Замена свинцовых водопроводных труб пластиковыми может вызвать новые проблемы безопасности ставит сообщества перед трудным выбором между заменой труб из хорошо изученных металлов, таких как медь, сталь или железо, и более доступными, но менее изученными трубами из пластика.
Согласно двухпартийному Закону об инфраструктуре, выделенному в прошлом году на сумму 15 миллиардов долларов, в штаты США начали поступать целевые средства для оплаты удаления и замены так называемых ведущих инженерных коммуникаций — труб, соединяющих подземные водопроводы со зданиями и их водопроводными системами. Эти средства могли бы покрыть замену примерно трети из примерно шести-десяти миллионов таких линий в стране.
В марте ожидаемый всплеск работ по замене свинцовых труб побудил группу из 19 организаций по защите здоровья и окружающей среды во главе с некоммерческим Советом по защите природных ресурсов (NRDC) опубликовать набор руководящих принципов по замене свинцовых труб. Среди многочисленных рекомендаций, касающихся участия сообщества, безопасности и экономической справедливости, документ выступает против замены пластиковых труб и призывает вместо них использовать медные линии.
Несмотря на то, что в медицинском и биомедицинском сообществе существует консенсус в отношении того, что необходимо заменить ведущие водопроводные сети, многие вопросы качества воды и здоровья, связанные с пластиковыми трубами для питьевой воды в США, не решены или еще не решены, говорят ряд экспертов. Некоторые представители отрасли не согласны с недавними выводами, которые предполагают связь между пластиковыми трубами для питьевой воды и проблемами со здоровьем. Ситуация может оказаться разочаровывающей и запутанной для коммунальных служб и потребителей, поскольку сообщества получают федеральные средства на замену, а затем должны учитывать множество аспектов выбора самых безопасных и наиболее подходящих новых труб для своего региона.
В соответствии с различными источниками инженерные коммуникации обычно изготавливаются из меди, железа, стали или одного из нескольких типов полиэтилена или поливинилхлорида (ПВХ). В следующем десятилетии до 35 процентов расходов коммунальных служб США на распределение питьевой воды будет приходиться на пластиковые трубы, сообщает Bluefield Research, фирма, которая занимается анализом мировых рынков воды.
Пластмассовые материалы, такие как ПВХ и полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), как правило, дешевле покупать заранее, чем более традиционные материалы, такие как медь, ковкий чугун и сталь. Таким образом, по прогнозам Bluefield, при измерении в милях распределительных труб к 2030 году пластик будет составлять почти 80 процентов запасов водопроводных труб в стране.
Совершенно очевидно, что безопасного уровня воздействия свинца не существует, по данным Центров США по контролю и профилактике заболеваний и многих лидеров в области медицины и общественного здравоохранения. Употребление даже небольшого количества свинца из краски и питьевой воды вызывает несколько видов проблем со здоровьем, в том числе интеллектуальный дефицит, особенно у детей, а также неврологические и репродуктивные проблемы и повышенный риск смерти от сердечно-сосудистых заболеваний.
При использовании пластиковых труб проблема потенциального загрязнения питьевой воды менее очевидна. В принципах замены проводов группы под руководством NRDC пункт «медь, а не пластик» указывает на недавнее исследование, предполагающее, что пластиковые трубы потенциально могут загрязнять питьевую воду тремя способами.
Во-первых, это выброс химических веществ в воду из материала трубы, процесс, называемый выщелачиванием, который был задокументирован в нескольких исследованиях. Второй путь, называемый проникновением, включает загрязняющие вещества, такие как бензин, которые могут просачиваться из грунтовых вод или почвы через стенки пластиковых труб, что было отмечено в отчетах Агентства по охране окружающей среды и Фонда исследований водных ресурсов (ранее Исследовательский фонд Авва). И, наконец, пластиковые трубы, подвергающиеся воздействию высокой температуры лесных пожаров, подвержены риску плавления и других термических повреждений. Согласно документу NRDC со ссылкой на информационный бюллетень EPA за октябрь 2021 года, пластиковые трубы, поврежденные во время лесных пожаров, могут выделять токсичные химические вещества в питьевую воду. В документе EPA говорится, что высокая температура огня может разрушить пластиковые трубы, клапаны и счетчики в системах распределения питьевой воды, что может привести к выбросу летучих органических соединений (ЛОС) в питьевую воду.
Исследование 2020 года пришло к более точным выводам, обнаружив в лабораторных тестах, что пластиковые трубы, подвергающиеся воздействию температур лесных пожаров, могут выделять в воду бензол, канцероген и другие летучие органические соединения.
