鉛的毒性影響（發育遲緩、器官損傷甚至死亡）是眾所周知的。但數百萬美國人仍然依賴鉛管輸送飲用水。為了使其更安全，加州大學伯克利分校的研究人員正在研究一項新技術，利用電流在管道內部快速建立保護層。在早期測試中，他們減少了進入水中的有毒金屬含量，但其他科學家對這種方法作為長期解決方案的潛力表示懷疑。
在研究人員發現密歇根州弗林特市數百戶家庭的自來水中鉛含量危險超標後，土木和環境工程師阿肖克·加德吉爾（Ashok Gadgil）和他的研究生加布裡埃爾·洛博（Gabriel Lobo）開始了這個專案。這場危機始於該市在2014年開始從弗林特河取水後不久。這從兩個關鍵方面改變了供水。“首先，（弗林特河的水）比他們之前從底特律得到的水更具腐蝕性，”密歇根大學的土木和環境工程師特蕾絲·奧爾森（Terese Olson）說，她沒有參與加德吉爾的研究。“第二個問題是他們沒有新增腐蝕抑制劑，特別是新增到底特律水中的磷酸鹽。”
這些磷酸鹽通常與仍在使用鉛服務管道（將建築物連線到水管）的城市中的水混合。幾個月來，這些化學物質與溶解的鉛結合，在管道壁上形成一層固體磷酸鉛晶體。這種被稱為“水垢”的塗層將水與管道中的鉛隔開，可以防止更多的金屬溶解到飲用水中。
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研究人員認為，不含磷酸鹽保護作用的腐蝕性弗林特河水可能侵蝕了當地鉛管上的水垢，而破碎的水垢碎片以及新暴露的鉛金屬隨後汙染了弗林特的飲用水。國家資源保護委員會2016年的一項研究表明，美國各地現在有1700萬人面臨類似的風險。
可以透過在水中新增磷酸鹽來重建保護水垢，但形成過程可能需要數月或數年。然而，加德吉爾和洛博表示，他們已經找到了一種在幾個小時內完成此操作的方法。他們的方法包括讓電流透過暴露在管道內經磷酸鹽處理的水中的導線，以及透過管道本身，使管道帶正電，導線帶負電。這使得管道迅速將帶正電的鉛離子釋放到水中，在那裡它們與帶負電的磷酸根離子反應形成磷酸鉛水垢。因此，水垢在管壁上的積累速度比正常情況下快得多。
洛博說，這種方法會導致大約兩個小時後形成一層淺但可見的水垢。它看起來像測試管道內壁上薄薄的白色襯裡，而且顯然足以大大減少進入水中的鉛含量。“它將鉛的浸出率降低了大約99%，”洛博說。“但如果管道開始時是裸露的，這還不足以符合鉛規則。”聯邦規則將水中可接受的鉛含量設定為低於十億分之十五（儘管大多數科學家認為任何量的鉛都是不安全的）。大約八小時後，洛博處理過的測試管道內的水大約含有十億分之一百的鉛。
儘管如此，洛博認為他可以改進這項技術以進一步降低鉛含量。“你需要考慮的另一件事是，實際的鉛管具有預先存在的水垢，”他指出。“只是小區域變得沒有保護。這種處理將覆蓋這些區域。”在像弗林特這樣的系統中——該系統已經有多年積累的水垢，但最近遭受了破壞——洛博的技術可能能夠使鉛恢復到安全水平。但是，首先，它需要更多的測試。“實驗的下一部分是在實際供水系統中嘗試實際管道，”洛博說。他本週在美國化學學會2019年春季全國會議和博覽會上介紹了這項研究。
並非所有人都認為這項技術大有希望。“我看到這個有幾個問題，”奧爾森說。最大的問題是磷酸鉛水垢並非完全具有保護作用。“在大多數情況下，鉛顆粒（仍然）會進入水中，”她說，並補充說，保護飲用水免受鉛汙染的唯一方法是更換鉛管。新技術“根本不是一個完美的解決方案。如果你想去除鉛，你必須去除源頭。”
洛博同意更換鉛管是最好的——但表示這並非總是可能。“更換所有管道在經濟上是不可行的，”他說。“每米管道花費大約150到300美元，而像芝加哥這樣的一些城市有80%的供水系統是基於鉛的。”更換鉛管需要時間，而洛博認為新技術可能提供一個臨時止損措施，以減少汙染。
但奧爾森仍然不相信。她指出，即使它比完全更換管道更快更便宜，加德吉爾和洛博的程式仍然需要時間和金錢。“房主難道不會更願意透過安裝20美元的自來水過濾器來獲得即時臨時保護，而無需大費周折嗎？”她問道。