Agua Latinoamerica

Asuntos de Agua Sistemas de OI en el Punto de Uso y Reducción de Arsénico

Por Rick Andrew

Una de las tecnologías comúnmente empleadas para ayudar a reducir los niveles de arsénico en el agua potable, particularmente para aquellas personas que tienen pozos privados que se ven afectados por el arsénico natural, es la ósmosis inversa. Debido a que el arsénico se encuentra naturalmente en el agua subterránea, es un problema relativamente común que pueden enfrentar los propietarios de viviendas con pozos. De hecho, Wikipedia afirma que el arsénico es el 53er elemento más abundante en la corteza terrestre y comprende alrededor de 1.5 ppm de ella.1 Debido a esta abundancia relativa, no es raro que el arsénico esté presente en concentraciones detectables en las aguas subterráneas. Y existen problemas de salud relacionados con el arsénico en el agua potable.

Según el Departamento del Medio Ambiente de Michigan, Grandes Lagos y Energía, se sabe que la exposición prolongada a niveles bajos de arsénico inorgánico en el agua potable causa problemas de salud humana, como cáncer, engrosamiento y decoloración de la piel, problemas con los vasos sanguíneos, presión arterial alta , enfermedades cardíacas, efectos nerviosos que incluyen entumecimiento y/o dolor, e interferencia con algunas funciones celulares importantes.2 Debido a estos efectos en la salud, cualquier suministro de agua potable pública o privada extraída de pozos en acuíferos con contaminación de arsénico en un nivel superior a 10 μg/L necesitará tratamiento para cumplir con el Nivel Máximo de Contaminantes (MCL, por sus siglas en inglés) de la Agencia Protección Ambiental de los EPA de los Estado Unidos. Debido a la abundancia de arsénico y su prevalencia en el agua subterránea, junto con los efectos en la salud relacionados con el agua potable contaminada con arsénico, NSF/ANSI 58 incluye requisitos para probar y establecer declaraciones relacionadas con las capacidades de reducción de arsénico de los sistemas de ósmosis inversa para el punto de uso.

Formas de arsénico
Es importante comprender que el arsénico se encuentra en el agua en dos formas diferentes, también conocidas como estados de oxidación. Estos son arsénico pentavalente, también llamado As(V), As(+5) y arsénico, y arsénico trivalente, también conocido como As(III), As(+3) y arsenito. Estas formas tienen distintas propiedades químicas y debido a estas diferentes propiedades responden de manera distinta a las tecnologías de tratamiento. Las tecnologías de tratamiento tienen una eficacia variable en el tratamiento del agua contaminada con arsénico, según la forma o el estado de oxidación del arsénico.

La regla general es que, para la mayoría de las tecnologías, el arsénico trivalente es más difícil de tratar en el agua potable que el arsénico pentavalente. Lo bueno es que el arsénico trivalente se puede oxidar con bastante facilidad y rapidez a arsénico pentavalente mediante el uso de productos químicos desinfectantes típicos, siendo el cloro libre el más común. Además, se pueden usar otros químicos oxidantes para convertir el arsénico trivalente en arsénico pentavalente. Según la regla general, la ósmosis inversa tiene una eficacia limitada para el tratamiento del arsénico trivalente; es mucho más eficaz para tratar el arsénico pentavalente. En consecuencia, NSF/ANSI 58 incluye requisitos para declaraciones de reducción de arsénico pentavalente pero no requisitos para evaluación de reducción de arsénico trivalente.

Las afirmaciones de reducción de arsénico pentavalente bajo NSF/ANSI 58 se limitan a suministros de agua con un residuo de cloro libre presente o suministros de agua que hayan demostrado contener solo arsénico pentavalente. Este enfoque en la norma es consistente con el enfoque típico para el tratamiento de agua subterránea contaminada con arsénico trivalente a través de ósmosis inversa en el punto de uso. Generalmente se emplea un dispositivo de cloración aguas arriba de la ósmosis inversa en el punto de uso para asegurar que todo el arsénico presente en el agua se oxida a la forma pentavalente antes de ser tratado utilizando ósmosis inversa. Esta combinación de tecnologías permite la oxidación eficaz del arsénico trivalente a arsénico pentavalente, que a su vez es tratado eficazmente a través del sistema de tratamiento por ósmosis en el punto de uso.

Debido al problema del arsénico trivalente y pentavalente y al uso de oxidación química como pretratamiento, el tema del tratamiento con arsénico en el agua subterránea puede resultar confuso para los usuarios finales, especialmente para los propietarios de viviendas. Reconociendo el potencial de confusión, NSF/ANSI 58 requiere que se incluya información específica en la literatura del producto para los sistemas de tratamiento por ósmosis inversa en el punto de uso que tienen afirmaciones de reducción de arsénico pentavalente. Esta información se requiere en forma de una Hoja de Datos de Arsénico incluida con la hoja de datos de rendimiento, que:

  • describe las formas de arsénico presentes en el agua subterránea
  • explica que el sistema trata solo arsénico pentavalente
  • se refiere al uso de cloro libre para oxidar arsénico trivalente a arsénico pentavalente
  • enfatiza la importancia de analizar el agua periódicamente para verificar el desempeño del sistema
  • destaca la importancia del mantenimiento adecuado del sistema, incluidos los elementos de reemplazo

Con toda esta información incluida, la Hoja de Datos de Arsénico proporciona una guía útil y fácilmente disponible para que los usuarios finales comprendan cómo funcionan sus sistemas de tratamiento y qué pasos deben tomarse para mantenerlos.

