p Seis anos depois que começou, o Flint, Michigan, A crise da água continua entre as emergências de maior perfil nos Estados Unidos. p Corrosão extensiva de ferro e chumbo do sistema de distribuição de água em Flint, juntamente com a liberação de chumbo, criou reclamações de "água vermelha", perda rápida de desinfetante de cloro e um surto de doença dos legionários que matou 12 pessoas. Agências estaduais e federais desembolsaram US $ 450 milhões em ajuda até agora. Em agosto, o estado de Michigan chegou a um acordo mediado em uma ação civil e deve pagar cerca de US $ 600 milhões às vítimas, muitos dos quais são crianças.

p "A história de Flint é um conto de advertência sobre a falta de antecipação de riscos, ações que chegaram tarde demais, reacionário e não movido por dados científicos, "John R. Scully, Universidade da Virgínia Charles Henderson Professor Catedrático de Ciência e Engenharia de Materiais, disse. Scully também atua como editora técnica-chefe do CORROSION Journal.

p Em um artigo publicado em 8 de setembro no Anais da Academia Nacional de Ciências , Scully e Raymond J. Santucci, que obteve seu Ph.D. do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais da UVA em 2019, abordar questões científicas não resolvidas que podem ajudar a evitar futuros desastres de envenenamento por chumbo. O envenenamento por chumbo de canos de chumbo degradantes é uma ameaça generalizada, e futuros incidentes são prováveis.

p "Isso requer uma nova perspectiva, para evitar apenas olhar no espelho retrovisor e, em vez disso, se concentrar no que está ao redor da curva à frente, "Scully disse.

p Estratégias comumente propostas oferecem falso conforto com base em testes de água esparsa, regras de ouro, e estratégias tradicionais de mitigação, em vez de princípios científicos sólidos rigorosamente desafiados, de acordo com os autores do artigo.

p "Precisamos entender melhor os fatores científicos que governam a liberação de chumbo, e isso começa com uma melhor estratégia de teste e compreensão de algumas verdades fundamentais, "Scully disse.

p Scully e Santucci argumentam que as pessoas que gerenciam e regulam os sistemas públicos de água deveriam usar dados científicos para prever os riscos da liberação de chumbo. As avaliações de risco com base em dados científicos devem substituir a confiança atual na amostragem de água, o que é impreciso e muitas vezes tarde demais para evitar um desastre.

p Uma estrutura preditiva para corrosão de chumbo permitiria aos reguladores e gestores de infraestrutura antecipar problemas e gerenciar o risco das condições da água associadas à liberação inaceitável de chumbo.

p Santucci e Scully recomendam melhores cálculos e modelos termodinâmicos e cinéticos que podem prever a liberação e o acúmulo de chumbo. Os modelos propostos podem gerar avaliações de risco com base em dados dinâmicos, como a química da água, taxas de reação, formação de incrustações e mecanismos de inibição de corrosão, bem como estagnação e fluxo de água.

p Cientistas cidadãos podem ajudar a enfrentar o desafio da coleta de dados. "Teste rápido e preciso, talvez por meio de kits de teste de celular, poderia fornecer mais dados em tempo real. Portátil, a tecnologia móvel que permite aos cidadãos monitorar sua própria água potável já deve ter avançado, "Scully disse.

p Santucci e Scully ilustram como a termodinâmica química pode prever a formação de compostos à base de chumbo termodinamicamente estáveis ​​em superfícies de tubos de chumbo. Certos compostos formam filmes vantajosos que podem atuar como barreiras cinéticas para impedir a corrosão e funcionar para sequestrar chumbo de outra forma solúvel.

p "O desenvolvimento estável do filme depende de uma certa química de equilíbrio, com consequências para o tratamento com fosfato, "Santucci disse." Adicione mais fosfato e você pode remover mais chumbo solúvel para formar um filme protetor de fosfato de chumbo. Remova o fosfato completamente, e você então espera que outros compostos de chumbo (carbonato de chumbo, -sulfato, -óxido, etc.) pode remover os níveis de chumbo de que você precisa, "o que geralmente não é o caso.

p Em água tratada com fosfato, um filme de fosfato de chumbo se formará. "A partir de nossos dados, é termodinamicamente impossível permanecer dentro da faixa aceitável da regra de chumbo e cobre da EPA sem um inibidor como o fosfato. Mas leva tempo para a escala se formar. Precisamos explorar novos inibidores químicos e agentes de alteração de superfície que otimizam a cobertura de incrustação de proteção na parede de um tubo, "Disse Santucci.

p Os autores também sugerem ideias totalmente novas para antecipar, monitorar e prevenir futuras lideranças em crises de água. A inteligência artificial e o aprendizado de máquina podem ajudar a identificar as relações entre as condições da água e da tubulação e os níveis de chumbo na água potável. Santucci e Scully também propõem uma estratégia promissora de usar a análise de isótopos para rastrear as fontes de chumbo. "Esta estratégia aumentaria nossa compreensão de como o chumbo é liberado de tubos de chumbo e outras fontes não tão óbvias, o que está faltando, "seus estados de papel.

p Public officials may argue that the investment in scientific research and modeling is unnecessary because lead-based pipes are being replaced, albeit at homeowners' expense. Scully and Santucci disagree with that perspective. "Total replacement of lead service lines is a wonderful goal, but finding all sources of lead can be difficult, " Scully said.

p Replacing lead in public water systems does not simply mean replacing lead pipes. Additional sources include lead-based solder used to join pipes together and commercial brass that commonly contains small amounts of lead, and lead ions that soak into the corrosion film of steel pipes over time. Partial replacement of lead pipes with other pipes such as steel or copper can actually increase lead release due to galvanic corrosion, a process where contact between two dissimilar metals causes protection of one and accelerated degradation of the other.

p Santucci and Scully argue for holistic, kinetic models that incorporate the rate of lead release from all possible sources, under many real-world operating conditions.

p "The root cause of the Flint water crisis can be found at the intersection of materials science, surface science, water chemistry and electrochemistry, " Scully said. "A better-informed society can prevent such disasters from happening in the future through improved risk assessment, anticipation and management of factors affecting lead release. We all have a part to play in averting future lead poisoning disasters."