Несмотря на то, что свинцовые трубы были запрещены несколько десятилетий назад, они до сих пор ежедневно снабжают миллионы американских семей питьевой водой из-за риска коррозии и выщелачивания, которые могут вызвать нарушения развития и неврологические нарушения у маленьких детей.
Одно распространенное решение: выкопайте старые провода и замените часть их другим металлом, например, медью. Однако этот метод может вытеснять частицы свинца и выбрасывать их в систему водоснабжения. Кроме того, проблематична частичная замена соединения свинцовой трубы вместо его полной замены.
Команда инженеров Вашингтонского университета в Сент-Луисе разработала новый способ моделирования и отслеживания того, куда могут попасть частицы свинца во время процесса частичной замены, чтобы обеспечить более безопасное водоснабжение.
«Мы все знаем, что свинец небезопасен, его нужно убрать», - сказал помощник вице-канцлера международных программ Пратим Бисвас, профессор Люси и Стэнли Лопата и заведующий кафедрой энергетики, экологии и химической инженерии в Школе Инженерия и прикладная наука. «Это первая комплексная модель, которая работает как инструмент, помогающий компаниям, занимающимся питьевым водоснабжением, и другим организациям прогнозировать результаты действий. Если у них есть необходимая информация о возможных действиях, они могут запустить эту модель, и она может дать им рекомендации. о том, как лучше выполнить замену трубы, чтобы избежать побочных эффектов."
В исследовании, недавно принятом журналом Environmental Science & Technology, Бисвас и аспирант Ахмед А. Abokifa представляет свой подход, предсказывающий, как далеко могут перемещаться частицы свинца и растворенные вещества после того, как их потревожили. Используя моделирование качества воды, которое они ранее разработали для Агентства по охране окружающей среды, Бисвас и его команда построили новую вычислительную модель для прогнозирования выброса твердых частиц свинца, принимая во внимание такие факторы, как возраст и размеры труб, схемы водопользования, химический состав воды и предшествующие факторы. нарушения трубы.
После запуска ряда симуляций для проверки своих прогнозов Бисвас и его команда готовы сделать свою модель широко доступной для коммунальных предприятий и даже для потребителей. Бисвас сказал, что компании могут вводить информацию о своей индивидуальной системе и получать рекомендации, чтобы частичная замена труб могла выполняться без ущерба для качества воды. Абокифа и Бисвас разработали несколько других моделей систем распределения питьевой воды для точного прогнозирования концентрации дезинфицирующих средств в водопроводной сети, особенно в тупиковых системах.
«Мы будем работать над тем, чтобы сделать эти точные модели легкодоступными, чтобы утилиты могли их загружать и использовать», - добавил он. «Предсказания модели помогут им в выборе передового опыта для обеспечения безопасности населения в целом».