肮脏的水

在水可以安全饮用的地方，我们想当然地认为，只要打开水龙头，就会有无限的清洁饮用水流出来。除了偶尔的细菌爆发会导致煮沸水的广告通知外，我们可以相当肯定地说，喝自来水不会让我们生病。但是当不寻常的事情发生时呢?这就是2014年发生在美国密歇根州弗林特市的事情，当时不安全的水开始从居民的水龙头流出。

弗林特灾难的根源在于该州任命的一名紧急管理人员决定改变该市的水源，以削减财政困难的城市的支出。2014年4月，底特律水和污水处理系统的休伦湖水被当地弗林特河的水所取代。

人们很快就开始抱怨他们的水被染了色，闻起来很难闻。8月，一份煮沸通知发出大肠杆菌污染已经被发现。虽然添加了更高含量的含氯消毒剂，但这导致去年12月有警告称，含氯的副产品超过了可接受的水平。后来，军团病的发病率也会增加。但直到2015年1月，人们才发现了一个严重的长期问题——水中铅含量升高。在水管理协议的失败中，弗林特河的水在通过管道输送到家庭之前没有添加缓蚀剂，2015年9月，一项研究发现弗林特儿童血液中的铅含量升高。

然而，直到2015年10月，在改变水源的灾难性决定近18个月后，才最终宣布突发公共卫生事件。瓶装水仍然免费提供给许多居民。但当人们被建议只喝瓶装水或过滤水时，伤害已经造成了。

最初的迹象

美国波士顿供水和污水处理委员会首席工程师约翰·苏利文(John Sullivan)曾前往弗林特进行善后帮助，他说，在水源转换约一周后，居民们开始报告水看起来像牛奶。他说:“这是由底特律供水系统中经过抑制剂处理的水涂上的正磷酸盐涂层开始从管道上脱落造成的。”消防栓被冲洗，试图清除水，但这只是加速了保护涂层的去除。

水开始变成浅棕色。他解释说，腐蚀性的水开始侵蚀水管内部的锈迹。他们又冲了一遍，但这只会使情况更糟，把水变成深棕色。由于旧的铅管现在没有保护措施，铅开始渗入水中。

虽然弗林特的情况非常严重，但饮用水铅含量升高远非一个孤立的问题。分析了美国环境保护署(EPA)过去四年的数据《今日美国》2015年3月的一项调查发现，全美50个州的近2000个供水系统铅含量超标。其中约三分之一的工厂铅含量超过40ppb，远高于美国环保署规定的15ppb的“行动水平”，其中350家工厂为儿童保育中心和学校提供水。其中一些铅含量令人震惊——在纽约州的一所小学，一个样本中的铅含量超过了5000ppb，足以被视为有害废物。而且，令人担忧的是，这些供水商中有180家未能告知消费者存在问题。

铅毒性

人体内没有安全的铅含量。一旦金属被摄入并进入血液，它首先被带到软组织，包括肝脏、脾脏、肌肉和大脑。如果不被排出体外，就会沉积在骨骼和牙齿中，成年人体内90%以上的铅可以在这些地方存留数十年。当我们变老，怀孕和哺乳，以及骨骼受损时，它会被释放出来。

铅不参与人体的任何生化过程，但它能够模仿其他两价金属，这些金属是酶促反应的辅助因素，尤其是钙、铁和锌。它与酶结合，但不激活它们，从而停止它们的正常活动。它具有严重的神经毒性，可以通过模仿钙穿过血脑屏障，干扰神经传递，影响神经元的生长，并破坏神经元周围的髓鞘。

接触铅的婴儿和儿童中积累的铅含量较高，其不良影响发生在比成人低得多的接触水平，因此风险要大得多。即使水是安全的，即使未出生的婴儿也有危险，因为在婴儿骨骼形成的过程中，储存的铅和钙一起从母亲的骨骼中滤出。

铅接触不仅损害青少年的中枢和外周神经系统，还与发育迟缓、行为问题和学习障碍有关;它会影响血细胞的形成和功能，甚至影响听力。如果儿童血液中的铅含量达到5微克/分升，美国疾病控制和预防中心建议采取公共卫生干预措施。

预防铅污染

美国水务协会(American Water Works Association)政府事务执行主任特蕾西•梅汉(Tracy Mehan)表示，在美国，应对各种形式的铅污染的斗争已经持续了40年。根据《清洁空气法》，汽油中不含铅，油漆中不含铅，1986年《安全饮用水法》的更新禁止在公共供水系统中安装新的含铅服务管线。梅汉说:“我们现在正在处理公共和私营企业领先服务线路的遗留问题。”正是这些历史悠久的铅服务线路受到了弗林特水的影响。

