمه، قنات یا رودخانه مورد استفاده جهت آبیاری یا بعنوان آب شرب مورد آزمایش قرار گیرد تا میزان عنصر سمی ارسنیک در آنها مشخص شود.

 

روش­های حذف آرسنیک از آب

برای حذف  خطر آرسنیک از آب آشامیدنی روش های مختلفی وجود دارد. طبق استاندارد حفاظت محیط زیست جهانی مقدار آرسنیک مجاز در آب باید کمتر از ۱۰میکرو گرم در لیتر باشد و اگر مقدار آن بیشتر باشد برای سلامتی خطرناک است. یکی از بهترین روش ها برای جلوگیری از آلوده شدن آب به این عنصر پیشگیری از آلودگی است و این به یک مسئله جهانی تبدیل شده است. برای حذف این عنصر از آب روش های مختلفی وجود دارد از جمله :

• حذف آرسنیک با جذب سطحی

در این روش آرسنیک توسط یک جاذب ار آب جذب میشود هنگامی که آب از میان ستون های بسته از جاذب عبور می کند ناخالسی های آن از جمله آرسنیک بر روی سطوح دانه بندی جاذب جذب می شوند در نهایت ستون شروع به اشباه شدن می کند که در این صورت باید عملیات احیای جاذب انجام شود. مواد بسیاری همچون آلومینای فعال، کربن فعال، آهن و منگنز، شن و ماسه پوشیده، خاک رس کائولینیت، اکسید آهن هیدراته، بوکسیت فعال، اکسید تیتانیوم، اکسید سیلیکون و بسیاری از عناصر طبیعی و مصنوعی برای حذف آرسنیک به روش سطح جذبی گزارش شده است. این فعالیت شباهت زیادی به روشهای تبادل یونی دارد و جزء فرایندهای فیزیکی-شیمیایی می­باشد . بهره وری این روش بستگی به مواد اکسید کننده برای کمک و تحریک به جذب آرسنیک دارد .

آلومینای فعال (Al₂O₃) دارای یک سطح جذب خوب در حدود( 300-200 ) m2/g است . سطح جذب زیاد مواد ، یک منطقه وسیع برای جذب آرسنیک را فراهم می آورد . هنگامی که آب از میان ستونهای بسته از آلومینای فعال عبور می کند، ناخالصی های آب از جمله آرسنیک بر روی سطوح دانه های آلومینای فعال جذب میشوند. درنهایت ستون شروع به اشباع شدن میکند، ابتدا از بالا تا به قسمتهای پایین و اشباع نهایی میرسیم . عملیات احیای آلومینای فعال بوسیله جریان حاوی سود سوز آور %4 (NaOH) بر روی ستونهای آلومینا انجام میشود . عملیات حذف آرسنیک با روش آلومینای فعال به PH و میزان آرسنیک محلول وابسته است.

نکته بسیار مهم در این روش این است که، ممکن است در نهایت مقدار آلومینیوم موجود در آب تا حد زیادی افزایش پیدا کند. علاوه براین، مقدار pH محیط باید تنظیم گردد تا کارایی کاهش نیابد.

هیدروکسید آهن گرانول نیز برای حذف و جذب آرسنات، آرسنیت و فسفات از آب استفاده می شود. راکتور گرانول هیدروکسید آهن یک بستر جذب کننده مانند یک فیلتر معمولی با یک جریان رو به پایین از آب است. آب حاوی آهن محلول و مواد معلق برای جلوگیری از گرفتگی بستر جذب باید هوادهی و از طریق فیلترهای شنی و ماسه ای به عنوان یک پیش تصفیه عبور کند .

همچنین اکسید سریم (cerium oxide) یک جاذب خوب هست که در تست های آزمایشگاهی و میدانی نشان داده که میتوان از آن به عنوان یک جاذب با بازدهی بالا در حذف آرسنیک از آبهای زیرزمینی استفاده کرد.

 

• حذف آرسنیک با روش های غشایی

غشاء مصنوعی (ممبران) برای از بین بردن آلاینده های بسیاری را آب از جمله عوامل بیماری زا، املاح و یونهای مختلف فلزی و .. موثر هستند . معمولا، دو نوع فیلتراسیون غشایی استفاده می شود: غشاء فشار بالا مانند نانوفیلتراسیون و اسمز معکوس و غشاء کم فشار مانند میکروفیلتراسیون و اولترافیلتراسیون. برای حذف آلاینده های شیمیایی از آب از این روش استفاده می شود.

• اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون

در این روش آب باید با فشار بالا برای تصفیه وارد ممبران شود. در دستگاه های تصفیه آب از پمپ برای تامین فشار لازم استفاده می شود. در روش اسمز معکوس میزان حذف آرسنیک بستگی به املاح موجود در آب و PH آن دارد. بنابراین برای آب هایی که املاح زیادی دارند برای جلوگیری از آسیب رسیدن به فیلتر ممبران نیاز به فیلتر های پیش تصفیه می باشد به دلیل اینکه این فیلتر در تماس با املاح ،اشباع شده و دیگر قابل احیا کردن نخواهد بود.

• اسمز معکوس RO

غشاهای RO (اسمز معکوس) به عنوان یکی دیگر از فناوری های غشایی کارآمد برای از بین بردن هر دو نوع آرسنیک در محدوده وسیع pH و فشار در نظر گرفته می شوند. اگرچه احتمال گرفتگی غشا را می توان به عنوان یک محدودیت در این فرآیندها در نظر گرفت، اما با توجه به امکان اصلاح آن با استفاده از پیش تصفیه مناسب و همچنین با در نظر گرفتن مزایایی مانند عدم نیاز به مواد شیمیایی، عدم تولید لجن. ، اثربخشی حذف تا حد استاندارد WHO و حذف طیف گسترده ای از آلاینده ها، در مقایسه با تکنیک های دیگر ترجیح داده می شوند، زیرا پتانسیل تبدیل شدن به موثرترین روش حذف را دارند.

یکی از مدرن‌ترین تکنیک‌ها برای حذف آرسنیک متصل به غشا، اسمز معکوس (با اندازه منافذ 0.0001 میکرومتر) است که در آن جهت آب از طریق یک غشای نیمه‌تراوا به‌گونه‌ای چرخانده می‌شود که آب خالص از سمت متمرکز به سمت غشاء جریان یابد. سمت رقیق و یون ها از عبور غشا جلوگیری می کنند. این غشا قادر است انواع مولکول های بزرگ، یون های تک ظرفیتی و آلاینده های بسیار ریز را فیلتر کند . غشاهای اسمز معکوس مانند نانوفیلتراسیون از پلیمرهای مهمی مانند پلی آمیدها، استات سلولز، دی استات سلولز، تری استات سلولز، پیپرازین و غیره ساخته شده اند. این تکنیک در شرایط مختلف pH و فشار به خوبی عمل می کند. از دیگر مزایای این روش می توان به اثربخشی بالای حذف، عدم وابستگی شیمیایی، پایداری شیمیایی، ظرفیت تحمل گرمای شدید، کاهش نیاز به یک اپراتور با تجربه و مصرف نسبتا کم انرژی اشاره کرد. غشاهای BW30، TFC-ULP، FT30، TFC-SR، PVD، XLE، AD و BE برخی از غشاهای اسمز معکوس هستند که برای حذف آرسنیک استفاده می شوند.

*میزان حذف آرسنیک از آب با ممبران های RO ، به PH و حضور دیگر املاح بستگی دارد و حضور ذرات کلوئیدی تاثیر منفی در آن دارد. آهن و منگنز ممکن است در آن رسوب کنند و باعث گرفتگی ممبران RO شوند و چنین ممبرانی قابل احیاء نیست بنابراین در آبهایی که میزان بالای ذرات معلق دارند بهتر است از پیش تصفیه های مناسب برای جلوگیری از گرفتگی ممبران­ها استفاده شود.

• نانوفیلتراسیون

بر اساس یافته‌های چندین مطالعه، غشاهای NF (نانوفیلتراسیون) می‌توانند مقادیر قابل توجهی از فلزات سنگین مانند آرسنیک را در فشارهای پایین حذف کنند و در عین حال آب با کیفیت بالا تولید کنند که هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهد.

در این روش آب از غشاهای نانوفیلتراسیون که منافذی به اندازه ی 0.001 میکرون دارد عبور میکند و به این ترتیب آرسنیک حذف میشود یکی از ویژگی های مثبت این روش حذف مواد ذائد و مواد آلی با وزن بیشتر از 1000 دالتون است که باعث بهبود درجه خالصی آب میشود فیلتر به کار رفته در نانوفیلتراسیون دو لایه دارد که یک لایه برای حفظ دستگاه در برابر فشار وارد شده است و 9لایه دوم برای جداکننده مواد ذائد ازآب است.