Факторы, связанные с материалом трубы, помимо тех, что указаны в документе с принципами, также могут загрязнять питьевую воду. Лабораторное исследование, проведенное в июле инженером-строителем и экологом Марком Эдвардсом из Технологического института Вирджинии и его коллегами, показало, что рост Legionella pneumophila , переносимой через воду бактерии, вызывающей болезнь легионеров, зависит от pH воды, независимо от того, находилась ли эта вода в контакт со сшитым полиэтиленом (PEX) или медными трубами, а также присутствие фосфата, который используется для контроля коррозии.
Некоторые организации, связанные с производством пластиковых труб, скептически относятся или отвергают выводы, связывающие эти трубы с потенциальными проблемами качества питьевой воды и здоровья.
Брюс Холландс, исполнительный директор Uni-Bell PVC Pipe Association, указывает на экологическую декларацию продукции (EPD) 2015 года, которая была принята после оценки семи изделий из ПВХ для водопроводных и канализационных труб Международной организацией по стандартизации (ISO), добровольной неправительственной организацией. организация стандартов. В декларации говорится: «Трубы и фитинги из ПВХ устойчивы к химическим веществам, обычно присутствующим в водопроводных и канализационных системах, предотвращая любые выщелачивания или выбросы в грунтовые и поверхностные воды во время использования системы трубопроводов. Никакие известные химические вещества не выбрасываются внутрь системы водоснабжения. При использовании продукта не возникает никаких известных токсических эффектов». По словам Холландса, обновление, которое должно выйти через несколько месяцев, будет содержать то же заявление.
Аналогичной позиции придерживается некоммерческая организация под названием NSF (первоначально основанная как Национальный фонд санитарии), которая является одной из нескольких организаций, предлагающих испытания, которые могут привести к сертификации труб для питьевой воды и других компонентов систем производителей в соответствии со стандартом.
под названием NSF/ANSI/CAN 61 «Компоненты системы питьевой воды – влияние на здоровье» или Стандарт 61. водные системы», — говорится в заявлении NSF для Научный американец .
Стандарт 61 определяется комитетом производителей, токсикологов, водоканалов и федеральных и государственных регулирующих органов, сообщает NSF (который не имеет отношения к Национальному научному фонду США). Стандарт признан некоммерческим Американским национальным институтом стандартов (ANSI) и Советом по стандартам Канады (федеральная «Коронная корпорация»). Агентство по охране окружающей среды заявляет, что оно «поддержало разработку независимых сторонних стандартов тестирования сантехнических материалов» в соответствии со Стандартом 61, говорится в сообщении агентства. Единственным требованием безопасности EPA для труб и других сантехнических материалов является отсутствие в них свинца. Почти все штаты США требуют, чтобы коммунальные службы использовали трубы и другие изделия для систем водоснабжения, сертифицированные по Стандарту 619.
0003
Потребители с вопросами о безопасности труб, контактирующих с питьевой водой, должны сосредоточиться на отдельных продуктах, сертифицированных по соответствующим стандартам, а не на материалах, из которых изготовлены трубы, говорится в заявлении NSF по адресу Scientific American . Однако при изучении конкретных путей загрязнения выявились некоторые тенденции, связанные с материалами.
Проникновение металлических труб происходит «крайне редко», говорит Эдвардс, который в 2015 году определил причину высокого уровня содержания свинца в условиях водного кризиса во Флинте, штат Мичиган. Напротив, бензин и растворители могут проникать в полиэтиленовые трубы, а чистый бензол и другие опасные органические соединения также проникают в трубы из ПВХ без резиновых прокладок (в отличие от бензина), говорится в отчете Water Research Foundation. В 2009 годуВ документе Институт пластиковых труб, торговая организация, назвал выводы отчета «неубедительными и, возможно, вводящими в заблуждение».
Согласно отчету Национального исследовательского совета за 2006 год, все трубы могут в той или иной степени выщелачивать составляющие их материалы. По словам Эдвардса, борьба с коррозией может помочь в борьбе с медью, которая выщелачивается из труб, изготовленных из этого металла. Исследования показали, что различные типы пластиковых труб могут выделять потенциально токсичные или канцерогенные соединения. Тем не менее, EPA не установило юридически обязательных федеральных стандартов для многих из этих загрязнителей, если они попадают в питьевую воду (в соответствии с Законом о безопасной питьевой воде стандарты штата для загрязнителей должны быть не менее строгими, чем федеральные). Текущие вопросы, на которые необходимо ответить, заключаются в том, какие загрязняющие вещества, связанные с трубами, попадают в питьевую воду, в какой степени они могут повлиять на качество воды и здоровье человека, а также занимаются ли вообще какие-либо независимые от отрасли исследователи или государственные регулирующие органы поиском конкретных загрязняющих веществ.
