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268-DE

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Abstract

Arsen im Grundwasser ist sehr gefährlich und ein ernstes Problem ärmeren Gemeinden, die es als Trinkwasser verwenden. Eine elektrochemische, kosten-effiziente Methode zur Entfernung von Arsen wird vorgestellt und mit einer Methode verglichen, die aktiviertes Aluminiumoxid verwendet, das mit Natriumhydroxid regeneriert wird. Andere Methoden werden erwähnt und kurz verglichen.

Substituted substances

Reliability of information

Internet information: data are from an internet document and only a basic and partial evaluation could be performed

Reason substitution

CMR
skin/respiratory sensitizing

Hazard Assessment

Zu substituierender Stoff: Aktiviertes Aluminiumoxid kann kristallines Siliciumdioxid enthalten, welches ein Kategorie 1 Karzinogen (IARC) ist, wie der Datenbank der nach SUBSPORTplus-Kriterien gefährlichen Stoffe zu entnehmen ist. Natriumhydroxid ist nicht in der SUBSPORTplus-Datenbank aufgeführt. Alternativer Stoff: Die Alternative verwendet Eisenelektroden, die ungiftig sind.

Description of Substitution

Arsen in Trinkwasser ist ein Problem in vielen Teilen der Welt, aber es betrifft vor allem die weniger entwickelten Regionen. Von dort werden Arsenvergiftungen bestätigt, deren Auswirkungen von Wunden hin zu Krebs oder Kinderinvalidität reichen. In solchen Regionen, wo es an Geld und technischem Wissen fehlt, müssen die Lösungen, die das Alltagsrisiko verringern sollen, effektiv, bezahlbar, einfach und sicher sein.Das Nationallabor der Universität von Kalifornien in Berkeley hat eine technische Lösung vorgeschlagen, die ECAR-ElectroChemical Arsenic Remediation (elektro-chemische Beseitigung von Arsenverunreinigungen) genannt wird. ECAR verwendet Batterien mit Eisenelektroden, die in das zu behandelnde Wasser gesteckt werden. Aus der Anode gelöste Eisenionen bilden Eisenhydroxid (Rost). Dreiwertiges Arsen wird in der Umgebung der Anode zu seiner fünfwertigen Form oxidiert, die den Rost bindet und sich auf dem Boden des Klärbeckens absetzt. Dabei wird das Arsen und das Eisen aus dem Wasser entfernt.Vorteile, wie sie vom Anbieter der Alternative dargestellt werden, beinhalten:

• geringe Kosten für die Verbrauchsmaterialien (ca. 200g Eisen/Person/Jahr)
• geringes Abfallvolumen (ca. 300g/Pers./Jahr)
• geringer Wartungsaufwand
• benötigt keine gefährlichen Stoffe als Reagenzien oder Hilfsmittel.

Der Nachteil ist, dass diese Methode eine Stromquelle benötigt. Eine diskontinuierliche Stromquelle wäre ausreichend, aber selbst das ist in einigen Gegenden problematisch.ECAR wird von den Autoren mit anderen Methoden wie aktiviertem Aluminiumoxid (durch Natriumhydroxid regeneriert), Eisenchlorid und Natriumhypochlorid (beide ätzend), Solaroxidation (den Sonnenstrahlen aussetzen) oder MIT Kanchan (eine Kombination von Schichten aus Ziegelsplitter, Eisennägeln, Sand und Kies) verglichen. Die Effektivität von ECAR ist vergleichbar mit der Effektivität von Methoden, die aktiviertes Aluminiumoxid oder Eisenchlorid und Bleiche verwenden. ECAR ist für höhere Arsenkonzentrationen anwendbar, wofür die MIT Kanchan oder die Solaroxidation nicht geeignet sind.

Case/substitution evaluation

Die Substitution spricht fundamentale Alltagsbedürfnisse in Regionen an, die sich ausgereifte Technologien nicht leisten können. Sie kann eine Alternative zu aktiviertem Aluminiumoxid sein, das Natronlauge benötigt, um sich stetig zu regenerieren. Aktiviertes Aluminiumoxid kann kristallines Siliciumdioxid enthalten, ein IARC-Karzinogen für Menschen. Anlagen mit Aluminiumoxid benötigen erfahrenere Anwender, um eine ordentliche Funktion und Wartung zu gewährleisten. Ihre Wirksamkeit ist abhängig vom Fluss und dem pH-Wert. Bei einem pH-Wert von 8,5 (in natürlichem Wasser nicht ungewöhnlich) kann die Wirksamkeit auf 2-3% der Optimalleistung fallen. Die Regenerierung von Aluminiumoxid durch Natriumhydroxid (4%ige Lösung) verursacht flüssigen Abfall, der Arsen und eine Base in hohen Konzentrationen enthält und daher nicht leicht handhabbar ist. Zudem sind festes Natriumhydroxid oder konzentrierte Lösungen ätzend und schwer zu handhaben. ECAR erzeugt auch Müll (Schlamm) der nach Angaben des Autors den Normen des 'US EPA Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) Tests' für Deponierungen entspricht. Der Schlamm kann auch in Baumaterialien wir Zement oder Ziegel eingearbeitet werden, allerdings kann es dann zu Expositionen gegenüber Arsen kommen, was im Herstellungsprozess und bei der Verwendung in Betracht gezogen und kontrolliert werden muss.

State of implementation

Pilot study

Availability ofAlternative

Die Markteinführung für das Pilotprojekt war für 2011 geplant.

Type of information supplier

Research

Contact

Prof. Ashok Gadgil, Dr. Susan Addy- Bevölkerungs- und Umwelttechnik, Universität von Kaliforninen in Berkeley und dem Lawrence Berkeley Nationallabor, http://phys4.harvard.edu/

Further information

US EPA TCLP

Type of publication and availability

Internetdokument frei zugänglich

Publication source: author, company, institute, year

Die Informationen basieren auf der Präsentation 'Technology for arsenic-free drinking water: Electrochemical Arsenic Remediation (ECAR)'  von Prof. Ashok Gadgil, Dr. Susan Addy Bevölkerungs- und Umwelttechnik Universität von Kaliforninen in Berkeley und dem Lawrence Berkeley Nationallaboratory, im Juni 2009. Das Quelldokument wurde von der Website der Harvard Universität abgerufen, Abteilung für Physik.

Date, reviewed

November 26, 2021