Prueba de POU RO para la reducción de arsénico pentavalente
NSF/ANSI 58 describe el método de prueba para la reducción de arsénico pentavalente a través de ósmosis inversa en el punto de uso en gran detalle, comenzando con la composición del agua de prueba. Esta agua de prueba se crea comenzando con agua tratada por ósmosis inversa/desionizada, a la que se agrega cloruro de sodio para lograr una concentración de 750 mg/L. Se agrega arsénico pentavalente a esta agua en una concentración de 50 ug/L o 300 ug/L. De cualquier manera, el sistema debe reducir el arsénico a ≤ 10 μg/L.

Más allá del agua de prueba, el método también especifica cómo se debe operar el sistema de ósmosis inversa en el punto de uso. La prueba se realiza con el sistema en funcionamiento en el transcurso de una semana. Esta operación incorpora ciclos operativos y de muestreo que están diseñados para cubrir una variedad de patrones de uso. Al variar los patrones de uso, la prueba puede evaluar el impacto de esos patrones de uso en el rendimiento general del sistema. Por ejemplo, para un sistema típico de ósmosis inversa en el punto de uso con un tanque de almacenamiento y una válvula de cierre automático, existen ciclos operativos que prueban la reducción de arsénico cuando:

  • comenzando con el tanque de almacenamiento lleno, vaciando completamente el tanque de almacenamiento y tomando una muestra, luego dejando que el tanque se vuelva a llenar
  • comenzando con el tanque de almacenamiento lleno, vaciando el tanque de almacenamiento hasta el punto donde se activa la válvula de cierre automático y tomando una muestra, y luego permitiendo que el tanque se vuelva a llenar desde este punto
  • comenzando con el tanque de almacenamiento lleno, extrayendo el cinco por ciento de la tasa de producción diaria de la unidad y tomando muestras, luego permitiendo que el tanque se vuelva a llenar
  • Un estancamiento de 48 horas sin extraer agua del tanque de almacenamiento, seguido de vaciar completamente el tanque y tomar una muestra, y luego dejar que el tanque se vuelva a llenar Siempre que se recolecten muestras de agua tratada, también se recolectan muestras del agua de desafío. Estas muestras de agua tratada y de desafío se analizan para determinar la eficacia del tratamiento. La norma requiere que el valor promedio para todas las muestras de agua tratada, así como el 90 por ciento de las muestras individuales de agua tratada, debe ser ≤ 10 μg/L de arsénico.

Soluciones para propietarios de pozos privados afectados por el arsénico
Hacer frente al problema del agua de pozo es un desafío relativamente común para los propietarios de viviendas rurales. Cuando el problema es la contaminación por arsénico, las cosas pueden volverse un poco más complejas y también pueden tener implicaciones para la salud. Afortunadamente, la industria del Punto de Uso/Punto de Ingreso ofrece soluciones comprobadas para propietarios de pozos privados. Una de esas soluciones comprobadas para la contaminación con arsénico es el tratamiento por ósmosis inversa en el punto de uso. La prueba proviene de pruebas y certificación según NSF/ANSI 58 para la reducción de arsénico. Las pruebas brindan confianza en el desempeño de la reducción de arsénico y la certificación agrega garantía continua de este desempeño, además de los requisitos para una explicación clara de la naturaleza de la contaminación por arsénico, la función del sistema de ósmosis inversa en el punto de uso y las responsabilidades del propietario de mantener adecuadamente el sistema para asegurar que continúe proporcionando agua potable tratada de manera eficaz.

Referencias

  1. Arsenic. Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Arsenic#:~:text=Arsenic%20is%20a%20chemical%20element,Arsenic%20is%20a%20metalloid
  2. Arsenic in Well Water. Michigan Department of Environment, Great Lakes and Energy. https://www.michigan.gov/documents/deq/deq-wdgws-wcu-arsenicwellwater_270592_7.pdf

Acerca del autor
El Sr. Rick Andrew es el Director de Desarrollo de Negocios Globales–Sistemas de Agua de NSF. Anteriormente, se desempeñó como Gerente General de las Unidades de Tratamiento de Agua Potable (Punto de Uso/Punto de Ingreso) de NSF, ERS (Protocolos) y Programas de Gabinetes de Bioseguridad. El Sr. Andrew tiene una licenciatura en química y una Maestría en Administración de Negocios (MBA) de la Universidad de Michigan. Puede ser contactado en (800) NSF-MARK o por correo electrónico: Andrew@nsf.org

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