Mangan ist nicht eine besonders giftige mineral. In der Tat, brauchen die Menschen etwas in Ihrer Ernährung um gesund zu bleiben.

Forschung an der Washington University in St. Louis hat jedoch gezeigt, dass in Verbindung mit bestimmten anderen Chemikalien, ein natürlich vorkommendes Mangan führen zu großen Veränderungen in der Wasser in bleirohre. Je nachdem, welche Desinfektionsmittel werden eingesetzt in der Wasser, diese änderungen können erhebliche-sogar gefährlich — Folgen.

Die Ergebnisse wurden vor kurzem veröffentlicht in Environmental Science and Technology.

Die Forschung konzentriert sich auf eine einzigartige form von Blei, PbO2 oder bleidioxid (Blei in der plus-4 oxidation state). Bleidioxid hat eine sehr geringe Wasserlöslichkeit-es nicht leicht in Wasser auflösen allein. Es ist auch ungewöhnlich in der Natur, im Gegensatz zu den bekannteren PbCO3, die Blei-Karbonat, das macht den Skalen, die eher die form von Rohren.

„Sie nicht finden, PbO2 in die Umwelt, denn es ist kein starkes Oxidationsmittel ist,“ sagte Daniel Giammar, Walter E. Browne, Professor für Umwelt-Engineering an der McKelvey School of Engineering. „Aber gute Desinfektionsmittel sind oft gute Oxidationsmittel.“

Chlor ist eine große Desinfektionsmittel, so viel, so dass es Häufig in Trinkwasser, in Amerika und in der ganzen Welt. Es ist auch gut, Oxidationsmittel und fördert die Umwandlung von Blei-Carbonat zu bleidioxid.

Es stellt sich heraus, jedoch, dass der Prozess ist nicht besonders schnell, eine Tatsache, die Sticheleien mit einigen real-world-Systemen, aber, scheinbar, nicht mit anderen.

„Wenn man sich auf ein system, das hat dazu geführt, Rohre und freies Chlor, dann muss man die Berechnungen, die Sie erwarten würden, dass jeder einzelne eine würde haben bleidioxid auf die Rohre,“ Giammar sagte. „Aber wir sehen nicht, dass. Es macht uns denken: Etwas anderes ist beeinflussen, ob oder nicht ein bestimmtes system endet mit bleidioxid auf seiner inneren Oberfläche.

„Das ist, wo Mangan kommt in.“

In Anwesenheit von Oxidantien, Mangan leicht ändern Oxidationsstufen; wenn das Mangan in Kontakt kommt, mit Chlor, es ist oxidiert, drehen in Manganoxid. Sowohl in computer-Modellen und in Experimenten, die nachgeahmt-Wasserleitungen-komplett mit künstlichen Leitungswasser — Giammar s lab gefunden, die Mangan-OXID wirkte wie ein Katalysator, die Erhöhung der rate der Umwandlung von Blei-Carbonat zu bleidioxid um zwei Größenordnungen.

„Das Chlor ist immer noch das edukt, dass wir die lead conversion, aber die Mangan-OXID als Katalysator wirkt es schneller zu machen,“ Giammar sagte.

Diese Forschung kann auch helfen, informieren die Art und Weise andere Chemische Wechselwirkungen, Auswirkungen auf Tarife der transformation führen. „Was für andere Dinge, die nicht führen, kann sich auf diese Preise?“ Giammar gefragt. „Tun Eisenoxide es tun? Aluminium ist etwas, das wir studieren, zu.“

Weitere Forschung in das Verständnis, welche Reaktionen beeinflussen, führen transformation Preisen und auch sonst Einfluss auf die Verfügbarkeit von Blei im Wasser führt zu einer mehr als Durchbrüche im Labor. Sie haben Reale Auswirkungen auf die Gesundheit.

Nehmen Sie Washington, DC im Jahr 2000 zum Beispiel.

Die District Water and Sewer Authority geändert Chlor Desinfektionsmittel zu einer weniger starken namens Chloramin, weil das Chlor wurde die Schaffung einige unangenehme Nebenerscheinungen. Aber es war eine unvorhergesehene Folge.

„Wenn die Wasserbehörde eingeschaltet das Desinfektionsmittel, das führen von Kohlendioxid in der Kesselstein war nicht mehr stabil“, sagte er. „Es löste sich schnell und erzeugte hohe Konzentrationen von Blei im Leitungswasser.“

Die Ereignisse in DC aus anderen Systemen unter Verwendung von freiem Chlor anfangen zu Fragen Fragen darüber, ob oder nicht Sie sollten besorgt über bleidioxid, wenn Sie waren zu ändern, um Chloramin. Interessanterweise viele Systeme beobachten bleidioxid in die Skalen führen service-Linien, aber andere Systeme nicht. Unterschiedlichen Konzentrationen von Mangan zwischen öffentlichen Wasser-Systeme könnten möglicherweise erklären diese Unterschiede.

„Wie du gehst, um die Behandlung Ihrer Wasser hängt von der Herkunft und Zusammensetzung, auch Ihre Infrastruktur,“ Giammar sagte. „Es gibt keine one size fits all“.

Diese Entdeckung war ein Unfall.

Das Labor war mit einem anderen experiment mit künstlichen Leitungswasser in Blei-Rohren und behandelt Sie mit Chlor, um zu sehen, ob Sie es schaffen könnte, bleidioxid.

Sie enthalten Stoffe, die üblicherweise in Leitungswasser: calcium, magnesium, Natrium und Chlorid. „Es war eine neue Schülerin an dem Projekt arbeiten und, anstatt das hinzufügen von magnesium, fügte Sie hinzu Mangan,“ Giammar sagte.

Dann wurde es seltsam. „Das Wasser war klar gewesen, plötzlich war es finster und schwarz.“

Es gab eine Menge von Blei-Niederschlag für ein paar Wochen, aber dann ist es gestorben.

„Wir öffneten die Rohre und sah,“Giammar sagte. „Oh, wir haben die bleidioxid, die wir versuchten zu machen.“ Die Mangan beschleunigt einfach den Prozess.