Applicazioni idriche municipali

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 e nelle munizioni per auto). 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. Queste applicazioni sono in calo, tuttavia 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 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.

La resina anionica base forte ha una buona affinità per il nitrato. Le ammine superiori (trietilammina, tributilammina, ecc.) hanno una maggiore affinità per il nitrato e una ridotta affinità per gli ioni bivalenti come il solfato, il che le rende preferite per molte applicazioni.

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.

Il perclorato è un ossidante relativamente debole, utilizzato come fonte di ossigeno nel carburante per missili. Il perclorato è anche un contaminante nel fertilizzante a base di nitrato di ammonio.
Sebbene tutte le resine anioniche basiche forti abbiano un'elevata affinità per il perclorato, le ammine superiori (come la tributilammina) hanno un'affinità eccezionale per il perclorato.

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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Il radio è un elemento chimico con simbolo Ra e numero atomico 88. È il sesto elemento del gruppo 2 della tavola periodica, noto anche come metalli alcalino-terrosi. Il radio puro è bianco-argenteo, ma si combina facilmente con l'azoto (anziché con l'ossigeno) in caso di esposizione all'aria, formando uno strato superficiale nero di nitruro di radio (Ra3N2). Tutti gli isotopi del radio sono altamente radioattivi, e l'isotopo più stabile è il radio-226, che ha un'emivita di 1600 anni e decade in gas radon (in particolare l'isotopo radon-222). Quando il radio decade, si forma una radiazione ionizzante che può eccitare sostanze chimiche fluorescenti e causare radioluminescenza.

Il radio è il prodotto figlia del decadimento dell'uranio ed è il metallo alcalino terroso più pesante. Fu scoperto sotto forma di cloruro di radio da Marie e Pierre Curie nel 1898. Hanno estratto il composto del radio dall'uraninite e hanno pubblicato la scoperta all'Accademia francese delle scienze cinque giorni dopo. Il radio è stato isolato allo stato metallico da Marie Curie e André-Louis Debierne mediante elettrolisi del cloruro di radio nel 1911. Ha la proprietà della luminescenza e un tempo veniva utilizzato per far brillare i quadranti degli orologi al buio e per vari prodotti ciarlatani

Il radio forma un catione bivalente nell'acqua e può essere rimosso dalle resine che addolciscono l'acqua, insieme ad altri ioni di durezza. Ad eccezione del primo ciclo di esaurimento, la perdita di radio si verifica poco dopo la perdita di durezza, pertanto la resina viene utilizzata come un normale ammorbidente con rigenerazione della salamoia a intervalli regolari.

La resina cationica macroporosa altamente reticolata ha prolungato il funzionamento del primo ciclo oltre la rottura della durezza e può essere utilizzata in applicazioni monouso quando la durezza e il TDS non sono troppo elevati. L'RSM-50 contiene solfato di bario depositato nei pori della resina. Il radio viene prima scambiato e poi trasferito al precipitante, consentendo un carico molto più elevato e una maggiore produttività.