铅的毒性影响（发育迟缓、器官损伤甚至死亡）是众所周知的。但数百万美国人仍然依赖铅管输送饮用水。为了使其更安全，加州大学伯克利分校的研究人员正在研究一项新技术，利用电流在管道内部快速建立保护层。在早期测试中，他们减少了进入水中的有毒金属含量，但其他科学家对这种方法作为长期解决方案的潜力表示怀疑。
在研究人员发现密歇根州弗林特市数百户家庭的自来水中铅含量危险超标后，土木和环境工程师阿肖克·加德吉尔（Ashok Gadgil）和他的研究生加布里埃尔·洛博（Gabriel Lobo）开始了这个项目。这场危机始于该市在2014年开始从弗林特河取水后不久。这从两个关键方面改变了供水。“首先，（弗林特河的水）比他们之前从底特律得到的水更具腐蚀性，”密歇根大学的土木和环境工程师特蕾丝·奥尔森（Terese Olson）说，她没有参与加德吉尔的研究。“第二个问题是他们没有添加腐蚀抑制剂，特别是添加到底特律水中的磷酸盐。”
这些磷酸盐通常与仍在使用铅服务管道（将建筑物连接到水管）的城市中的水混合。几个月来，这些化学物质与溶解的铅结合，在管道壁上形成一层固体磷酸铅晶体。这种被称为“水垢”的涂层将水与管道中的铅隔开，可以防止更多的金属溶解到饮用水中。
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研究人员认为，不含磷酸盐保护作用的腐蚀性弗林特河水可能侵蚀了当地铅管上的水垢，而破碎的水垢碎片以及新暴露的铅金属随后污染了弗林特的饮用水。国家资源保护委员会2016年的一项研究表明，美国各地现在有1700万人面临类似的风险。
可以通过在水中添加磷酸盐来重建保护水垢，但形成过程可能需要数月或数年。然而，加德吉尔和洛博表示，他们已经找到了一种在几个小时内完成此操作的方法。他们的方法包括让电流通过暴露在管道内经磷酸盐处理的水中的导线，以及通过管道本身，使管道带正电，导线带负电。这使得管道迅速将带正电的铅离子释放到水中，在那里它们与带负电的磷酸根离子反应形成磷酸铅水垢。因此，水垢在管壁上的积累速度比正常情况下快得多。
洛博说，这种方法会导致大约两个小时后形成一层浅但可见的水垢。它看起来像测试管道内壁上薄薄的白色衬里，而且显然足以大大减少进入水中的铅含量。“它将铅的浸出率降低了大约99%，”洛博说。“但如果管道开始时是裸露的，这还不足以符合铅规则。”联邦规则将水中可接受的铅含量设定为低于十亿分之十五（尽管大多数科学家认为任何量的铅都是不安全的）。大约八小时后，洛博处理过的测试管道内的水大约含有十亿分之一百的铅。
尽管如此，洛博认为他可以改进这项技术以进一步降低铅含量。“你需要考虑的另一件事是，实际的铅管具有预先存在的水垢，”他指出。“只是小区域变得没有保护。这种处理将覆盖这些区域。”在像弗林特这样的系统中——该系统已经有多年积累的水垢，但最近遭受了破坏——洛博的技术可能能够使铅恢复到安全水平。但是，首先，它需要更多的测试。“实验的下一部分是在实际供水系统中尝试实际管道，”洛博说。他本周在美国化学学会2019年春季全国会议和博览会上介绍了这项研究。
并非所有人都认为这项技术大有希望。“我看到这个有几个问题，”奥尔森说。最大的问题是磷酸铅水垢并非完全具有保护作用。“在大多数情况下，铅颗粒（仍然）会进入水中，”她说，并补充说，保护饮用水免受铅污染的唯一方法是更换铅管。新技术“根本不是一个完美的解决方案。如果你想去除铅，你必须去除源头。”
洛博同意更换铅管是最好的——但表示这并非总是可能。“更换所有管道在经济上是不可行的，”他说。“每米管道花费大约150到300美元，而像芝加哥这样的一些城市有80%的供水系统是基于铅的。”更换铅管需要时间，而洛博认为新技术可能提供一个临时止损措施，以减少污染。
但奥尔森仍然不相信。她指出，即使它比完全更换管道更快更便宜，加德吉尔和洛博的程序仍然需要时间和金钱。“房主难道不会更愿意通过安装20美元的自来水过滤器来获得即时临时保护，而无需大费周折吗？”她问道。