Para repor as águas subterrâneas, muitos municípios injetam água recuperada em aquíferos esgotados. A água injetada foi purificada por tratamento secundário de águas residuais, e, em alguns casos, a água foi tratada por meio de processos terciários e pode ser limpa o suficiente para ser bebida diretamente.

A água original do aquífero era quimicamente estável, em equilíbrio com as rochas circundantes, e foi lentamente recarregado por processos naturais (infiltração de água). Contudo, quando mais água subterrânea é consumida do que os processos naturais podem restaurar, recarga projetada com purificado, água recuperada é necessária. Infelizmente, hora extra, a água recuperada às vezes fica contaminada.

Uma equipe de pesquisa da McKelvey School of Engineering da Washington University em St. Louis, liderado por Young-Shin Jun, professor de energia, engenharia ambiental e química; e Xuanhao Wu, um estudante de doutorado no laboratório de Jun, determinou como a água potável usada para recarregar um aquífero pode ser contaminada com níveis perigosos de arsênico.

A pesquisa foi publicada em Ciência e Tecnologia Ambiental .

Em uma recarga gerenciada de aquífero, "nós continuamente puxamos o aquífero, mas nunca o recarregamos o suficiente, "Jun disse.

"Nossa população pode crescer rapidamente e nosso estilo de vida se torna mais dependente da água, mas o processo natural de recarga é lento, "ela disse." Portanto, a prática de gerenciamento de água projetou uma maneira de injetar água para compensar nosso consumo e alcançar a sustentabilidade ambiental. "

Manter os aquíferos cheios é importante por alguns motivos. Nas costas, água salgada do mar pode encher um aquífero esgotado, criando uma situação desastrosa para o ecossistema e as culturas que o aquífero alimenta. E, se a zona esgotada permanecer vazia, podem ocorrer sumidouros e a terra pode afundar. Assim, O reabastecimento de aquíferos para fornecer água potável é uma prática padrão em lugares da Califórnia à Flórida.

Mas cerca de 10 anos atrás, ao trabalhar na recarga de aquíferos gerenciados com a Agência de Proteção Ambiental (EPA), Jun encontrou uma situação intrigante.

“Quando injetamos a água, foi bom, " ela disse, "mas quando o retiramos, Foi ruim, contaminado com arsênico. O que estava errado?"

Descobriu-se que, embora a água injetada no aquífero geralmente fosse limpa o suficiente para beber, estava trazendo algo novo para o aquífero:oxigênio.

"Ao injetar água recuperada, estamos desencadeando a dissolução oxidativa de minerais de sulfeto no aquífero, que eram estáveis ​​em baixos níveis de oxigênio, "disse ela. Em particular, ela olhou para arsenopirita (FeAsS), um mineral que se dissolve em ferro, enxofre e, crucialmente, arsênico. Antes que o arsênico alcance níveis problemáticos, Contudo, outra reação ocorre.

"O ferro precipita em óxidos ou hidróxidos de ferro, "Jun disse. O arsênico adsorve, ou adere, aos óxidos ou hidróxidos de ferro, que são insolúveis, mantendo o arsênico fora da água.

Há, Contudo, outro fator importante.

A matéria orgânica dissolvida (DOM) - compostos que contêm carbono - muda a situação drasticamente. "Com altos níveis de compostos orgânicos, descobrimos que a reação de precipitação é suprimida, "Disse Jun. Quando a precipitação de óxidos ou hidróxidos de ferro é suprimida, o arsênico não se adsorve suficientemente. Em vez de, permanece disponível na água.

Jun é rápido em enfatizar que este é mais do que um exercício experimental de laboratório. "Este não é um problema futuro em potencial, " ela disse, observando que o uso de água reutilizada é uma prática real agora. “Ao pensar sobre a recuperação de água dos aqüíferos, precisamos considerar os papéis da matéria orgânica, "Jun disse.

“Temos que levar em consideração os DOMs na água injetada para garantir que eles não acionem mais mobilização de toxinas, "Disse Jun." As funções dos DOM na recarga gerenciada de aquíferos devem ser incluídas nos modelos preditivos. Saber como a química da água altera as reações químicas em um aquífero nos permitirá utilizar totalmente a água, em vez de descartá-lo como lixo.

"Lembre-se de que só existe um tipo de água no mundo, " ela disse.

"Toda água - água potável, água do mar, lençóis freáticos, águas residuais, água da chuva, Água cinza, e muito mais - é simplesmente 'água'. Mantê-lo seguro e sustentável é nosso dever de casa contínuo. "