Applicazioni idriche residenziali/commerciali

L'arsenico è un elemento chimico con simbolo As e numero atomico 33. L'arsenico è presente in molti minerali, di solito in combinazione con zolfo e metalli, ma anche come puro cristallo elementare. 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 per auto 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 usato dopo il silicio drogato. L'arsenico e i suoi composti, in particolare il triossido, sono utilizzati nella produzione di pesticidi, prodotti in legno trattato, erbicidi e insetticidi. Tuttavia, queste applicazioni sono in calo, alcune specie di batteri sono in grado di utilizzare i composti dell'arsenico come metaboliti respiratori. Le tracce di arsenico sono un elemento dietetico essenziale nei ratti, nei criceti, nelle capre, nei polli e presumibilmente in molte altre specie, compresi gli esseri umani. L'arsenico è notoriamente velenoso per la vita multicellulare. I composti del triossido di arsenico sono ampiamente usati come pesticidi, erbicidi e insetticidi. Di conseguenza, la contaminazione da arsenico delle acque sotterranee è un problema che colpisce milioni di persone in tutto il mondo.

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

Ad eccezione dell'arseniuro di gallio (usato come semiconduttore), altri 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 consumo energetico inferiore e una minore generazione di calore.

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

Il cloro è un elemento chimico con simbolo Cl e numero atomico 17. Il secondo più leggero degli alogeni, compare 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 cloro gassoso 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: «green 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 usato come agente sbiancante; nel trattamento dell'acqua come disinfettante. È l'ossidante più forte tra le serie degli ossicloruri, il clorito, il clorato o il perclorato.

Il sottoprodotto di disinfezione (DBP) si forma quando il cloro reagisce con i composti organici presenti nelle riserve idriche. La rimozione dell'organico prima della clorazione può eliminare il potenziale DBP, altrimenti i DBP devono essere rimossi con carbone attivo.

Il nitrito è usato come antiossidante per conservare le carni e come stabilizzatore del pH e inibitore della corrosione nei circuiti di raffreddamento. Il nitrito viene rimosso da una resina anionica basica forte, ma poiché la sua affinità è simile a quella del cloruro, la capacità di produzione è generalmente limitata.

La materia organica naturale (NOM) viene facilmente rimossa da resine anioniche basiche forti. Le resine acriliche a base forte e le resine stireniche ad alta 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 straordinarie caratteristiche idro e oleofobiche (capacità di respingere sia l'olio che l'acqua) li rendono utili in una gamma 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 prodotti chimici forever vengono utilizzati 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 altri.

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

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