Исследователи представят свои результаты сегодня на Национальном собрании и выставке Американского химического общества (ACS) весной 2019 года.
"Более 18 миллионов человек в США.S. в настоящее время находятся под угрозой развития проблем со здоровьем из-за выщелачивания свинца из труб в их системах водоснабжения ", – говорит Габриэль Лобо, докторант, представляющий результаты своей работы на встрече. Отравление свинцом у маленьких детей может вызывать широкий спектр симптомов, включая повреждение головного мозга, трудности в обучении и замедление роста и развития.
Воздействие на взрослых может вызвать высокое кровяное давление, проблемы с памятью, выкидыши и другие состояния.
Исторически сложилось так, что многие муниципалитеты устанавливали железные водопроводы, которые соединялись с отдельными зданиями свинцовыми водопроводными трубами. В обычной свинцовой трубе химические вещества в воде вызывают коррозию внутренней стенки трубы, высвобождая ионы свинца в воду, объясняет Лобо.
Чтобы решить эту проблему, муниципалитеты добавляют в воду ингибиторы коррозии. Со временем эти добавленные фосфаты вступают в реакцию с ионами свинца с образованием соединений, которые откладываются на внутренней стороне трубы.
Это покрытие, или «накипь», блокирует выщелачивание других ионов свинца из трубы в воду, делая трубу безопасной для распределения воды. Однако во Флинте источник питьевой воды был заменен на источник с другим качеством воды, и одновременно город Флинт прекратил использовать меры по борьбе с коррозией. Защитная накипь растворилась, и токсичные ионы свинца попали в воду.
Лобо был вовлечен в этот вопрос, когда его советник, Ашок Гаджил, доктор философии.D., начал сосредотачиваться на поиске решения проблем со свинцом во Флинте.
Команда Гэджила работает в Калифорнийском университете в Беркли, а Гэджил также связан с Национальной лабораторией Лоуренса Беркли.
После нескольких месяцев напряженных усилий Гэджил и его команда разработали электрохимический подход к проблеме.
Они приложили небольшое внешнее напряжение к образцу трубы, чтобы ускорить коррозию. Как обычно, освобожденные ионы свинца затем реагировали с фосфатами в воде с образованием накипи. Процесс занял всего несколько часов, по сравнению с парой лет для обычного метода масштабирования.
Лобо надеется, что этот процесс поможет быстро восстановить защитное покрытие на трубах во Флинте, где накипь еще не покрыла трубы.
Исследователи проверили свой процесс в лаборатории, но предупреждают, что они еще не проводили никаких испытаний на свинцовых трубах в земле.
Для реальных приложений Гэджил предусматривает присоединение внешних соединителей к трубе домовладельца на счетчике воды и на других соединениях в трубах, а затем продевание другого провода через трубы, чтобы замкнуть цепь. «Идея состоит в том, чтобы нам не пришлось выкапывать всю трубу, чтобы снизить затраты», – объясняет Гэджил. «Замена всей сантехники в одном доме обойдется в несколько тысяч долларов, в то время как наш процесс будет стоить менее одной десятой этой суммы."
В настоящее время группа работает с экспертами из местного водоканала в Калифорнии, чтобы определить практические параметры для испытания в реальных условиях.
Они также планируют провести тест позже в этом году в школе Окленда, где нормального накопления накипи в трубах не происходит.