بدلیل بالا بودن درجه خلوص آب در روش اسمز معکوس نیاز به انرژی و هزینه بیشتری در این روش است در مقابل در روش فیلتراسیون 30% از آب هدر می رود در حالی که در روش اسمز معکوس 50% است پس روش فیلتراسیون مقرون به صرفه است این دو روش در محیطهای صنعتی و کارخانجات، تولید دارو و مواد غذایی کاربرد دارند.

*فیلتر های نانو فیلتراسیون نیز می توانند در جذب آرسنیک موثر باشند ولی دقت آنها به اندازه روش اسمز معکوس نمی باشد. فیلترهای نانوفیلتراسیون NF هم توانایی محدودی در حذف آرسنیک دارند اما فیلترهای اسمزمعکوس همچون همیشه از عملکرد بالایی در حذف آرسنیک برخوردارند.

 

• اولترافیلتراسیون و میکروفیلتراسیون

در این روش نیازی به فشار بالای آب نیست. حفره های فیلتر های اولترافیلتراسیون و میکرو فیلتراسیون بزرگتر از ذرات آرسنیک موجود در آب است بنابراین برای جذب این عنصر، بعد از فر آیند لخته سازی و انعقاد بالاترین کارایی را دارند.

فیلترهای میکروفیلتراسیون MF و اولترا فیلتراسیون UF دارای حفرهای بسیار بزرگتر از مولکولها و یونهای آرسنیک هستند و در حذف آرسنیک ناتوان هستند اما میتوان با ترکیب روشهای انعقاد با آنها میزان زیادی از آرسنیک را حذف نمود

 

• حذف آرسنیک با EDR

فرآیندی است که در آن یونها تحت تاثیر جریان الکتریکی مستقیم از غشا عبور میکنند. فرایند جداسازی در واقع یک فرایند تبادل یون است. یونها از یک محیط با غلظت کمتر به محیط با غلظت بیشتر عبور میکند. در این روش ممبران ها بین دو الکترود مخالف به صورت غشاهای کاتیون و آنیون یکی در میان قرار میگیرند. EDR قابلیت حذف مواد محلول را داشته و کاملا اتوماتیک میباشند. البته این روش در مقایسه با اسمز معکوس نیاز به هزینه بیشتری دارد. لازم به ذکر است EDR برای شیرین سازی آب شور و استفاده آن برای تولید آب آشامیدنی کاربرد دارد و هنوز مطالعاتی در مورد توانایی این روش در حذف آرسنیک انجام نشده است.

• حذف آرسنیک با روش انعقاد، ته نشینی و فیلتراسیون

یکی از روش های مهم برای حذف آرسنیک ته نشینی با نمک های فلزات و آهک است. این روش بسیار ساده و کم هزینه است و بسیار مورد توجه است. برای فرآیند لخته سازی موادی مانند آلوم , سولفات فریک به آب اضافه می شود و بعد از حل شدن در آب، تمام املاح و ذرات با بار منفی به  لخته های رشته ای متصل می شود علاوه براین ذرات آرسنیک نیز به این رشته متصل شده و در نهایت لخته های ایجاد شده به کمک تجهیزات مختلف از قبیل فیلترها جمع آوری خواهند شد.

در فرایند انعقاد آرسنیک از طریق سه مکانیزم (ادواردز، 1994) حذف میشود : بارش، بارش سنگین، جذب الکترواستاتیک. این روش از جمله روشهای بسیار موثر در تصفیه آرسنیک بوده که در تست های وسیع آزمایشگاهی و میدانی جوابهای بسیار مطلوبی ارائه کرده است. مواد ذکر شده وقتی به آب اضافه می­شوند، در طی 1 تا چند دقیقه در آب حل می­شوند. در طی این فرایند لخته سازی، تمام میکرو ذرات و یونهای با بار منفی بوسیله نیروهای الکترواستاتیک به لخته های رشته ای متصل می­شوند. آرسنیک نیز به این رشته های لخته ای جذب می­شود. بعد از مرحله انعقاد ، به وسیله فیلترهای رسوب گیر، لخته های ایجاد شده را جداسازی می­کنند. برای حذف بهینه آرسنیک به روش انعقاد ، کنترل زیاد pH و دوز مواد منعقد کننده نیاز می­باشد. انعقاد با کلرید فریک در pH زیر 8 به خوبی عمل میکند و آلوم تنها در محدوده کوچک pH ، از 6 تا 8 قادر به عمل می­باشد. تحت شرایط کنترل شده میتوان از آهن موجود در آب های زیر زمینی، به عنوان منعقد کننده برای حذف آرسنیک استفاده کرد . همچنین از آهک نیز میتوان استفاده کرد البته آهک بازده حدود 40% الی 70% را داراست و بیشترین بازدهی را در pH از 10.6 الی 11.4 را داراست . در اکثر مواقع از آهک به عنوان یک پیش تصفیه یا منعقد کننده مقدماتی قبل از آلوم یا آهن استفاده می­شود .

