science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe zich een giftige chroomsoort kan vormen in drinkwater

Kalk aan de binnenkant van buizen van gietijzeren legering kan reageren met achtergebleven desinfectiemiddel in het water om Cr(VI) vrij te maken. Credit:Aangepast van Milieuwetenschap en -technologie 2020, DOI:10.1021/acs.est.0c03922

De watercrisis in Flint, Michigan, bracht de broodnodige aandacht voor het probleem van potentieel giftige metalen die vrijkomen uit drinkwaterdistributieleidingen wanneer de waterchemie verandert. Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in ACS' Milieuwetenschap en -technologie hebben onderzocht hoe zeswaardig chroom, bekend als Cr(VI), kan zich in drinkwater vormen wanneer gecorrodeerde gietijzeren leidingen in aanraking komen met resterend desinfectiemiddel. Hun bevindingen zouden nieuwe strategieën kunnen suggereren om Cr(VI)-vorming in de watervoorziening te beheersen.

Het metaal chroom, bekend als Cr(0), wordt gevonden in een gietijzeren legering, wat het meest gebruikte sanitairmateriaal is in waterdistributiesystemen. Als leidingen corroderen, een opeenhoping van deposito's, bekend als schaal, vormt zich op de binnenwanden van de leidingen. Sporenchemicaliën in water kunnen reageren met kalkaanslag, nieuwe verbindingen vormen die in het water kunnen vrijkomen. Sommige van deze verbindingen bevatten Cr(VI), die, bij hoge doses, kan longkanker veroorzaken, lever schade, reproductieve problemen en ontwikkelingsproblemen. In 2014, Californië stelde een drinkwaternorm vast van 10 μg/L Cr(VI), maar de richtlijn werd later ingetrokken omdat er geen economisch haalbare behandeling bestond om Cr(VI) uit leidingwater te verwijderen. Haizhou Liu en collega's wilden weten hoe Cr(VI) precies in drinkwater terechtkomt, die nieuwe manieren zou kunnen onthullen om de vorming ervan te voorkomen.

De onderzoekers verzamelden twee delen gietijzeren leiding van twee drinkwaterdistributiesystemen in de VS:één van een systeem dat grondwater gebruikt met van nature hoge Cr(VI)-niveaus (11-24 μg/L), en de andere van een systeem dat gebruik maakt van oppervlaktewater met niet-detecteerbaar Cr(VI). Het team schraapte kalk van de pijpen en analyseerde de samenstelling. De niveaus van totaal Cr waren ongeveer 18 keer hoger in de eerste pijp dan in de tweede. In beide pijpen chroom bestond in twee oxidatietoestanden, Cr(0) en Cr(III). Toen de onderzoekers een chloor- of broomhoudend desinfectiemiddel aan de schaal toevoegden, het reageerde snel met Cr(0), in plaats van Cr(III) zoals eerder werd vermoed, om Cr(VI) te vormen. Om de Cr(VI)-niveaus te helpen verminderen, het toevoegen van minder reactieve desinfectiemiddelen voor de behandeling van drinkwater zou kunnen worden onderzocht, en gietijzeren buizen met een chroomlegering moeten met voorzichtigheid worden gebruikt, zeggen de onderzoekers.