研究在中性附近pH值条件下，从pH调节处理向正磷酸盐腐蚀控制处理转变的过程

《ACS ES&T Water》：Investigating the Transition from pH Adjustment to Orthophosphate Corrosion Control Treatment at Circumneutral pH

　　美国EPA铅和铜规则改进（LCRI）将铅行动水平降至10 μg/L，促使高pH供水系统采用正磷酸盐钝化。研究通过流经管道架实验，对比了立即、渐近和无pH调整三种策略对铅释放的影响，发现正磷酸盐处理显著降低铅（92.5-94.5%），并首次利用μ-XRF和μ-XANES技术揭示了铅通过溶解-沉淀机制形成保护性磷酸盐层。

　　

美国环保署（EPA）的《铅和铜规则改进措施》（LCRI）将铅的允许浓度降至10 μg/L，促使相关机构采用或优化正磷酸盐防腐技术。这一规定对高pH值系统影响尤为显著，许多此类系统可能会转向中性附近的正磷酸盐处理方式（pH值范围为7.2–7.8），但这一转变过程目前仍缺乏深入研究。本研究通过设置包含铅材质管道的流动式管道架，并对管道结垢情况进行分析，评估了三种pH值调整策略：立即调整（24小时内将pH值从8.8降至7.5）、逐步调整（16周内完成pH值调整）以及保持原pH值不变（8.8）。无论pH值或调整策略如何，采用正磷酸盐处理技术的管道架均能使铅含量减少92.5%至94.5%，而对照组管道架的pH值仍为8.8，且碱度大于50 mg/L（以CaCO₃计）。研究人员利用扫描电子显微镜结合能量分散光谱技术（SEM-EDS）、同步辐射X射线荧光成像技术（μ-XRF）和电感耦合等离子体质谱技术（ICP-MS）分析了结垢成分；同时通过X射线衍射（XRD）和X射线近边结构成像技术（μ-XANES）确定了结垢物的相组成。这是首次运用μ-XRF和μ-XANES技术对铅管结垢进行无损二维分析，实现了高空间分辨率的元素检测和相结构分析。铅元素通过溶解-沉淀反应被钝化，可溶性碳酸盐被不溶性磷酸盐取代，形成了一层保护屏障，有效限制了铅向饮用水中的释放。