SORAS نام یک روش ساده با استفاده از نور خورشید جهت کاهش آرسنیک در آب آشامیدنی می باشد. این فرایند شامل 2 مرحله می باشد : مرحله اول شامل اکسیداسیون فتوشیمیایی ( از طریق عمل نور ماوراء بنفش خورشیدی ) برای تبدیل آرسنیت به آرسنات و سپس مرحله دوم برای شمل بارش و یا تصفیه آرسنات که با آهن (III) اکسید شده است .آهن (III) میتواند به طور طبیعی یا اضافه شده در آب موجود باشد . آب های زیرزمینی در بنگلادش به طور طبیعی حاوی آهن (II) و آهن (III) هستند . بنابراین با SORAS می توان محتویات آرسنیک را کاهش دهد و با هزینه بسیار اندک در دسترس همه قرار داد.

 

• حذف آرسنیک با روش تبادل یونی

روش تبادل یونی شباهت زیادی با جذب سطحی دارد، با این تفاوت که در این روش از دانه های رزین استفاده میشود. نکته بسیار مهم در این روش این است که ابتدا لازم است فرآیند اکسیداسیون صورت گرفته و آرسنیت به آرسنات تبدیل شود. پس از انجام این فرایند و عبور آب از بستر رزینی منجر به حذف آرسنات ها می گردد. همانند روش جذب سطحی، به مرور قدرت و کارایی دانه های رزین کاهش یافته و همان طور که در مطلب کاربرد رزین در تصفیه آب اشاره شد، با ترکیبات مختلف از جمله محلول آب و نمک باید فرایند احیای رزین صورت گیرد. کارایی این روش به عوامل مختلفی از جمله pH آب، میزان آرسنیک موجود در آب، آلکالینیتی ها، نوع رزین تبادل یونی و یون های رقیب بستگی دارد. رزین های مورد استفاده برای حذف آرسنیک از نوع قلیایی قوی هستند. لازم بذکر است که اکسیداسیون زیاد می تواند به رزین ها و فرآیند تبادل یونی آسیب وارد کند.

 

 

 

 

 

• حذف آرسنیک با استفاده از گیاهان پالایی

این گیاه برای حذف آلاینده های شیمیایی در طبیعت کاربرد دارد. ریشه های این گیاه می تواند رسوب فلزات را از آب جذب کند. گیاهانی مانند سنبل آبی می تواند یکی روش های ارزان برای جذب رسوب فلزات و یون های فلزی محلول در آب است.این گیاه، فلزاتی  مثل جیوه و سرب که از طریق فاضلاب کارخانه‌های صنعتی به آب‌ها وارد می‌شوند را به خود جذب می­کند. اما از آنجایی که به سرعت تکثیر پیدا می­کند فرصت رشد را از سایر گیاهان وآبزیان میگیرد و خطری جدی برای تالاب ها محسوب می­شود. باعث مشکلات زیستی فراوانی می­شود.

• حذف آرسنیک بااستفاده از فیلتر های شنی

در مکان هایی که قصد تصفیه سازی حجم بالایی آب را داشته باشند استفاده از فیلتر شنی بهترین گزینه است. اما توانایی آن در حذف آرسنیک مانند روش های قبلی نیست. استفاده از فیلتر شنی می تواند باعث حذف میزان قابل توجهی از این ماده از آب شود.

• تهنشینی آرسنیک با آهک

از دیگر روش های مورد استفاده برای کاهش مقدار آرسنیک در آب می توان به استفاده از آهک برای این منظور اشاره نمود. در واقع استفاده از آهک یکی از روش های ته نشینی می باشد که بازدهی بالایی نداشته و 40 تا 70 درصد از مقدار ترکیبات مورد نظر را حذف خواهد کرد. به همین دلیل این روش بیشتر به عنوان یک روش پیش تصفیه برای سایر روش ها مورد استفاده قرار می­گیرد و به تنهایی موثر نخواهد بود. در این روش مواد جامد رسوب شده بسیار بالا می باشد که به عنوان یک نقطه ضعف برای این روش به شمار می رود.

