由于铅是对人体有害的元素之一，饮用水中铅 污染问题引起了人们的重视.通常饮用水中铅的最 大含量可达50/ig/l. 1985年，美国环境保护机构 提出饮用水中铅允许含量降到V10“g/l. 1986 年，美国对饮用水安全法规进行了修订，包括：禁 止在供水系统及管路中使用含铅物质，使用无铅的 焊料或焊剂（指铅含量少于0.2%）,管路及管件的 含铅最不超过8%等等.

　　饮用水中铅的主要来源是水对供水系统中含铅 材料的腐蚀艮出，而不是水中本身带来的.从水处 理工厂输来的水一般是无铅的，但供水管路、焊 料、焊剂等会被水腐蚀，使用户的自来水中含有 铅，一般新装的自来水系统在24个月内铅含量最 高，使用5年后下降很多.铅从焊接处的溶出的另 一原因是焊料与铜管件之间的电化学腐蚀.

　　铅对人体健康是有害的.即使低于最大许可含 量，铅也能导致人体的脑、肾、神经系统及血液的 疾病.健康人血铅的正常范围为10~ 30/ig/ 100ml,血铅偏高会引起疾病，血铅达60〜 80“g/ 100ml、尿铅达130〜150“g/l时达到危害 的临界水平，再高时甚至导致死亡，铅不仅影响造 血过程，中高血铅（30〜40“g/100ml）对人的认 识活动就有反作用.长期以来，认为铅与成人的高 血压、中风、心脏病等有关，孕妇接触铅对胎儿有 危险性.事实表明，高血铅可由饮用水中铅的结果 引起.

一、铅在水中的腐蚀与溶解性能

　　铅是人类使用较久的金属元素之一.铅表面形 成的钝化了的氧化物使它，有较高的耐天然水腐蚀的 性能.由于电化腐蚀等原因，天然水溶解少量铅是 完全可能的.

　　铅腐蚀的阳极氧化过程可表示为：

Pb — Pb2++2e

　　同时在阴极区发生还原过程，在中性或碱性条 件下，阴极过程为水中溶解氧的还原：

 O’ + HQ + Ze — 2OH-

　　这种化学过程导致铅从焊料等含铅物质中溶出，进 入饮用永.

　　影响铅的腐蚀的另一些因素包括：水的物理化 学特征（水流速度、停留时间、温度、pH、硬度 等），含铅材料表面溶液的铅浓度等.在静止的水 中含铅量远高于流动的水，在1.5小时内，静止水 中的含铅量可超过50“g/l （甚至可达1900/ig/l） 而流动水中则接近于零.

　　铅的腐蚀速度也随着水中含氧量的升高而增 大，在蒸馋水中铅的腐蚀速度与水面上空气中的含 氧量成正比.氯气为氧化剂，故加速铅的腐蚀，但 生成的PbC0是微溶性铅盐，PbClj的溶解度就决 定了饮用水中铅的最终浓度.

水的硬度（即含钙量）也影响铅的腐蚀，如图 所京，铅的溶解度随水的硬度的增大而下降.在多 数天然水中，水硬度的增加引起碳酸钙结垢，这一 保护层足以抑制对铅的腐蚀，硬水（硬度大于120 mg/lCaCO3）对铅的腐蚀性比软水小得多.但对 于含碳酸的水，由于能溶解碳酸钙沉淀，仍加速铅的腐蚀.

　　铅的溶解度与饮用水的pH值有关.在碱度较 低时，水中的铅主要以PW+存在，对于低硬度(V 50mg/lCaCO3)的水，Pb?+的浓度对pH值十分 敏感.当pH值增大时，铅的溶解度迅速下降.但 对于高硬度(> lOOmg/1 CaCO］的水,在 PH6.5-8.0范围内，铅的溶解度对pH值是不敏感 的。

　　水的碱度对铅的溶解度的影响还与管道表而， 形成的碳酸铅的形式有关.当沉淀物为PbCOj 时，增大碱度使铅的溶解度下降；当沉积物为 Pb3(OH)2 (CO3)2时，增大碱度却使铅的溶解度增大.

铅的溶解度随水位的升高而增大，所以热水管 中比冷水管中含更多的铅.

