Hold bly ude af drikkevand, når der skiftes desinfektionsmidler

Omkring 80 procent af vandsystemerne i hele landet bruger et desinfektionsmiddel i drikkevand, der kan føre til uønskede biprodukter, herunder chloroform. Der er et alternativ, men mange byer har været bange for at bruge det.

Det er fordi i 2000, da vandmyndigheden i Washington, D.C., skiftet fra frit chlor til chloramin, nationen så på, hvordan niveauer af bly i drikkevand straks skød op. De holdt op i fire år, mens forskere bestemte problemet og implementerede en løsning.

I andre byer, der brugte frit klor, Washingtons erfaring havde en nedkølingseffekt; mange har afbrudt at skifte desinfektionsmidler, frygter deres egen ledekrise.

De kan snart være i stand til sikkert at skifte, takket være forskning fra McKelvey School of Engineering ved Washington University i St. Louis. Forskere fandt ud af, at tilføjelse af orthophosphat til vandforsyningen før skift til chloramin kan forhindre forurening af bly i visse situationer.

Resultaterne af undersøgelsen blev offentliggjort i Miljøvidenskab og teknologi .

På grund af dets formbarhed og levetid, bly var det foretrukne materiale til servicelinjer, rørene, der leverer vand fra en vandledning til hjem, for første halvdel af det 20. århundrede. Da rørene korroderer i nærvær af frit klor, en bestemt type bly, PbO ₂ , kan bygge op på deres indvendige overflader.

Den opbygning er typisk ikke et problem. Faktisk, så længe frit klor bruges som desinfektionsmiddel, PbO ₂ er faktisk en positiv, ifølge Daniel Giammar, Walter E. Browne professor i miljøteknik ved Washington University. Denne blyform har en lav opløselighed, så den forbliver i fast form på rørene, i stedet for i vandet.

PbO ₂ er ikke altid så godartet, imidlertid. "Der er en potentiel risiko, fordi opløseligheden kun er lav, hvis du bliver ved med at bruge denne type klor, "Sagde Giammar.

Skift til et andet desinfektionsmiddel såsom chloramin - blandingen af ​​klor og ammoniak, som Washington skiftede til i slutningen af ​​2000 - får blyet til at blive vandopløseligt. PbO ₂ opløses derefter hurtigt og frigiver bly i vandsystemet.

I Washington, forskere fastslog, at tilsætning af et bestemt fosfat, kaldet orthophosphat, til systemet ville skabe blyfosfat. Dette nye materiale var også lavt opløseligt, så igen, blymaterialet begyndte at beklæde væggene i rørene i stedet for at opløses i drikkevand.

"Men danner det nye, belægning med lav opløselighed tager tid, "Sagde Giammar. I tilfælde af Washington, "blykoncentrationerne tog måneder at falde."

Løsningen var blevet identificeret og implementeret, men beboerne fortsatte med at håndtere bly i deres vand i flere måneder. "Vores overordnede spørgsmål var, 'Ville de have haft et problem, hvis de havde implementeret løsningen, før de lavede kloromskifteren? Hvad hvis de tilføjede orthophosphat før, som en forebyggende foranstaltning, og så skiftede de desinfektionsmiddel? Ville de have haft et problem? '"

Genskaber Washington -vand

At finde ud af, forskerne skulle genskabe 2000 i deres laboratorium. "Vi var nødt til at genskabe krisen, se derefter krisen ske, og se vores foreslåede løsning parallelt, "Sagde Giammar. De skaffede blyrør, derefter genskabt Washington -vand.

Første forfatter Yeunook Bae, en ph.d. studerende i Giammars laboratorium, sløjfede vandet gennem et seks-rørssystem med frit klor i 66 uger for at få blyskalaerne til at dannes. Når de tilnærmede dem, der blev fundet i Washington, rørene blev opdelt i en studiegruppe og en kontrolgruppe.

Forskere tilføjede derefter orthophosphat til vandet i tre af rørsystemerne, studiegruppen, i 14 uger.

Derefter, som Washington -vandmyndigheden havde gjort, forskere skiftede fra frit klor til kloramin i alle seks systemer, sløjfe vandet gennem rørene i mere end 30 uger.

Blyet på rørene, der ikke modtog orthophosphat, blev opløseligt, som det havde i Washington, fører til høje blyniveauer i vandet. I rørene, hvortil der blev tilsat orthophosphat, "niveauerne gik fra virkelig lave til stadig ret lave, "Sagde Giammar.

Den eksperimentelle opsætning var designet til at lade forskere fjerne små rørstykker uden at forstyrre systemet. Det gav dem mulighed for at se, hvor hurtigt skiftet til chloramin påvirkede systemet.

Det lovgivningsmæssige niveau fastsat af ØPA for bly i drikkevand er 15 mikrogram bly pr. Liter vand.

Inden for fem dage efter skiftet, blyniveauer i kontrolrørene - dem uden orthophosphat - steg fra fem til mere end 100 mikrogram/liter. I de efterfølgende 30 uger, niveauerne faldt aldrig under 80 mikrogram/liter.

I vand behandlet med orthophosphat, niveauer forblev under 10 mikrogram/liter i løbet af forsøget.

Washington University -teamet lærte også noget andet:På grund af de høje calciumniveauer i Washingtons vand, tilføjelse af orthophosphat resulterede ikke i et rent blyphosphat, men et calcium blyphosphat.

Denne overraskelse peger på det unikke i hver situation. Dem, der overvåger vandsystemer og er bekymrede for at skifte desinfektionsmidler, kan ikke kun drage fordel af denne undersøgelse, ifølge Giammar, men også fra deres egne studier, skræddersyet til deres specifikke vand- og miljøforhold.

Alligevel, dette fund kan hjælpe med at styre beslutninger i de cirka 80 procent af amerikanske vandsystemer, der stadig bruger frit klor, herunder Chicago og New York City.

"Vores næste store skridt, "Sagde Giammar, "sørger for, at steder, der tænker på at skifte desinfektionsmiddel, ved, at muligheden er der for at gøre det sikkert."