, особенно в случае пластиковых труб.
Вместо того, чтобы отдавать предпочтение одному материалу для этих коммуникаций, многие инженеры-экологи США говорят, что выбор материала для любой подземной водопроводной трубы должен зависеть от таких факторов, как, будет ли труба промываться перед использованием; насколько регулярно труба будет использоваться; не проходит ли труба рядом с подземным резервуаром для хранения бензина, сточных вод или другого вредного материала; и условия, такие как pH воды и температура.
Например, в исследовании 2020 года, финансируемом EPA, инженер-эколог Патрик Гуриан из Университета Дрекселя и его коллеги обнаружили статистически значимые более высокие концентрации общего органического углерода (TOC), неспецифического показателя качества воды, в некоторых трубах PEX, чем в медных. те. Органический углерод в системе водоснабжения может поступать из гниющих листьев и других природных источников, а может выщелачиваться из синтетических источников, таких как пластиковые трубы.
Но характеристики двух отдельных систем водоснабжения в исследовании (в Филадельфии и Боулдере, штат Колорадо) различались в зависимости от источника воды, используемого дезинфицирующего средства и среднего значения pH, а также других факторов. Такие вариации неизбежны в разных водных системах. «Пластиковые трубы могут выщелачивать TOC, но это можно решить с помощью мер контроля качества, таких как надлежащее тестирование и сертификация», — говорит Гуриан. «Инжиниринг — это управление рисками и поиск компромиссов. Я не располагаю информацией, которая оправдывала бы запрет на использование всех пластиков в качестве материалов для труб». Ассоциация пластиковых труб и фитингов, торговая ассоциация, написала в заявлении для Scientific American , что «пластиковые трубы широко изучались на предмет всевозможных предполагаемых заболеваний с начала 1980-х годов».
Некоторые исследователи говорят, что пластиковые трубы в США еще не прошли такой же степени проверки качества воды и здоровья, как трубы из меди, железа, стали и цемента.
По словам инженера-эколога Эндрю Уэлтона из Университета Пердью, методы предотвращения или устранения выщелачивания, просачивания и других проблем с этими так называемыми унаследованными материалами хорошо известны. Но это не относится к пластиковым трубам. Колледжи и аспирантуры, которые готовят инженеров-строителей и исследователей в области общественного здравоохранения, исторически игнорировали химию и производство пластика в своих учебных программах по вопросам качества воды, говорит Уэлтон.
Скотт Коффин, научный сотрудник Калифорнийского совета по контролю за водными ресурсами, изучает влияние микропластика в питьевой воде на здоровье человека, а также потенциальное воздействие на здоровье добавок, разрушающих эндокринную систему, в системах водоснабжения. Он согласен с тем, что необходимы дополнительные исследования качества воды и пластиковых труб для питьевой воды. «Загрязнения системы распределения питьевой воды из-за пластиковых труб исследуются не очень часто», — говорит Коффин.
«Честно говоря, об этом забыли в водном хозяйстве».
Уэлтон и его коллеги активно занимались вопросами о потенциальных загрязняющих веществах в воде, которую подают в пластиковых и других типах труб для питьевой воды. В исследовании 2014 года команда определила 11 органических соединений, связанных с PEX, в том числе толуол — один из 90 или около того загрязнителей, для которых EPA установило юридические ограничения в питьевой воде — в воде, которая контактировала с трубами PEX, установленными в шести месячной давности здание с нулевым потреблением энергии. Соединения не были обнаружены в воде, поступающей в здание. Два года спустя команда опубликовала исследование, в котором сравнивались загрязняющие вещества, выделяемые медными трубами и 11 марками из четырех типов пластиковых труб. Пороги микробного роста были превышены в воде при контакте в течение первых трех дней воздействия с трубами PEX трех марок. Затем, в исследовании 2017 года, Уэлтон и другие коллеги обнаружили, что тяжелые металлы, в том числе медь, железо, свинец и цинк, накапливаются в виде осадка и образуют накипь внутри труб для питьевой воды PEX в водопроводной системе дома, которому исполнился год.
Ни одно из этих трех исследований, финансируемых Национальным научным фондом США (NSF) и проводившихся с трубами, помеченными как сертифицированные по стандарту 61, не было разработано для того, чтобы делать прямые заявления о пользе для здоровья, говорит Уэлтон. Вместо этого они должны были выявить потенциальные загрязняющие вещества, некоторые из которых могут иметь последствия для качества воды и здоровья, которые могут образовываться в результате взаимодействия между питьевой водой и пластиковыми трубами.
