Applicazioni idriche residenziali/commerciali

L'arsenico è un elemento chimico con il simbolo As e il numero atomico 33. L'arsenico è presente in molti minerali, solitamente in combinazione con zolfo e metalli, ma anche come cristallo elementare puro. L'arsenico è un metalloide. Ha vari allotropi, ma solo la forma grigia è importante per l'industria. L'uso principale dell'arsenico metallico è nelle leghe di piombo (ad esempio, nelle batterie delle automobili e nelle munizioni). L'arsenico è un drogante di tipo n comune nei dispositivi elettronici a semiconduttore e il composto optoelettronico arseniuro di gallio è il secondo semiconduttore più comunemente utilizzato dopo il silicio drogato. L'arsenico e i suoi composti, in particolare il triossido, vengono utilizzati nella produzione di pesticidi, prodotti in legno trattato, erbicidi e insetticidi. Queste applicazioni sono in declino, tuttavia alcune specie di batteri sono in grado di utilizzare i composti dell'arsenico come metaboliti respiratori. Tracce di arsenico sono un elemento alimentare essenziale nei ratti, nei criceti, nelle capre, nei polli e presumibilmente in molte altre specie, compreso l'uomo. L'arsenico è notoriamente velenoso per la vita multicellulare. I composti del triossido di arsenico sono ampiamente utilizzati come pesticidi, erbicidi e insetticidi. Di conseguenza, la contaminazione da arsenico delle falde acquifere è un problema che colpisce milioni di persone in tutto il mondo.

L'arseniato è un anione bivalente con affinità per le resine anioniche simile ma leggermente inferiore a quella del solfato. L'arseniato può essere scambiato con resine a scambio anionico a base forte e quindi adsorbito nell'adsorbente ibrido di ferro di ASM-10-HP.

Ad eccezione dell'arseniuro di gallio (usato come semiconduttore), altro i composti dell'arseniuro sono generalmente solo di interesse accademico. L'arseniuro di gallio è un semiconduttore importante perché ha una resistenza elettrica molto inferiore rispetto al silicio e quindi un minore consumo energetico e una minore generazione di calore.

Nella maggior parte dei casi l'arsenito dovrebbe essere ossidato in arseniato in modo da essere convertito in una forma più facilmente rimovibile. L'ossidazione può essere effettuata con cloro o con ossigeno catalizzato da vari mezzi redox.

Il cloro è un elemento chimico con simbolo Cl e numero atomico 17. Il secondo più leggero degli alogeni, appare tra il fluoro e il bromo nella tavola periodica e le sue proprietà sono per lo più intermedie tra loro. Il cloro è un gas giallo-verde a temperatura ambiente. È un elemento estremamente reattivo e un forte agente ossidante: tra gli elementi ha la più alta affinità elettronica e la terza più alta elettronegatività, dietro solo all'ossigeno e al fluoro. Il composto più comune del cloro, il cloruro di sodio (sale comune), è noto fin dall'antichità. Intorno al 1630, il cloro gassoso fu sintetizzato per la prima volta in una reazione chimica, ma non fu riconosciuto come sostanza di fondamentale importanza. Carl Wilhelm Scheele scrisse una descrizione del gas di cloro nel 1774, supponendo che fosse un ossido di un nuovo elemento. Nel 1809, i chimici suggerirono che il gas potesse essere un elemento puro, e ciò fu confermato da Sir Humphry Davy nel 1810, che lo chiamò dal greco antico: χλωρός khlôros "verde pallido" in base al suo colore.

Il cloro è normalmente presente nell'acqua come anione ipocloroso e viene rimosso da resine anioniche basiche forti.

L'ipoclorito (di sodio) è ampiamente presente usato come agente sbiancante; nel trattamento dell'acqua come disinfettante. È l'ossidante più forte tra la serie degli ossocloruri, clorito, clorato o perclorato.

I sottoprodotti della disinfezione (DBP) si formano quando il cloro reagisce con i composti organici nelle riserve idriche. La rimozione della sostanza organica prima della clorazione può eliminare il potenziale dei DBP, altrimenti i DBP devono essere rimossi mediante carbone attivo.

Il nitrito è utilizzato come antiossidante per conservare le carni e come stabilizzatore del pH e inibitore della corrosione nei circuiti di raffreddamento. Il nitrito viene rimosso dalla resina anionica forte ma poiché la sua affinità è simile a quella del cloruro, la capacità di rendimento è solitamente limitata.

La materia organica naturale (NOM) viene facilmente rimossa dalle resine anioniche forti. Le resine acriliche a base forte e le resine stireniche con elevata porosità funzionano meglio perché sono più facili da rigenerare.

I composti PFAS sono utilizzati nell'industria e nei prodotti di consumo in tutto il mondo sin dagli anni '40. Le loro notevoli caratteristiche idro e oleorepellenti (capacità di respingere sia l'olio che l'acqua) li rendono utili in una serie apparentemente infinita di applicazioni tra cui pentole antiaderenti, indumenti idrorepellenti, tessuti e tappeti antimacchia, imballaggi di prodotti, alcuni cosmetici, alcune schiume antincendio e letteralmente decine di migliaia di altri prodotti che resistono a grasso, acqua e olio.

Più di 500 sostanze chimiche per sempre vengono utilizzate attivamente in prodotti e industrie in tutto il mondo. Un database sulla tossicità dell'Agenzia per la protezione dell'ambiente degli Stati Uniti (EPA), DSSTox, elenca oltre 14.700 composti PFAS esistenti, mentre altri database sulla tossicità ne elencano molti di più.

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Gli ioni di durezza, costituiti da calcio e magnesio, possono causare incrostazioni sulle superfici riscaldate e ridurre la durata di apparecchi come scaldabagni, lavastoviglie e lavatrici. La presenza di 1 durezza nell'acqua porta ad un maggiore consumo di sapone nelle operazioni di lavanderia e pulizia.

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