NACE國(guó)際2020年Spring版WaterCorr發(fā)布了一篇由Ben DuBose撰寫(xiě)的《紐瓦克市水管翻新腐蝕控制策略》，下面讓NACE中國(guó)帶您一起了解發(fā)生在美國(guó)紐瓦克市（Newark）的一則關(guān)于水腐蝕控制的新聞。

紐瓦克市水管翻新腐蝕控制策略

紐瓦克市正在引入一項(xiàng)新的腐蝕控制處理項(xiàng)目，為私人物業(yè)更換含鉛服役管線，因?yàn)榻?jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試發(fā)現(xiàn)管線中飲用水的含鉛量很高。2017年，紐瓦克市首先報(bào)告了飲用水含鉛量超過(guò)了15ppb，這一數(shù)值是美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（位于美國(guó)華盛頓）對(duì)于鉛和銅設(shè)定的限定值。

根據(jù)城市已有的規(guī)劃，紐瓦克市大部分居民不會(huì)受到影響，因?yàn)樗麄兊乃畞?lái)自于Wanaque供水系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)測(cè)試正磷酸鹽腐蝕控制在此供水管線中是有效的。而且，根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦政府禁止使用含鉛管線的要求，居民使用的水管都是1986年以后造的，都是不含鉛的。1953年紐瓦克市就不允許新的含鉛管線和管道施工項(xiàng)目。更大型的設(shè)施，比如辦公樓，公寓，酒店和醫(yī)院都不可能使用含鉛管線，因?yàn)樵谶@些建筑中使用的都是球墨鑄鐵管。

總的來(lái)說(shuō)，紐瓦克市大約有18000戶年代久遠(yuǎn)的私人物業(yè)受到含鉛管線的影響，絕大多數(shù)來(lái)自于Pequannock水系統(tǒng)。根據(jù)紐瓦克官方說(shuō)法，當(dāng)水流經(jīng)這些管線時(shí)，鉛就會(huì)釋放到水中。

從1990年中期開(kāi)始，Pequannock水處理工廠就一直使用硅酸鈉（Na2SiO3）和石灰作為主要的緩釋劑。這種混合物在管道內(nèi)表面會(huì)形成很薄的凝膠層提供腐蝕防護(hù)，它也會(huì)提高水的PH值使其腐蝕性減弱。不過(guò)環(huán)保局，政府官員和外部的專業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)一直在試圖找到那種緩蝕劑失效的原因，在2019年的5月他們選擇使用正磷酸鹽用于腐蝕控制處理，正磷酸鹽已經(jīng)在更清潔的Wanaque水系統(tǒng)中使用。根據(jù)環(huán)保局的介紹，正磷酸鹽會(huì)與鉛和銅離子結(jié)合形成防護(hù)涂層，這種防護(hù)涂層具有很強(qiáng)的固態(tài)持續(xù)性，不會(huì)溶解在水中。

根據(jù)2019年1月1日到6月30日的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)顯示356份樣本的鉛含量是52ppb。這個(gè)數(shù)值一直在上升，2018年7月1日到12月31日246份樣本的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是48ppb，2018年1月1日到6月30日的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是18ppb，要將鉛含量降低到可接受水平可能需要一段時(shí)間。紐瓦克市水和廢水設(shè)施部門的執(zhí)行總監(jiān)Kareem Adeem說(shuō)到：“當(dāng)我們?cè)?月份宣布會(huì)對(duì)Pequannock腐蝕控制系統(tǒng)進(jìn)行重要升級(jí)時(shí)，我們想讓居民理解的是鉛含量可能在短期內(nèi)會(huì)繼續(xù)上升，但是CDM Smith公司（位于美國(guó)的馬薩諸塞州波士頓）的工程師預(yù)計(jì)在未來(lái)幾個(gè)月內(nèi)鉛含量最終會(huì)下降。因?yàn)檎姿猁}覆涂含鉛管線內(nèi)部的襯里以降低腐蝕是需要一定時(shí)間的。”

正磷酸鹽在近年來(lái)多個(gè)著名的水事件和決策中起到了關(guān)鍵的作用。比如，在密歇根州的弗林特水危機(jī)中，在2014年城市水源從休倫河切換到弗林特河以后，休倫河是用正磷酸鹽處理的，弗林特河并沒(méi)有用這個(gè)處理過(guò)，鉛含量迅速上升。匹茲堡供水和排水管理局（PWSA）（位于美國(guó)賓夕法尼亞州的匹茲堡）經(jīng)過(guò)一年的研究發(fā)現(xiàn)正磷酸鹽比之前使用的緩蝕劑，碳酸鈉和石灰，在緩解腐蝕方面更有效，從而選擇使用正磷酸鹽添加到水處理系統(tǒng)中。賓夕法尼亞的環(huán)保部（位于美國(guó)賓夕法尼亞州的哈里斯堡）也贊同匹茲堡供水和排水管理局的研究結(jié)果。