EPA的铅和铜法规于1991年生效。这一规定要求对家中存放6-8小时的水进行取样，如果90%的铅含量超过15ppb，就需要通过腐蚀控制采取行动。

正如沙利文解释的那样，这通常是通过向水中添加正磷酸盐在管道内部形成一层涂层来实现的，或者通过提高pH值来降低铅浸出到酸性水中的倾向。他说:“在波士顿，我们发现pH值调节效果最好，现在我们的数据已经降到了6-7ppb之间。”“但如果水中含有大量矿物质，就化学性质而言，情况就完全不同了。”

水的行为，以及它从管道中滤出铅的能力，因来源不同而不同。从一个有软水的地方搬到一个有硬水的地方，你会用更多的肥皂，而且必须定期给水壶除垢，这只是因为水的化学成分不同。有许多变化会影响水的性质，如添加氟化物和改变其pH值。消毒副产品也会改变它:如果pH值过高，会形成三卤甲烷，但过低，可能会产生卤乙酸。沙利文说，在进行转换之前，应该使用真正的当地管道进行试点研究。

宾夕法尼亚州BF环境咨询公司的地质学家布莱恩·奥拉姆说，弗林特事件提高了人们对这类问题的认识，现在越来越多的人开始检测他们的水，并检查他们家中的管道。评估风险的起点是了解房子的年龄，以及它是什么时候改建的。下一步是寻找问题的警告信号——漏水的管道，苦味，蓝绿色染色，整个浴缸的水都是蓝色的。他说，这通常是铜腐蚀的迹象，如果有铜，就可能有铅。“下一步是一些基本的测试，如果看起来有明显的腐蚀，我们就会进行冲洗测试，这将有助于确定问题是出在家里的管道还是总水管上。”

短期解决方案:水过滤器

短期内瓶装水的主要替代品是使用合适的水过滤器来清除铅。它们可以安装在厨房的水龙头上，这样用于饮用和烹饪的水就会被过滤。这些水不需要用来洗碗或洗澡。奥拉姆说:“你可以坐在含铅的水池里，它不会影响你。”“这是弗林特的一件令人悲伤的事情——很多人都用他们拿到的瓶装水给孩子洗澡，因为他们不敢用自来水给孩子洗澡。不过没关系，只要他们不喝洗澡水就行!”

独立检测公司NSF国际(NSF International)与美国环保署(EPA)、密歇根州当局和弗林特公立学校系统合作，提供有关水过滤器以及如何正确使用它们的信息。该公司领导了美国饮用水接触材料标准的制定工作。“我们还参加了一些弗林特社区会议，帮助与会者了解使用美国国家科学基金会认证的水过滤器的重要性，并回答有关过滤器如何工作的问题，”位于密歇根州安娜堡的美国国家科学基金会国际实验室主任罗布·赫尔曼(Rob Herman)解释道。

正确类型的过滤器，定期更换，将减少污染物低于允许的限度。赫尔曼说:“过滤器认证测试包括验证特定的污染物减少声明。”“例如，我们向测试水中持续高浓度地添加铅等污染物，然后让这些水通过过滤器，超过了过滤器声称的使用寿命。对于铅，我们在水样中加入150ppb。为了通过测试，过滤器必须能够将水中的铅含量持续降低到10ppb以下。”

长期解决方案:更换管道

铅水管仍然相当普遍，尤其是在老城区。当公共供水系统首次安装时，持久、可塑的铅似乎是一个不错的选择，但人们并不了解它的危害。例如，波士顿在1934年之前仍在安装铅管，后来改用铜管，并在20世纪60年代和70年代开始更换铅管。直到1986年，芝加哥仍在铺设新的铅管。

在美国的大部分地区，街道上的管道属于公用事业公司，但从那里通往房屋的管道属于房主。沙利文说:“30多年来，由于铅管和黄铜配件之间的电腐蚀，我们更换了所有已知的铅管，但家里仍然有很多铅。”

美国环保署正在努力更新《铅铜规则》，沙利文认为它将强制执行几件事，包括要求确定铅管的数量。他说:“如果你不知道问题是什么，你就无法开始解决问题。”他还预测，行动水平将从15ppm降低到10ppm。

Mehan认为，EPA可以规定公用事业公司可以共同承担责任的方法，以清除私人场所的铅服务线路。他说，政府是否可以要求公用事业公司为拆除私人物业上的含铅管道买单是另一个问题。这将是一个重大的政策变化。”When older houses go on the market, real estate listings already proclaim whether the paint has been ‘deleaded’ or not; this could be extended to lead piping. Many water authorities, including Boston, are offering grants and loans to householders to help pay for lead pipe replacement.

