Hidrológiai Közlöny 1975 (55. évfolyam)
7. szám - Dr. Csanády Mihály–dr. Gary S. Logsdon: Kísérletek kadmiumnak ivóvízből történő eltávolítására
Hidrológiai Közlöny 1975. 8. sz. 34 J Kísérletek kadmiumnak ivóvízből történő eltávolítására Dr. C S A N Á D Y MIHÁLY •— Dr. GARY S. LOOSDOS" Bevezetés A környezetünkbe kerülő idegen anyagok közül a nehézfémek szerepe sajátos. Egyesek közülük (pl. vas) jelentős szerepet játszanak igen sok biokémiai folyamatban, a szervezetre nem károsak. Mások (pl. réz, cink) nélkülözhetetlen nyomelemek, nagy koncentrációban azonban károsak lehetnek, egyes alacsonyabbrendű szervezetekre esetleg már kis koncentrációban is kifejezetten toxikusak. Végül vannak olyan nehézfémek, amelyeknek csak káros hatását ismerjük. Ez utóbbi csoportba tartozik a közismerten mérgező higany és ólom mellett a kadmium is. A nehézfémek viselkedése annyiban is eltér a többi (makro- és mikro-) szennyező anyagokétól, hogy lebomlani nem képesek. A természetes öntisztulás során legfeljebb úgy csökken ártalmasságuk, hogy kevésbé oldható alakba kerülve a természetes vizek üledékébe jutnak, itt is okozhatnak azonban zavart, sőt bizonyos körülmények között újra oldatba mehetnek, így potenciálisan mérgezési veszélyt jelentenek. A kadmium a természetben főleg a cink kísérőjeként fordul elő. Az US Geological Service adatai szerint a kőzetek általában 0,2—0,3 ppm( = mg/l), de pl. a foszforitok 30 ppm kadmiumot tartalmaznak. A cink-ércekben a Zn: Cd arány általában 100—200 közötti érték [1]. A kőzetekből kioldódó kadmiumnál sokkal nagyobb az a mennyiség, amely az ipari tevékenység következtében kerül a környezetbe. Az utóbbi évtizedben a kadmiúm felhasználása fokozódott. Például a galvanizálás során azért alkalmazzák szívesen, mivel nagy fajlagos felületű és üreges tárgyakon (pl. kis csövek, rádiótechnikai alkatrészek, csavarok) is jól tapadó bevonatot ad, amely jó korrózióvédelmet nyújt. Az Egyesült Államokban végzett felmérés szerint a felszíni vizek 46%-a esetében volt kimutatható 1 jUg/l-nél több kadmium. Ezen belül jóval nagyobb gyakorisággal fordult elő (64%) az erősen iparosodott keleti partvidéken [2]. A spektrográfos felmérés — valószínűleg a kisebb érzékenység miatt — kisebb gyakoriságot mutatott [3], de itt is találtak 0,1 mg/l-t is meghaladó értéket. Ipari szennyvíz által okozott talajvízszennyezés esetében 3,2 mg/l koncentrációt is mértek [4]. Hazánkban is főleg galvánüzemi szennyvizekben fordul elő a kadmium; több esetben kimutattuk olyan üzemek szennyvizében is, amelyek kadmiummal nem, csak technikai minőségű cink* Országos Közegészségügyi Intézet, Budapest. A tanulmányban ismertetett kísérletekre az Egészségügyi Világszervezettől (WHO) nyert ösztöndíjas tanulmányút keretében került sor. ** US EPA National Environmental Research Center, Cincinnati. kel dolgoznak. De találtunk kadmiumot szennyezett talajvízben és ipari szennyvízzel terhelt felszíni vizekben is [5, 6]. Célkitűzés A nehézfém-szennyeződés fokozódásával egyre inkább előfordulhat az az eset, hogy a megengedhető határértéknél több nehézfémet tartalmazó vizet kell ivóvíznyerésre felhasználni. Ebből kiindulva az Egyesült Államok környezetvédelmi szervezete, az Environmental Protection Agency (EPA) Cincinnatiban levő kutató központjának vízellátással foglalkozó kutató laboratóriumában (Water Supply Research Laboratory) laboratóriumi, majd fél üzemi modell-kísérleteket végeztek a higanynak, majd néhány más nehézfémnek az ivóvízből történő eltávolítására [7, 8]. A kadmiumra ezek a kísérletek nem terjedtek ki. A kadmium ipari szennyvízből való eltávolításával több kutató foglalkozott [9, 10, 11, 12], A koncentrációk azonban ott általában nagyok, több más szennyezés is fordul elő, ami az együttleválás révén kedvező hatású lehet. A kadmiumnak tiszta vízből való eltávolítására csak egy tanulmányt találtunk, de az túlzottan elméleti jellegű, és főleg a mangán(IV) hidroxidon való adszorpcióval foglalkozik [13]. Munkánk során azt tűztük ki célul, bogy a kadmiumnak a szokásos víztisztítási eljárásokkal való eltávolításának lehetőségére kapjunk adatokat. A vizsgálatokra Cincinnatiban, az EPA fentebb említett laboratóriumában került sor. Módszerek Első lépésként laboratóriumi méretű kísérletekre került sor a meszes lágyítás és a hagyományos derítési módszerek hatásának a kimérésére. Modellvízül először közepes keménységű kútvizet (Glendale-i vízmű, Ohio), majd az Ohio folyóból nyert nyers folyóvizet használtunk, amelyhez kadmiumklorid oldatot adagoltunk ismert mennyiségben. A mintákat az e célra szolgáló készülék („Florida" jar Tester) négyzetes lombikjába mértük (1750 ml), mágneses keverővel 2 percig gyorsan, majd 20 percig lassan kevertük. A lágyítási kísérletek során hosszabb időtartamokat (3 illetve 30 perc) alkalmaztunk. Egy óra ülepítés után a víz tisztáját leszivattuk, e minta egy részét centrifugáltuk (n = 2000—2100/perc, 40 perc). Mértük a minták pH-ját, zavarosságát, lúgosságát és keménységét. A vizsgálatot szobahőfokon (24—26 °C) végeztük. A kadmium tartalom mérésére radiológiai módszert használtunk. A stabil kadmiumsóval együtt Cd 10 9 gamma-sugárzó izotópot adagoltunk, és 100—100 ml-es mintákban mértük az aktivitást a kezelés előtt, és a kezelés után az ülepített és a centrifugált mintában. Az eredmények (az esetle-
