4:32 пп - Понедельник 24 сентября

Пластиковые трубы загрязняют системы питьевой воды после лесных пожаров — это также опасность при городских пожарах

Поврежденные нагреванием пластиковые трубы со временем могут продолжать выделять химические вещества в воду. Дарриан Трейнор / Getty Images

Когда лесные пожары охватили холмы недалеко от Санта-Крус, Калифорния, в 2020 году, они выбросили токсичные химические вещества в воду. водоснабжение как минимум двух населенных пунктов. Один образец показал, что бензол, канцероген, в 40 раз превышает норму для питьевой воды в штате.

Наши испытания подтвердили источник этих химикатов, и ясно, что лесные пожары — не единственные пожары, которые подвергают опасности системы питьевой воды.

В новом исследовании мы нагревали пластиковые водопроводные трубы, обычно используемые в зданиях. и системы водоснабжения, чтобы проверить, как они будут реагировать на близлежащие пожары.

Результаты, опубликованные 14 декабря, показывают, насколько легко лесные пожары могут вызвать широкомасштабное загрязнение питьевой воды. Они также показывают риски, когда загорается только часть здания, а остальная часть остается в эксплуатации. В некоторых из наших испытаний тепловое воздействие вызывало выщелачивание более 100 химических веществ из поврежденного пластика.

Как инженеры-экологи, мы консультируем население по вопросам безопасности питьевой воды и ликвидации последствий стихийных бедствий. Экстремальные сезоны лесных пожаров на западе США подвергают риску все больше сообществ, о которых они могут даже не подозревать. Только в этом году более 52 000 пожаров уничтожили более 17 000 построек — многие из них дома, подключенные к системам водоснабжения. Поврежденные нагреванием пластиковые трубы могут продолжать выщелачивать химические вещества в воду с течением времени, а на избавление водной системы от загрязнения могут потребоваться месяцы и миллионы долларов.

Непонятный источник загрязнения

Причина загрязнения питьевой воды после пожаров озадачил власти с тех пор, как был обнаружен в 2017 году.

После пожара в Таббсе в 2017 году и пожара в лагере в 2018 году в подземных водопроводных сетях были обнаружены химические вещества, некоторые на уровне, сопоставимом с опасными отходами. Заражения не было ни в очистных сооружениях, ни в источниках питьевой воды. Некоторые домовладельцы обнаружили загрязнение питьевой воды в их водопроводе.

Тесты показали, что летучие органические соединения достигли уровней, представляющих непосредственный риск для здоровья в некоторых областях, включая уровни бензола, которые превышали пороговое значение для опасных отходов EPA в 500 частей на миллиард. Бензол был обнаружен на уровне, в 8000 раз превышающем федеральный лимит питьевой воды и в 200 раз превышающем уровень, вызывающий немедленные последствия для здоровья. Эти эффекты могут включать головокружение, головные боли, раздражение кожи и горла и даже потерю сознания, а также другие риски.

 Трубы сложены в штабель после пожара.
Пластиковые водопроводные трубы не обязательно должны гореть, чтобы быть проблемой.
Эндрю Велтон / Университет Пердью CC BY-ND

В этом году лесные пожары вызвало загрязнение питьевой воды по крайней мере еще в двух системах питьевого водоснабжения Калифорнии, и испытания все еще продолжаются в других сообществах.

Проблема с пластмассами

Пластмассы повсеместно встречаются в системах питьевой воды. Их установка зачастую обходится дешевле, чем металлические альтернативы, которые выдерживают высокие температуры, но уязвимы для коррозии.

Сегодня водопроводные трубы под улицами и те, по которым вода поступает к водосчетчикам клиентов, все чаще делают из пластика. Трубы, по которым питьевая вода от счетчика до здания, часто бывают пластиковыми. Счетчики воды также иногда содержат пластик. Частные колодцы могут иметь пластиковые кожухи колодцев, а также заглубленные пластиковые трубы, по которым вода из колодца подается в пластиковые резервуары для хранения и здания.

Трубы внутри зданий, по которым горячая и холодная вода поступает в краны, также могут быть пластиковыми, как и соединители для кранов, водонагреватель погружные трубки, трубки холодильника и льдогенератора.