 

• حذف آرسنیک از آب با اکسیداسیون

همان طور که اشاره شد، از جمله ترکیبات آرسنیک موجود در آب AS⁺⁵  (آرسنات) و AS⁺³  (آرسنیت) می باشند. آرسنیک ممکن است با استفاده از تکنیک‌های مختلفی از آب حذف شود، از جمله فرآیندهای غشایی، تبادل یونی، الکترولیز، انعقاد و لخته‌سازی، اکسیداسیون، جذب سطحی و صاعقه آهک. اکثر این روش ها نیاز به یک مرحله پیش تصفیه دارند که اغلب مستلزم یک مرحله اکسیداسیون برای تبدیل آرسنیت به آرسنات است، زیرا ترکیبات آرسنیک 3 ظرفیتی 10 برابر سمی تر از ترکیبات آرسنیک 5 ظرفیتی هستند .در حالت کلی آرسنات قدرت واکنش پذیری بالاتری داشته زیرا فرم 3 ظرفیتی ( آرسنیت ) معمولا در حدpH  کمتر از 9.2 بدون بار می­باشد و همچین حلالیت آن بالاتر می­باشد و به همین دلیل لازم است با انجام اکسیداسیون، آرسنیت به آرسنات تبدیل شود. برای این منظور از ترکیبات متعددی از قبیل پرمنگنات، هیپوکلریت و پراکسید هیدروژن و ازن استفاده می­شود. پس از اکسید شدن آرسنیت، قدرت رسوب شدن و جذب بر سطوح جامد آن تا حد زیادی افزایش پیدا خواهد کرد.

بنابراین اکسیداسیون (یک فرایند شیمیایی به طور معمول) در اغلب فرایندهای حذف ارسنیک برای افزایش بازدهی و ساده سازی معمولا دخالت دارد.

As3 —-> As5  اکسیژن هوا نیز یک عامل اکسید کننده موثر در بسیاری از فرایندهاست اما بسیار کند عمل می­کند.

اکسیداسیون شامل تبدیل آرسنیت محلول به آرسنات است. این به تنهایی آرسنیک را از محلول حذف نمی کند، بنابراین، یک روش حذف، مانند جذب، انعقاد، یا تبادل یونی، باید دنبال شود. برای آب های زیرزمینی بدون اکسیژن، اکسیداسیون یک مرحله مهم است زیرا آرسنیت شکل رایج آرسنیک در pH نزدیک به خنثی است. در کشورهای در حال توسعه، اکسیژن اتمسفر، هیپوکلریت و پرمنگنات رایج ترین اکسیدان های مورد استفاده هستند.

اکسیداسیون آرسنیت با اکسیژن یک فرآیند بسیار کند است که ممکن است ساعت ها یا هفته ها طول بکشد تا تکمیل شود. از سوی دیگر، مواد شیمیایی مانند کلر، ازن و پرمنگنات می توانند به سرعت As(III) را به As(V) اکسید کنند. با این حال، علیرغم این اکسیداسیون افزایش یافته، مواد تداخلی موجود در آب باید در نظر گرفته شوند. به عنوان مثال، اگر S2 و TOC (کربن آلی) در آب وجود داشته باشد، سرعت اکسیداسیون آرسنیت توسط ازن می تواند تا حد زیادی کاهش یابد. همچنین، در مطالعه دیگری نشان داده شد که آنیون‌ها و مواد آلی رقیب در آب‌های زیرزمینی تأثیر زیادی بر استفاده از UV/دی‌اکسید تیتانیوم (TiO₂) در اکسیداسیون آرسنیک دارند  علاوه بر این، این شامل یک درمان پیچیده است که یک باقیمانده As-bearing تولید می کند که دفع آن دشوار است. بنابراین، برای حذف موثر آرسنیک از محلول توسط اکسیداسیون، اکسیدان ها باید با دقت انتخاب شوند. علاوه بر این، تمام معایب ذکر شده اکسیداسیون به تنهایی آن را به روشی کم‌توان برای حذف آرسنیک تبدیل می‌کند.

 

روش شیماب در حذف آرسنیک از آب

 

همانگونه که اشاره شد استفاده از اکسیداسیون یکی کارآمدترین روش های حذف آرسنیک از جریان آب است، که در ترکیب با روش های دیگر می­تواند عملکرد بسیار خوبی داشته باشند.

شیماب با استفاده از جاذب هایی بر پایه زئولیت های بومی ایران و ابداع یک روش تلفیقی اکسیداسیون- فیلتراسیون منحصر به فرد به یک عملکرد فوق العاده با بازدهی بالای 95% در حذف آرسنیک دست یافته است؛ که به نسبت محصولات و روش مشابه حداقل 50% بار هزینه­ایی کمتری دارد.