Toksyczny i rakotwórczy arsen pojawia się w wodzie pitnej zazwyczaj w wyniku naturalnego rozpuszczania minerałów lub zanieczyszczeń przemysłowych. Na szczęście jego obecność w wodzie wodach wodociągowych jest niezwykle rzadkim przypadkiem, ze względu na uzdatnianie wody poprzez napowietrzanie i filtrację. Może on jednak pojawiać się gdzieniegdzie w studniach głębinowych, w szczególności w rejonach geologicznych. Na szczęście filtry odwróconej osmozy RO skutecznie niwelują jego poziom do minimalnych, bezpiecznych dla zdrowia wartości.
Arsen – co to za pierwiastek?
Arsen (As) jest pierwiastkiem należącym do V grupy układu okresowego, posiadającym właściwości amfoteryczne (może reagować zarówno z kwasami, jak i z zasadami). W zależności od warunków oksydacyjnych może występować na czterech stopniach utlenienia (As3-, As0, As3+, As5+).
W przyrodzie najwięcej arsenu pojawia się podczas erupcji wulkanicznych. Można go jednak pozyskiwać w trakcie ługowania ze skał osadowych lub magmowych. Jako składnik wielu minerałów, występuje często w połączeniu z siarką lub metalami. Tworzy on też bezbarwne i bezzapachowe tlenki, z którym najbardziej znany jest trójtlenek arsenu – tzw. arszenik (As2O3)
Arsen w wodzie pitnej – skąd się bierze?
Szacuje się, że na całym świecie zanieczyszczenie środowiska arsenem dotyka aż 70 krajów i 140 milionów ludzi. Skąd się bierze zanieczyszczenie wód powierzchniowych i podziemnych arsenem?
Pojawia się tam w wyniku naturalnych zjawisk przyrodniczych (geogenicznych), jak i związanych z działalnością człowieka (antropogenicznych). Nierzadko mechanizmy te nakładają się również na siebie.
Z punktu widzenia geochemii kluczowym procesem naturalnym jest wietrzenie i rozpuszczanie skał oraz minerałów arsenonośnych (przede wszystkim arsenopirytu, FeAsS), a także uwalnianie arsenu z tlenowodorotlenków żelaza.
Antropogeniczne źródła arsenu to przede wszystkim górnictwo i hutnictwo metali nieżelaznych, spalanie paliw kopalnych, stosowanie pestycydów oraz środków konserwujących drewno, a także ścieki rolnicze i przemysłowe.
Najpopularniejsze źródła arsenu w wodzie
| Źródła naturalne | Źródła antropogeniczne |
| Wietrzenie i rozpuszczanie skał oraz minerałów arsenonośnych (m.in. arsenopiryt FeAsS, realgar, orpiment) | Górnictwo rud i hutnictwo metali (zwł. wytop miedzi, ołowiu, cynku, złota) |
| Uwalnianie arsenu z tlenowodorotlenków żelaza w osadach warstw wodonośnych w warunkach redukcyjnych (beztlenowych) | Spalanie węgla i innych paliw kopalnych |
| Erupcje wulkaniczne i emisje gazów wulkanicznych | Pestycydy, herbicydy oraz środki do impregnacji drewna na bazie związków arsenu (zwł. historycznie) |
| Mikrobiologiczna redukcja związków arsenu w glebach i osadach dennych | Nawozy fosforanowe, nawadnianie pól wodą wzbogaconą w arsen oraz ścieki rolnicze i przemysłowe |
Normy Arsenu w wodzie pitnej
W Polsce, podobnie jak w pozostałych krajach Unii Europejskiej i zgodnie z rekomendacją WHO, dopuszczalne stężenie arsenu w wodzie przeznaczonej do spożycia wynosi obecnie 10 µg/l — choć jeszcze do początku XXI wieku obowiązywał limit pięciokrotnie wyższy (50 µg/l).
Mimo tej normy w niektórych regionach kraju notuje się przekroczenia, najczęściej na terenach geologicznych, jako spuścizny dawnych kopalń.
Jednym z bardziej znanych przykładów są okolice Złotego Stoku na Dolnym Śląsku, gdzie jeszcze do lat 60-tych ub.w. funkcjonowała kopalnia arsenu założona przez niemieckiego lekarza jeszcze w XVIII w.).