當(dāng)今年早些時(shí)候紐瓦克市選擇使用正磷酸鹽的時(shí)候，居民獲得了瓶裝水作為補(bǔ)償。不過(guò)城市面臨的難題是，即使受影響的居民使用上了瓶裝水，仍舊需要他們把水管中的水進(jìn)行循環(huán)，正磷酸鹽才能最終發(fā)揮作用。紐瓦克市市長(zhǎng)Ras Baraka 和新澤西州長(zhǎng)Phil Murphy在一份8月份發(fā)布的聯(lián)合聲明中說(shuō)到，“長(zhǎng)期供應(yīng)瓶裝水也會(huì)對(duì)5月份啟動(dòng)的城市新腐蝕控制處理造成潛在的影響，理解這一點(diǎn)很重要。”

聲明繼續(xù)說(shuō)到，“專家預(yù)計(jì)當(dāng)今年末腐蝕控制達(dá)到最優(yōu)效果后，鉛含量會(huì)降低。工程師從部分初期的過(guò)濾測(cè)試中看見(jiàn)了積極的信號(hào)，正磷酸鹽已經(jīng)在供水配送管線中。正磷酸鹽最終會(huì)形成必要的防護(hù)涂層以防止鉛管道中鉛的析出，對(duì)此我們很樂(lè)觀。但是要保持這個(gè)趨勢(shì)，居民們必須繼續(xù)保持城市用水在他們的水管中流動(dòng)起來(lái)，因?yàn)樽屨姿猁}通過(guò)整個(gè)管道系統(tǒng)并在管內(nèi)村里表面形成防護(hù)涂層是非常有必要的。”

紐瓦克的官員說(shuō)到居民通過(guò)洗碟子，洗澡或沖洗馬桶都可以有助于將正磷酸鹽在整個(gè)管路系統(tǒng)中沖刷。他們說(shuō)紐瓦克市計(jì)劃積極的通過(guò)媒體，預(yù)錄電話，公告，社交軟件和信件和居民進(jìn)行溝通。2019年9月5日，紐瓦克市已經(jīng)發(fā)放了超過(guò)38000個(gè)濾水裝置，免費(fèi)替換了超過(guò)31000濾芯，根據(jù)需求為6歲以下兒童進(jìn)行了水樣測(cè)試和驗(yàn)血。

最理想的解決方案就是將含鉛管線全都替換，紐瓦克市宣布在8月的后期他們會(huì)得到一筆由埃塞克斯郡改善管理局發(fā)放的1.2億美元低息貸款。Baraka說(shuō)：“我們會(huì)做出最大的努力尋求永久性的解決方案，就是將城市所有含鉛管線進(jìn)行替換。我們不知疲倦的工作希望可以解決這個(gè)問(wèn)題，這就是為什么我們要在3月啟動(dòng)含鉛管線替換項(xiàng)目。從那時(shí)候起，我們已經(jīng)替換了超過(guò)770根含鉛管線。我們非常感謝這個(gè)額外的支持，這將有助于我們非常快速地推進(jìn)這個(gè)重要的工作。” 紐瓦克市的官員說(shuō)到，加上債券基金，替換含鉛管線不需要納稅人付錢。

從直徑152.4cm的大口徑紐瓦克市主供水管到直徑15cm的遍布街道和居民區(qū)的配給管道，大約有18000根這樣的管線需要替換，替換需要花費(fèi)大量的成本和時(shí)間。比如，為一幢房屋替換含鉛管線估計(jì)平均需要花費(fèi)4小時(shí)。因此，紐瓦克市預(yù)計(jì)替換所有的系統(tǒng)需要花費(fèi)24到30個(gè)月，所以今年將緩蝕劑轉(zhuǎn)換到正磷酸鹽這一重要的中間步驟是非常重要的。

2019年9月，腐蝕（CORROSION）雜志 – 致力于深化腐蝕科學(xué)和工程知識(shí)的技術(shù)研究雜志 – 發(fā)布了“弗林特現(xiàn)象”的播客系列。NACE的播客報(bào)導(dǎo)系列探究了首次在弗林特出現(xiàn)的水危機(jī)，包括飲用水中含鉛的原因；如何處理這種情況；調(diào)查影響其他社區(qū)的類似事件，比如紐瓦克市的問(wèn)題。專家小組成員包括弗吉尼亞技術(shù)大學(xué)工程學(xué)教授Marc Edwards（位于美國(guó)弗吉尼亞城鎮(zhèn)布萊克斯堡），他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在弗林特收集了水的樣本；包括來(lái)自美國(guó)環(huán)保局的工程師Darren Lytle（位于美國(guó)華盛頓）；和John Scully，他是腐蝕（CORROSION）雜志的技術(shù)主編，同時(shí)也是弗吉尼亞大學(xué)（位于美國(guó)弗吉尼亞州夏洛茨維爾）材料科學(xué)和工程系的主任。

在后續(xù)的系列報(bào)道中，專家小組探究了隱藏在問(wèn)題背后的科學(xué)知識(shí)，評(píng)估了監(jiān)測(cè)水系統(tǒng)中鉛析出的困難性；緩蝕劑的使用，比如正磷酸鹽和濾水器；金屬和飲用水中關(guān)于鉛含量的標(biāo)準(zhǔn)變化。目的是進(jìn)一步討論方法和策略，用最佳的方法解決這些挑戰(zhàn)。