所需的基础设施投资是巨大的。Mehan说，美国估计有610万条铅铅服务线路仍在使用(其他消息来源认为这一数字高达1000万至1100万)，假设平均每条线路更换费用为5000美元(4000英镑)，这将是超过300亿美元的投资。他说，这可能是一个偏低的估计。

沙利文说，部分替换会导致进一步的问题，因为它会干扰未被替换一侧的铅。他说:“一项研究表明，在这座城市拥有的一半管道被挖出后的六个月里，那座房子里的铅含量将会升高，直到你切断和干扰管道的地方再次平静下来。”“当自来水公司重新铺设其部分服务线路时，如果要求向家庭提供除铅过滤器，我不会感到惊讶。”

但是，即使这些铅管没有了，由于铅焊料的存在，以及用于软化黄铜接头和水龙头等固定装置中的金属的铅，家庭管道中仍然会有铅。含铅还有助于铸造部件的制造，因为它可以压力密封铸造过程中可能产生的任何小孔隙。即使是那些被描述为低铅的灯具也可能含有一些铅。

在一些地区，主要是较新的地区，铅从未使用过，服务线路大多是铜的。但即使在这里，由于灯具中存在铅，腐蚀控制仍然必须保持，Mehan解释道。他说，正确处理这一问题绝对是至关重要的，这就是弗林特的情况如此令人震惊的原因。

铅的替代品

铅管有两种主要替代品:铜管和塑料管;虽然偶尔也会使用不锈钢。“铜管和配件是99.9%纯铜;铜开发协会(Copper development Association)负责市场开发的副总裁安迪•基雷塔(Andy Kireta)说，它们含有少量磷，但不含铅。

Kireta解释说，铜工业一直在努力寻找用于制造配件的合金中铅的替代品。他说:“含有铋、硅和硫等元素的合金可以像使用含铅黄铜一样高效地制造零件，但不存在任何铅。”

塑料管也不含铅。用于水管的塑料有聚乙烯、交联聚乙烯(PEx)、PVC和氯化PVC。塑料管和管件协会执行董事迪克•丘奇表示，就材料成本而言，PVC通常比PE或交联PE更便宜，但PE更容易安装——坚硬、直的PVC管道需要连接，而PE管道可以简单地展开，两端都有一个连接。个别管道制造商将树脂与各种专有添加剂混合。

最近的研究表明，直径较大的PVC和聚乙烯管道的预期寿命为100年

Kireta说，铜的使用寿命非常长，地下的铜管预计可以使用100年，而许多替代塑料产品在地下服务中会氧化降解。他说:“我们现在的经验是，他们可能在25-30年后就会结束生命。”尽管铜管的成本可能是塑料管的三倍，但材料成本可能只占更换地下管道成本的5%，大部分费用来自挖掘过程。

然而，丘奇说，有大量的证据，包括50年的使用，塑料管道可以无限期地使用，除非它们物理损坏或安装不当。他说，除非这个地点出了什么问题，比如在油田或油箱泄漏的地方，否则没有理由认为它不会持续下去。“最近的研究预测，直径较大的PVC和聚乙烯管道的预期寿命为100年，这些材料基本上与管道的材料相同。”

塑料，尤其是交联聚乙烯，在加利福尼亚、佛罗里达和其他地区被广泛使用，这些地区的水或土壤将在几个月内侵蚀一个新的铜装置。“这是塑料管道的巨大市场，因为铜会与土壤或水中的任何一种酸或强碱发生反应，对金属产生有害影响。”

铜可以从管道中滤出，尽管Kireta声称在大多数水域中这不是一个问题。他说，在一些pH值很低或碱度很高的水中，铜的浸出量可能会超过联邦政府规定的水平。在这种情况下，你要么使用其他材料，要么进行腐蚀控制调整。在美国，只有2-5%的水域表现出这种自然特征，所以这不是一个主要的现象，而且是可以预测的。”

不过，这是一个很好的平衡。解决一种基材的腐蚀问题实际上会引起另一种基材的问题——例如，高浓度的氧化消毒剂，如氯，会腐蚀塑料。Kireta说:“随着水的平衡，必须关注系统中的所有材料，因为调整一个因素会使其他因素的腐蚀更严重。”

再也没有

梅汉说，虽然这些规定的某些方面可以改进，但已经到位的规定涵盖了弗林特发生的事情。该市没有充分遵守规定，监管机构也没有充分监督，几名官员正面临法律指控。他说，毫无疑问，监管机构的能力不足是原因之一。州政府和环保局的预算一直在缩减，弗林特也有自己的财政问题。无论你的法律法规多么完善，你仍然需要有处理这些问题的人员、专业知识和政治意愿。

他说，尽管该市水费很高，但这些钱并没有投资于供水系统，而是用于支持市政府在一个非常贫穷的社区的其他职能。“不管是什么原因，”他说，“弗林特已经成为美国水利基础设施投资必要性讨论中的一个标志。”

沙利文总结说，悲剧在于，这本来是应该被阻止的。他说，这是疏忽。“任何水务专业人士都知道，一旦他们发现这些暴露的问题，他们就应该立即举报并采取行动。”

莎拉·霍尔顿，美国波士顿科普作家