Dlatego też np. naukowcy z Uniwersytetu Wrocławskiego wykazali, że w dolnym biegu rzeki Trującej (dopływ Nysy Kłodzkiej) stężenie arsenu stukrotnie przewyższa wytyczne WHO dla wody pitnej.
Na szczęście wraz z kolejnymi dekadami obserwuje się spadek stężeń arsenu i metali w wodach kopalnianych.
Lokalne anomalie bywają też wykrywane w wodach podziemnych — np. w jednym z ujęć w okolicach Lublina w surowej wodzie stwierdzono 20–29 µg/l arsenu, a po uzdatnianiu (napowietrzanie i współstrącanie z żelazem) jego stężenie spadało do ok. 3 µg/l, mieszcząc się w obowiązującej normie
Wpływ arsenu na zdrowie – dlaczego należy go unikać?
Arsen należy do tzw. ksenobiotyków, czyli substancji obcych dla organizmu, które nie tylko nie mają wartości odżywczych, ale wręcz uszkadzają komórki i tkanki..
Objawy ostrego zatrucia arsenem mogą pojawić się bardzo szybko — już po około godzinie od spożycia lub kontaktu z trucizną, jak i po upływie nawet do 30 godzin. Przebieg jest zwykle gwałtowny i obejmuje silny ból głowy, wymioty, biegunkę oraz spadek ciśnienia krwi prowadzący do utraty przytomności.
Zatrucie bywa też przyczyną trwałego uszkodzenia wątroby, wylewu krwi do mózgu, a w skrajnych przypadkach nawet śmierci. Co istotne, swoimi objawami przypomina ono klasyczną grypę, co dodatkowo utrudnia szybkie rozpoznanie.
Do najczęstszych objawów zatrucia arsenem zalicza się: pojawieniu się:
- neuropatii czuciowej i ruchowej,
- nowotworów (skóry, płuc, wątroby, nerek i pęcherza moczowego),
- chorób krwi i schorzenia układu krążenia (w tym anemii),
- zmian skórnych (rogowacenie naskórka, przebarwienia),
- stany zapalne błon śluzowych oraz spojówek,
stany zapalne przewodu pokarmowego,
Ponadto długotrwała ekspozycja na ten pierwiastek sprzyja procesom kancerogenym, jak również przewlekłym problemom trawiennym, którym mogą towarzyszyć ból gardła, ciemny odcień skóry oraz mrowienie w palcach. Objawy te są jednak mało specyficzne, dlatego mogą utrudniać postawienie prawidłowej diagnozy.
Jak pozbyć się arsenu z wody?
Złoża filtracyjne z wodorotlenkami żelaza
Woda przepływa przez kolumnę wypełnioną drobinkami pokrytymi tlenkami żelaza. Cząsteczki arsenu przyczepiają się do nich, jak do magnesu. Czysta woda przepływa dalej, zaś związki arsenu zostają w złożu.
Dobrze zaprojektowana instalacja sprowadza stężenie arsenu poniżej 5 µg/dm³, nawet przy stężeniu wejściowym dochodzącym do 200 µg/dm³, a typowa pojemność sorpcyjna złoża wynosi 5–8 g As/kg.
Zaletą metody jest prosta eksploatacja, brak strumienia odpadowego znanego z procesów membranowych i niskie zużycie energii.
Wady to konieczność wstępnego utleniania As(III) do łatwiej wiązanej formy As(V), wrażliwość na konkurencyjne aniony (zwłaszcza fosforany) i okresowa wymiana wyczerpanego złoża.
Nanofiltracja
Skuteczniejsza i tańsza w eksploatacji niż odwrócona osmoza, ale wymagająca większej kontroli niż prostsze procesy. Przy odpowiednim doborze membrany i pH pozwala usunąć ponad 90% arsenu, sprowadzając jego stężenie poniżej normy 10 µg/dm³.
Bardzo dobrze radzi sobie z As(V), gorzej natomiast z As(III) – tu pomaga wstępne utlenianie. Wobec RO traci nieco na maksymalnej skuteczności (98–99%), ale wygrywa znacznie niższym ciśnieniem roboczym, a więc i kosztem energii.
Główne wady to podatność membran na fouling (zatykanie brudem), wrażliwość na materię organiczną i okresowy koszt wymiany modułu.
