Een studie van loden serviceleidingen in het beschadigde drinkwatersysteem van Flint onthult een patroon van Zwitserse kaas in de binnenste korst van de pijpen, met gaten waar het lood zat.

De bevindingen - geleid door onderzoekers van de Universiteit van Michigan - ondersteunen het algemeen aanvaarde begrip dat lood in het systeem is uitgeloogd omdat dat water niet werd behandeld om corrosie te voorkomen. Terwijl eerdere studies op dit mechanisme hadden gewezen, dit is het eerste directe bewijs. Het is in tegenspraak met de bewering van een regelgever eerder dit jaar dat chemicaliën voor corrosiecontrole de watercrisis niet zouden hebben voorkomen.

Onderzoekers zeggen dat de bevindingen onderstrepen hoe belangrijk ononderbroken anticorrosiebehandeling is voor de verouderende watersystemen die miljoenen Amerikaanse huizen bedienen.

Het team concentreerde zich op de laag metalen schaal - in wezen loodroest - in 10 loden servicelijnmonsters uit de buurt van Flint. Ze bestudeerden de textuur van de roestlaag, evenals de chemische samenstelling ervan. Vervolgens gebruikten ze hun analyse om te schatten dat de gemiddelde loodservicelijn 18 gram lood vrijgaf gedurende de 17 maanden dat Flint-rivierwater (zonder corrosiecontrole) door het systeem stroomde.

"Dit is de hoeveelheid lood die een enkel huis zou zijn binnengekomen, " zei Terese Olson, een UM universitair hoofddocent civiele en milieutechniek en hoofdauteur van een studie in Brieven over milieuwetenschap en technologie . "Als we het gemiddelde nemen van die uitstoot over de hele periode dat de stad Flint River-water ontving, zou suggereren dat gemiddeld, de loodconcentratie zou minstens het dubbele zijn van het EPA-actieniveau van 15 delen per miljard."

De voorsprong kwam op meerdere plaatsen terecht.

"Sommige werd geconsumeerd, ' zei Olson. 'Sommige spoelden door de afvoer. Sommige kunnen nog steeds worden opgeslagen in het sanitair van de huizen. Met andere woorden, er is een kans dat een deel van dat lood een potentieel gezondheidsrisico vormt, zelfs nadat de leadservicelijn is verwijderd."

Als een loden serviceleiding wordt aangesloten op een huis met gegalvaniseerde stalen buizen, bijvoorbeeld, die pijpen kunnen fungeren als loden sponzen die deeltjes kunnen vasthouden en later vrijgeven die het giftige metaal bevatten, zei co-auteur Brian Ellis, UM assistent-professor civiele en milieutechniek.

Naast het onderzoeken van pijpmonsters onder een scanning elektronenmicroscoop, de onderzoekers verpulverden de pijpvoeringen om te analyseren waar ze van gemaakt zijn. In de vuurstenen pijpen, ze vonden een grotere verhouding van aluminium en magnesium tot lood dan typisch is voor loden servicelijnen, vergeleken met gegevens van 26 andere waterbedrijven.

"We hebben geschat hoeveel lood er 'ontbreekt' om de Flint-loodschaal in overeenstemming te brengen met de hoeveelheid aluminium en magnesium die in andere gemeenschappen werd gerapporteerd, "zei Olson. "Dat ontbrekende lood vertegenwoordigt wat er uit de leidingen is uitgeloogd tijdens de Flint-corrosie-aflevering."

Naarmate loden leidingen ouder worden, de atomen op hun oppervlak reageren met zuurstof en andere chemicaliën in het systeem en worden geoxideerd, of verroest. Adequate waterbehandeling verhindert dat proces niet. Wat het wel voorkomt, Hoewel, is de afbraak van de roestlaag.

"Het is net als wanneer je een oude cent in een glas cola doet en het weer glanzend ziet worden, ' zei Ellis. 'Het zuur in de cola lost het kopercorrosieproduct op. Dit is vergelijkbaar met wat er gebeurde in de regels van Flint. U kunt een stabiel corrosieproduct hebben, maar als je de waterchemie verandert, kunnen de geoxideerde loodverbindingen op het oppervlak onstabiel worden en gemakkelijk oplossen."

Waterbedrijven met zowel corrosief water als loden serviceleidingen in hun systemen voegen verbindingen toe die orthofosfaten worden genoemd om die afbraak te voorkomen. Toen Flint overstapte van het water van Lake Huron naar de meer corrosieve Flint River om geld te besparen, het hulpprogramma heeft zijn behandelingsproces niet aangepast door orthofosfaten toe te voegen.

"Behalve de implicaties voor Flint, we hebben aangetoond dat kleine veranderingen in de waterchemie in een vrij snelle puls een stabiel lood kunnen vrijgeven, ' zei Ellis. 'Dit is een bekende aandoening. Dus hoewel we niet verrast waren, in staat zijn om het te laten zien, onderstreept het belang van het handhaven van een ononderbroken beheersing van loodcorrosie."

De auteurs hopen hun voorspelling van de hoeveelheid lood die vrijkomt te verifiëren door een loodservicelijn te analyseren van een leegstaand huis dat niet was blootgesteld aan het corrosieve Flint-water. De uitdaging is om een ​​huis te vinden waarvan het water sinds 2014 is afgesloten en met een loden serviceleiding die kan worden opgegraven.

De studie is getiteld "Forensic Estimates of Lead Release from Lead Service Lines during the Water Crisis in Flint, Michigan." Het onderzoeksteam omvatte zes niet-gegradueerde studenten, vier afgestudeerde studenten, twee postdocs en zes docenten van UM's Flint en Ann Arbor campussen. Het werd gefinancierd door UM's Schlissel Research Fund voor Flint, U-M's MCubed onderzoeksfinancieringsprogramma en het Dow Sustainability Fellows-programma.