Некоторые распространенные типы труб для питьевой воды: Черный пластик — это HDPE; белый — ПВХ; желтый — ХПВХ; красный, бордовый, оранжевый и синий — это PEX; зеленый — ПП; серый — полибутилен. Металлические трубы бывают свинцовыми, железными и медными.
Эндрю Велтон / Университет Пердью CC BY-ND

Чтобы определить, могут ли пластиковые трубы быть ответственными за загрязнение питьевой воды после лесных пожаров, мы обнажили обычные пластиковые трубы согревать. Температура была подобна теплу от лесного пожара, который излучается в сторону зданий, но не достаточен, чтобы вызвать возгорание труб.

Мы протестировали несколько популярных пластиковых труб для питьевой воды, включая полиэтилен высокой плотности (HDPE), сшитый полиэтилен. (PEX), поливинилхлорид (PVC) и хлорированный поливинилхлорид (CPVC).

Бензол и другие химические вещества образовывались внутри пластиковых труб просто при нагревании. После охлаждения пластмасс эти химические вещества выщелачивались в воду. Это произошло при температуре 392 градуса по Фаренгейту. Пожары могут превышать 1400 градусов.

Хотя ранее исследователи обнаружили, что пластмассы могут выделять бензол и другие химические вещества в воздух при нагревании, это новое исследование показывает, что поврежденные нагреванием пластмассы могут напрямую вымывать десятки токсичных химикатов в воду.

[ Вы слишком заняты, чтобы все читать. Мы получим это. Вот почему у нас есть еженедельный информационный бюллетень. Подпишитесь на хорошее воскресное чтение. ]

Что делать с загрязнением

Община может остановить распространение загрязнения воды, если можно быстро изолировать поврежденные трубы. Без изоляции загрязненная вода может перемещаться в другие части системы водоснабжения, через город или внутри здания, вызывая дальнейшее загрязнение.

Во время пожара молниевого комплекса CZU возле Санта-Крус у одного водопровода были клапаны системы распределения воды, в которых, по-видимому, содержалась вода, загрязненная бензолом.

Промывка поврежденных теплом труб не всегда устраняет загрязнение. Помогая Парадайзу, штат Калифорния, восстановиться после катастрофы в лагере Camp Fire в 2018 году, мы и Агентство по охране окружающей среды США подсчитали, что для безопасного использования некоторых пластиковых труб потребуется более 100 дней непрерывной промывки водой. Вместо этого официальные лица решили заменить трубы.

 Расплавленные пластиковые трубы вместе с металлическими.
Различные типы труб по-разному реагируют на отопление.
Andrew Whelton / Purdue University CC BY-ND [19659015] Даже если дом не поврежден, мы рекомендуем проверять воду в частных колодцах и коммуникациях, если в доме произошел пожар. При обнаружении загрязнения мы рекомендуем найти и удалить источники загрязнения из пластика, поврежденного нагреванием. Некоторые пластмассы могут медленно выщелачивать химические вещества, такие как бензол, с течением времени, и это может продолжаться от месяцев до лет, в зависимости от масштаба загрязнения и использования воды. Кипячение воды не помогает и может вызвать выброс бензола в воздух.

Предотвращение обширного загрязнения

Сообщества могут принять меры, чтобы избежать заражения питьевой воды в случае пожара. Компании водоснабжения могут установить сетевые запорные клапаны и устройства предотвращения обратного потока, чтобы предотвратить попадание загрязненной воды из поврежденного здания в водопроводную сеть.

Страховые компании могут использовать ценообразование для поощрения владельцев собственности и городов к установке огнестойких металлических труб вместо пластиковых. Правила по сохранению растительности вдали от боксов счетчиков и зданий также могут уменьшить вероятность попадания тепла на пластиковые компоненты системы водоснабжения.

Домовладельцы и общины, восстанавливающиеся после пожаров, теперь имеют больше информации о рисках, поскольку они решают, использовать ли пластиковые трубы. Некоторые, например город Парадайз, решили перестраиваться из пластика и приняли на себя риски. В 2020 году в городе случился еще один пожар, и жители были вынуждены снова эвакуироваться.

 The Conversation

Эндрю Дж. Велтон получил финансирование от Paradise Irrigation District и Paradise Rotary Foundation. С января по май 2019 года он также участвовал в оперативной группе по противопожарному водоснабжению лагеря губернатора Калифорнии.

Амиша Шах получил финансирование от Районного ирригационного округа.

Кристофер П. Исааксон не работает, не консультирует, не владеет акциями или не получает финансирование от какой-либо компании или организации, которые могли бы извлечь выгоду из этой статьи, и не раскрыл никаких соответствующих аффилированных лиц, помимо их академического назначения.

Категория: О воде

Комментирование закрыто.