Odwrócona osmoza
Domowe systemy odwróconej osmozy stosowane do wody wodociągowej i głębinowej usuwają metale ciężkie, pierwiastki radioaktywne, część związków rakotwórczych, a nawet mikroorganizmy — dzięki rozmiarowi porów rzędu 0,001–0,01 µm.
Odwrócona osmoza (RO) uznawana jest dziś za najefektywniejszą technikę membranową stosowaną do usuwania arsenu – w badaniach laboratoryjnych i pilotażowych regularnie osiąga retencję na poziomie 98–99%, sprowadzając końcowe stężenie arsenu poniżej 1 µg/dm³ (przy normie 10 µg/dm³).
Świetnie radzi sobie z As(V), który w wodzie występuje w formie jonowej; gorzej z As(III) w postaci obojętnej cząsteczki.
Ten problem rozwiązuje wstępne utlenianie (np. nadmanganianem potasu lub ozonem). Filtry RO są droższe w eksploatacji od tych używanych do nanofiltracji. Są od nich jednak mniej podatne na fouling, a do regeneracji modułu zwykle wystarcza hydrauliczne czyszczenie.
Przykładem efektywnego filtra odwróconej osmozy jest Klarta Aqva – nablatowy dystrybutor wody z systemem filtrów RO.
Klarta Aqva
Klarta AQVA – filtr do wody z odwróconą osmozą
Nablatowy oczyszczacz wody z filtrem remineralizującym
SprawdźElektrodializa
Elektrodializa wykorzystuje pole elektryczne do przenoszenia jonów przez membrany jonowymienne. W usuwaniu arsenu sprawdza się tylko częściowo: świetnie radzi sobie z As(V) w formie anionowej, niemal w ogóle zaś z obojętnym cząsteczkowo As(III).
W praktycznych testach elektrodializa osiągała 73% redukcji As w wodzie powierzchniowej, ale zaledwie 28% w wodzie podziemnej z dominującym As(III).
Plusem metody elektrodializy jest większa niż w RO tolerancja na wodę twardą, bogatą w krzemionkę i materię organiczną – to czyni ją techniką uzupełniającą tam, gdzie standardowa osmoza zawodzi.
FAQ – najczęstsze pytania dot. arsenu w wodzie
Przewlekła ekspozycja na arsen zwiększa ryzyko raka skóry, płuc, żołądka, wątroby, nerek, pęcherza moczowego i innych narządów, a działanie rakotwórcze arsenu zostało jednoznacznie potwierdzone.
Głównymi źródłami arsenu w wodach gruntowych jest przemysł wydobywczy węgla kamiennego i paliw płynnych oraz górnictwo i hutnictwo metali nieżelaznych
Źródła:
- Grzegorzek, Martyna, and Katarzyna Majewska-Nowak. „Zastosowanie procesów membranowych do usuwania arsenu ze środowiska wodnego.” Ekologia i Technika, vol. 24, no. 5, 2016, pp. 48-59. Ekodok, www.ekodok.pl/2016/5.pdf. Dostęp: 09.06.2026
- Niedzielski, Przemysław, Marcin Siepak, and Jerzy Siepak. “Występowanie i zawartości arsenu, antymonu i selenu w wodach i innych elementach środowiska.” Rocznik Ochrona Środowiska, vol. 2, 2000, pp. 317–341, www.ros.edu.pl/. Dostęp: 08.06.2026
- Postawa, Adam, et al. „Arsen w wodach podziemnych okolic Lublina”. Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego, no. 445, 2011, pp. 495-504. Geojournals, geojournals.pgi.gov.pl/bp/article/view/29230/20904. Dostęp: 29.05.2026.
- SmogLab. “Arsen zatruwa dolnośląską rzekę. Stężenie jest 100 razy wyższe niż przewiduje norma.” SmogLab, 22 stycznia 2021, www.smoglab.pl. Dostęp: 29.05.2026.
Izabella Romanowska
Ekspertka KlartaEkspertka od oczyszczaczy powietrza z 8 letnim doświadczeniem w branży. Moją pasją jest tworzenie przyjaznych dla środowiska i skutecznych rozwiązań, które pozwolą Ci cieszyć się czystym i świeżym powietrzem w Twoim domu czy biurze.
