Arsen
Masalah lingkungan > Keterjadian pada air minum

Artikel utama: Kontaminasi arsen di air tanah
Kontaminasi arsen yang luas pada air tanah telah menyebabkan keracunan arsen yang meluas di Bangladesh dan negara-negara tetangga. Diperkirakan sekitar 57 juta orang di cekungan Benggala meminum air tanah dengan konsentrasi arsen di atas standar Organisasi Kesehatan Dunia sebesar 10 bagian per miliar (ppb). Namun, sebuah penelitian mengenai tingkat kanker di Taiwan menunjukkan bahwa peningkatan yang signifikan pada kematian akibat kanker hanya muncul pada tingkat di atas 150 ppb. Arsen dalam air tanah berasal dari alam, dan dilepaskan dari sedimen ke dalam air tanah, yang disebabkan oleh kondisi anoksik di bawah permukaan. Air tanah ini digunakan setelah LSM lokal dan barat serta pemerintah Bangladesh melakukan program air minum sumur dangkal besar-besaran pada akhir abad ke-20. Program ini dirancang untuk mencegah pengonsumsian air permukaan yang terkontaminasi bakteri, tetapi gagal menguji kandungan arsen dalam air tanah. Banyak negara dan distrik lain di Asia Tenggara, seperti Vietnam dan Kamboja, memiliki lingkungan geologis yang menghasilkan air tanah dengan kandungan arsen yang tinggi. Arsenikosis dilaporkan di Nakhon Si Thammarat, Thailand pada tahun 1987, dan Sungai Chao Phraya mungkin mengandung arsen terlarut tingkat tinggi yang terjadi secara alami, tetapi tidak menjadi masalah kesehatan bagi masyarakat karena banyak masyarakat menggunakan air kemasan. Di Pakistan, lebih dari 60 juta orang terpapar air minum yang tercemar arsen, ditunjukkan oleh laporan Science baru-baru ini. Tim Podgorski menyelidiki lebih dari 1200 sampel dan lebih dari 66% darinya melebihi tingkat kontaminasi minimum WHO.
Sejak 1980-an, penduduk wilayah Ba Men di Mongolia Dalam, Tiongkok telah terpapar arsen secara kronis melalui air minum dari sumur yang terkontaminasi. Sebuah studi penelitian tahun 2009 mengamati adanya peningkatan lesi kulit di antara penduduk dengan konsentrasi arsen di air sumur antara 5 dan 10 µg/L, menunjukkan bahwa toksisitas yang diinduksi arsen dapat terjadi pada konsentrasi yang relatif rendah dengan paparan kronis. Secara keseluruhan, 20 dari 34 provinsi di Tiongkok memiliki konsentrasi arsen yang tinggi dalam pasokan air tanah, berpotensi membuat 19 juta orang terpapar air minum yang berbahaya.
Sebuah penelitian yang dilakukan oleh IIT Kharagpur menemukan tingkat arsen tinggi dalam air tanah di 20% tanah India, mengekspos lebih dari 250 juta orang. Beberapa negara bagian seperti Punjab, Bihar, Benggala Barat, Assam, Haryana, Uttar Pradesh, dan Gujarat memiliki wilayah daratan tertinggi yang terpapar arsen.
Di Amerika Serikat, arsen paling banyak ditemukan di perairan tanah di barat daya. Beberapa bagian dari New England, Michigan, Wisconsin, Minnesota dan Dakota juga diketahui memiliki konsentrasi arsen yang signifikan dalam air tanah. Peningkatan tingkat kanker kulit telah dikaitkan dengan paparan arsen di Wisconsin, bahkan pada tingkat di bawah standar air minum 10 bagian per miliar. Menurut sebuah film baru-baru ini yang didanai oleh US Superfund, jutaan sumur pribadi memiliki kadar arsen yang tidak diketahui, dan di beberapa wilayah A.S., lebih dari 20% sumur mungkin mengandung kadar yang melebihi batas yang ditetapkan.
Paparan arsen tingkat rendah pada konsentrasi 100 bagian per miliar (yaitu, di atas standar air minum pada 10 bagian per miliar) dapat membahayakan respons kekebalan awal terhadap infeksi H1N1 atau flu babi menurut para ilmuwan yang didukung NIEHS. Penelitian yang dilakukan pada tikus laboratorium menunjukkan bahwa orang yang terpapar arsen dalam air minumnya mungkin berisiko lebih tinggi untuk penyakit yang lebih serius atau kematian akibat virus.
