Images d'électrons rétrodiffusés d'une coupe transversale de la couche d'écailles métalliques, ou de la rouille, à l'intérieur d'échantillons de tuyaux provenant de conduites de service en plomb à Flint, Michigan. L'extérieur du tuyau est sur le côté gauche, et les trous dans le « motif du fromage suisse » sont des vides là où se trouvait le plomb, disent des chercheurs du Collège d'ingénierie de l'Université du Michigan. Non traité, l'eau corrosive a provoqué le lessivage du plomb, laissant derrière lui un squelette minéral d'aluminium et de magnésium. Crédit :Brian Ellis
Une étude des conduites de service en plomb dans le système d'eau potable endommagé de Flint révèle un motif de fromage suisse dans la croûte intérieure des tuyaux, avec des trous là où se trouvait le plomb.
Les résultats, menés par des chercheurs de l'Université du Michigan, confirment l'idée généralement acceptée que le plomb s'infiltrait dans le système parce que cette eau n'était pas traitée pour empêcher la corrosion. Alors que des études antérieures avaient mis en évidence ce mécanisme, c'est la première preuve directe. Cela contredit l'affirmation d'un organisme de réglementation plus tôt cette année selon laquelle les produits chimiques de contrôle de la corrosion n'auraient pas empêché la crise de l'eau.
Les chercheurs disent que les résultats soulignent à quel point le traitement anti-corrosion ininterrompu est important pour les systèmes d'eau vieillissants qui desservent des millions de foyers américains.
L'équipe s'est concentrée sur la couche de tartre métallique - essentiellement de la rouille au plomb - à l'intérieur de 10 échantillons de conduites de service en plomb provenant des environs de Flint. Ils ont étudié la texture de la couche de rouille, ainsi que sa composition chimique. Ensuite, ils ont utilisé leur analyse pour estimer que la ligne de service moyenne en plomb a libéré 18 grammes de plomb au cours des 17 mois pendant lesquels l'eau de la rivière Flint (sans contrôle de la corrosion) a traversé le système.
"C'est la quantité de plomb qui serait entrée dans une seule maison, " a déclaré Terese Olson, professeur agrégé de génie civil et environnemental à l'UM et auteur principal d'une étude sur Lettres sur les sciences et technologies de l'environnement . "Si nous faisons la moyenne de ce rejet sur toute la période pendant laquelle la ville a reçu de l'eau de Flint River, cela suggère qu'en moyenne, la concentration de plomb serait au moins le double du niveau d'action de l'EPA de 15 parties par milliard.
La tête s'est retrouvée à plusieurs endroits.
"Certains ont été consommés, " a dit Olson. " Certains ont été lavés dans les égouts. Certains pourraient encore être stockés dans la plomberie des maisons. En d'autres termes, il est possible qu'une partie de ce plomb constitue un risque potentiel pour la santé même après le retrait de la ligne de service en plomb."
Si une ligne de service en plomb se connecte à une maison avec des tuyaux en acier galvanisé, par exemple, ces tuyaux peuvent agir comme des éponges de plomb qui peuvent retenir puis libérer des particules contenant le métal toxique, a déclaré le co-auteur de l'étude Brian Ellis, U-M professeur assistant de génie civil et environnemental.
En plus d'examiner des échantillons de tuyaux au microscope électronique à balayage, les chercheurs ont pulvérisé les revêtements des tuyaux pour analyser de quoi ils sont faits. Dans les tuyaux de Flint, ils ont trouvé un plus grand rapport d'aluminium et de magnésium au plomb que ce qui est typique pour les lignes de service en plomb, par rapport aux données de 26 autres services d'eau.
« Nous avons estimé la quantité de plomb « manquante » afin d'aligner l'échelle de plomb de Flint sur la quantité d'aluminium et de magnésium signalée dans d'autres communautés, " a déclaré Olson. " Ce plomb manquant représente ce qui a été lessivé des tuyaux pendant l'épisode de corrosion de Flint. "
À mesure que les tuyaux en plomb vieillissent, les atomes à leur surface réagissent avec l'oxygène et d'autres produits chimiques dans le système et s'oxydent, ou rouillé. Un traitement adéquat de l'eau n'empêche pas ce processus. Ce qu'il empêche, bien que, est la rupture de la couche de rouille.
"C'est comme quand vous mettez un vieux centime dans un verre de Coca et le regardez redevenir brillant, " dit Ellis. " L'acide dans le Coca dissout le produit de corrosion du cuivre. Ceci est similaire à ce qui s'est passé dans les lignes de Flint. Vous pouvez avoir un produit de corrosion stable, mais lorsque vous modifiez la chimie de l'eau, les composés de plomb oxydés à la surface peuvent devenir instables et se dissoudre facilement."
Les services d'eau avec des conduites d'eau corrosives et en plomb dans leurs systèmes ajoutent des composés appelés orthophosphates pour empêcher cette panne. Lorsque Flint est passé de l'eau du lac Huron à la rivière Flint plus corrosive pour économiser de l'argent, le service public n'a pas ajusté son processus de traitement en ajoutant des orthophosphates.
"Au-delà des implications pour Flint, nous avons démontré que de petits changements dans la chimie de l'eau peuvent libérer ce qui était du plomb stable en une impulsion assez rapide, " Ellis a déclaré. "C'est une condition connue. Alors même si nous n'étions pas surpris, pouvoir le montrer souligne l'importance de maintenir un contrôle ininterrompu de la corrosion du plomb."
Les auteurs espèrent vérifier leur prédiction de la quantité de plomb libérée en analysant une ligne de service en plomb d'une maison vacante qui n'a pas été exposée à l'eau corrosive de Flint. Le défi est de trouver une maison dont l'eau est coupée depuis 2014 et qui dispose d'un branchement en plomb qui peut être déterré.
L'étude est intitulée « Estimations médico-légales de la libération de plomb des lignes de service en plomb pendant la crise de l'eau à Flint, Michigan. » L'équipe de recherche comprenait six étudiants de premier cycle, quatre étudiants diplômés, deux post-doctorants et six professeurs des campus Flint et Ann Arbor de l'UM. Il a été financé par le Schlissel Research Fund de l'UM pour Flint, Le programme de financement de la recherche MCubed de l'UM et le programme Dow Sustainability Fellows.