Каждое из исследований, однако, привлекло пристальное внимание другой NSF (некоммерческой организации по тестированию и сертификации), выручка которой в 2020 году составила 123 миллиона долларов. печи могут платить комиссию NSF или любому из нескольких других конкурентов, чтобы оценить, соответствуют ли продукты стандартам (которые часто устанавливаются в сотрудничестве с NSF) и заслуживают ли они сертификации. Такая сертификация указывает на то, что «независимая организация рассмотрела процесс производства продукта и независимо определила, что конечный продукт соответствует определенным стандартам безопасности, качества или производительности», — говорится на веб-сайте NSF.
В 2018 году NSF опубликовал документ, посвященный исследованиям пластиковых труб для питьевой воды, проведенным Уэлтоном и его коллегами в 2014, 2016 и 2017 годах, в котором говорится, что выводы и данные «способствовали дезинформации и путанице в отношении этих продуктов».
Уэлтон говорит, что в исследованиях нет дезинформации, каждое из которых было рецензировано. NSF «заявлял, что информация не была включена в исследования, хотя на самом деле она была включена», — говорит он, добавляя, что сам документ организации «является примером дезинформации и его следует игнорировать».
Когда дело доходит до безопасности питьевой воды и пластика, это в основном то, что сделали организации, подписавшие принципы замены линии обслуживания, возглавляемые NRDC, доверяя свое доверие другим, а не производителям пластмасс и организациям по тестированию и сертификации труб. . Документ принципов группы под руководством NRDC связан с исследованиями и отчетами EPA, Фонда исследований водных ресурсов и академических исследователей.
И в документе говорится, что его призыв к замене медных труб, а не пластиковых, основан на рекомендациях и опасениях Healthy Building Network, Международной ассоциации пожарных и Объединенной ассоциации, профсоюза сантехников и трубомонтажников. Как говорит Иветт Джордан из Newark Education Workers Coucus, организации, подписавшей документ: «Когда у вас так много людей — особенно много организаций — когда они соглашаются…, разве вы не должны обратить внимание и сказать: «Хорошо, нам, вероятно, следует пересмотреть это… и использовать медь, а не пластик»?»
ОБ АВТОРЕ(АХ)
Журналист Робин Ллойд , пишущий редактор Scientific American , является президентом совета директоров Совета по развитию научного письма. Следите за новостями Робина Ллойда в Твиттере. Кредит: Ник Хиггинс
Труба из ковкого чугуна против. Труба из ПВХ
Технические ресурсы
С момента появления на рынке в 1955 году трубы из ВЧШГ были признаны отраслевым стандартом для современных систем водоснабжения и водоотведения.
Против. ПВХ
Против. HDPE
По сравнению с. Сталь
Прос. Бетон
Труба из ВЧШГ по сравнению с ПВХ
Инженеры уже давно поддерживают превосходную долговечность и высокое качество труб из ВЧШГ по сравнению с трубой из ПВХ.
Подробнее
Преимущества ковкого пластика перед ПВХ
- Труба из ковкого чугуна
имеет более чем в 13 раз большую ударную вязкость, в девять раз большую прочность на растяжение и в четыре раза большую прочность на разрыв по сравнению с трубой из ПВХ.
- Труба из ковкого чугуна
выдерживает нагрузки. В условиях стресса выход ПВХ из строя — вопрос времени; и чем больше напряжения приложено, тем скорее оно выйдет из строя.
- Долговечность трубы из ПВХ
зависит от нагрузки и времени: чем больше нагрузка, тем быстрее она выйдет из строя. Прочность ковкого чугуна не снижается со временем.
Стоимость перекачки воды через трубу из ПВХ на 38% выше, чем у трубы из ВЧШГ, что увеличивает стоимость жизненного цикла и высвобождает больше парниковых газов.
- Труба ПВХ
производится из нефтехимических продуктов в процессе, который может нанести вред окружающей среде и здоровью человека. Трубы из ковкого чугуна изготавливаются из переработанной стали, а железо производится в соответствии с самыми строгими и консервативными отраслевыми стандартами.
Производство ПВХ выделяет опасные химические вещества, в том числе винилхлорид, диоксин и этилендихлорид.
- Труба из ПВХ
чувствительна к температуре окружающей среды (например, при низких температурах ПВХ становится все более хрупким и может легче сломаться, а в более теплых условиях ПВХ становится менее прочным).
- Труба из ПВХ
не выдерживает относительно незначительных царапин, поэтому во время установки необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы избежать крупных камней, замерзших комков и мусора. Царапина не глубже десятицентовой монеты может испортить всю длину трубы из ПВХ.
Труба из ВЧШГ не подвержена влиянию температурных изменений.