Beberapa orang Kanada meminum air yang mengandung arsen anorganik. Air sumur gali pribadi paling berisiko mengandung arsen anorganik. Analisis air sumur awal biasanya tidak menguji arsen. Para peneliti di Survei Geologi Kanada telah memodelkan variasi relatif dalam potensi bahaya arsen alami di provinsi New Brunswick. Studi ini memiliki implikasi penting untuk air minum dan masalah kesehatan yang berkaitan dengan arsen anorganik.
Bukti epidemiologis dari Chili menunjukkan hubungan yang bergantung pada dosis antara paparan arsen kronis dan berbagai bentuk kanker, khususnya bila ada faktor risiko lain, seperti merokok. Efek ini telah dibuktikan pada kontaminasi kurang dari 50 ppb. Arsen itu sendiri merupakan konstituen dari asap tembakau.
Menganalisis beberapa studi epidemiologis pada paparan arsen anorganik menunjukkan peningkatan risiko kanker kandung kemih yang kecil namun terukur pada 10 ppb. Menurut Peter Ravenscroft dari Departemen Geografi di Universitas Cambridge, sekitar 80 juta orang di seluruh dunia mengonsumsi antara 10 dan 50 ppb arsen dalam air minum mereka. Jika mereka semua mengonsumsi tepat 10 ppb arsen dalam air minum mereka, beberapa analisis studi epidemiologis yang dikutip sebelumnya akan memprediksi tambahan 2.000 kasus kanker kandung kemih saja. Ini jelas meremehkan dampak keseluruhan, karena tidak termasuk kanker paru-paru atau kulit, dan secara eksplisit meremehkan paparannya. Mereka yang terpapar arsen di atas standar WHO saat ini harus mempertimbangkan biaya dan manfaat remediasi arsen.
Evaluasi awal (1973) terhadap proses untuk menghilangkan arsen terlarut dari air minum menunjukkan kemanjuran kopresipitasi dengan besi atau aluminium oksida. Secara khusus, besi sebagai koagulan ditemukan dapat menghilangkan arsen dengan kemanjuran melebihi 90%. Beberapa sistem media adsorptif telah disetujui untuk digunakan pada titik layanan dalam studi yang didanai oleh Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat (US EPA) dan Yayasan Sains Nasional (NSF). Sebuah tim ilmuwan dan insinyur Eropa dan India telah mendirikan enam pabrik pengolahan arsen di Benggala Barat berdasarkan metode remediasi in-situ (Teknologi SAR). Teknologi ini tidak menggunakan bahan kimia apa pun dan arsen dibiarkan dalam bentuk tidak larut (keadaan +5) di zona bawah tanah dengan mengisi ulang air teraerasi ke dalam akuifer dan mengembangkan zona oksidasi yang mendukung mikroorganisme pengoksidasi arsen. Proses ini tidak menghasilkan aliran limbah atau lumpur dan relatif murah.
Metode lain yang efektif dan murah untuk menghindari kontaminasi arsen adalah dengan menambah kedalaman sumur menjadi 500 kaki atau lebih untuk mencapai air yang lebih murni. Sebuah studi tahun 2011 baru-baru ini yang didanai oleh Program Penelitian Superfund dari Institut Ilmu Kesehatan Lingkungan A.S. menunjukkan bahwa sedimen dalam dapat menghilangkan arsen dan mengeluarkannya dari sirkulasi. Dalam proses ini, yang disebut adsorpsi, arsen menempel pada permukaan partikel sedimen yang dalam dan secara alami dikeluarkan dari air tanah.
Pemisahan magnetik arsen pada gradien medan magnet yang sangat rendah dengan luas permukaan tinggi dan nanokristal magnetit (Fe3O4) monodispersi telah didemonstrasikan dalam pemurnian air di tempat penggunaan. Dengan menggunakan luas permukaan spesifik nanokristal Fe3O4 yang tinggi, massa limbah yang terkait dengan penghilangan arsen dari air telah berkurang secara dramatis.
Studi epidemiologis menunjukkan korelasi antara konsumsi kronis air minum yang terkontaminasi arsen dan kejadian semua penyebab utama kematian. Literatur menunjukkan bahwa paparan arsen adalah penyebab dalam patogenesis diabetes.
Filter berbasis sekam baru-baru ini terbukti mengurangi kandungan arsen pada air hingga 3 µg/L. Ia mungkin dapat digunakan di daerah di mana air minum diekstraksi dari akuifer bawah tanah.