　　在水一碳酸盐体系中，正磷酸根离子的存在对 铅的溶解度影响较大.这时在铅的表面上生成了溶 解度比碳酸铅更小的磷酸铅化合物，主要为 Pb5(PO4)3OH.磷酸铅在水中的溶解度与正磷酸根 的浓度有关.在pH 6.5的水中，当正磷酸根浓度 高于1.5mg/ 1时，铅的总溶解度很低，甚至 pH = 8的正磷酸根更少的水中，铅的总溶解度也很 低，但在高碱度的水中(通常高碱度水为硬水)， 必须考虑到水中钙与正磷酸盐之间离子对CaHPO, 及CaH2PO；的生成.由于这些离子对的生成要消 耗水中的正磷酸根，故只能用相当高的正磷酸盐才 能降低Pb5(PO4)3OH的溶解度.因此,在高硬 度.高碱度的水中，添加正磷酸盐以控制饮用水中 铅污染的方法受到了限制.

二、饮用水中铅污染的防治

　　可用各种方法控制饮用水中铅的含量.在控制 铅含量时也要防止供水管路中其它管件的腐蚀损 坏，因为铅只是供水系统采用的许多合金元素之 一，而饮用水对其它金属也是有腐蚀性的.

１.非化学处理法

　　在新的输水系统中采用非铅材料及非铅焊料连 接管件，以减少饮用水中的铅.严格执行1986年 颁布的饮用水安全法规.已经生产出一些少含或不 含铅的焊料，它们有足够的熔点，以代替高铅含量 的焊料，用于连结自来水管.

对于新装的水管，用户在用水前先大量放水冲 洗，因为停滞的水会引起高含铅量.由于这一方法 耗水太多，造成浪费，故不宜推广使用.

2.化学处理法

　　化学处理法对降低饮用水中铅含量是最可行 的.它可同时控制腐蚀、沉淀以改进水质.　调节pH (或碱度)是降低饮用水中含铅量最 常用的方法.在低碱度的水中，当pH调至近于 8.5时，铅的溶解度就下降了，但铅的溶解度还不 足以下降到“最大安全含量”.在高碱度水中，也可 通过提高pH来降低铅的溶解度，但这时碳酸钙结 垢的趋势增大了，调节pH的原理是简单的，但存 在一些缺点：不论是对低或高碱度的水调节pH都 会影响氯气的消毒能力.高pH会导致加入的氯气 多数以cio-存在，它的消毒活性比次氯酸 (HC1O)低.在中等pH时氯主要以HC1O (如 pH=7时70%氯以HC1O)存在，为了达到一定 的消毒效果就必须通入过量氯气，而过分地氯化对 供水系统中使用的铜合金是有害的.

中等硬度及足够碱度的水常通过形成碳酸钙结 垢层而得到腐蚀控制.虽然这一措施对保护铜及钢 铁部件是正确的，但对含铅的焊结处却带来严重问 题，理论计算表明：PH7.5〜8.5以及含至少 100mg/lCaCO3的水可溶解铅，溶解量超过“最大 安全含量•.尤其在整夜静止的此种水中，铅浓度 可达 160~250/4g/l.

　　调节pH超过7.5的另一缺点是增加了管路的 局部腐蚀.在接近中性或低于中性pH的含氧饮用水中，钢铁腐蚀是均匀的，当pH大于7.5时，由 于有较多的腐蚀产物附若于金属表面上，局部腐蚀 就成了主要因素.管路的严重点蚀导致水的流动能 力下降及输水费用的增加.既减少饮用水中铅的溶解度又能控制整个供水 系统腐蚀的最有效方法是使用缓蚀剂.正磷酸盐可 在低及高碱度的水中降低铅的溶解度.大约1~ 2mg / 1的PO了就可在较低的pH范围内有效地降 低铅的溶解度.实践证明；使用锌/正磷酸盐复合缓蚀剂与单 独使用正磷酸盐相比较在降低铅溶解度方面毫无改 进.但因为锌/正磷酸盐在抑制供水系统中其它管 路材料的腐蚀是有效的，故锌/正磷酸盐复合缓蚀 剂可用于碳酸钙结垢倾向低的水中.这种复合缓蚀 剂无防结垢性能，故一般用于近中性、带有腐蚀性 的软水中.美国波士顿、马萨诸塞等地采用锌/正磷故盐 控制饮用水中的含铅虽，波士顿水pH为6.7,硬 度以CaCOj计为14mg/l,带有腐蚀性。由于在 管道及焊料中仍采用含铅材料，饮用水中铅含量较 高，一些地区超过0.05mg/l,该地的饮用水中采 是pH太低，于是用NaOH调节pH,再用锌/正 磷酸盐.一般说来，在减少饮用水中铅污染的同 时，为了控制钢铁的腐蚀，必须保持pH 7.27.4.

在市政供水系统中采用锌/焦磷酸盐是控制腐 蚀、结垢及稳定铁、锭部件的一项有效处理方法. 虽然在降低铅溶解度方面，焦磷酸盐的效果不如正 磷酸盐，但锌/焦磷酸盐对降低钢铁的腐蚀十分有 效（有效的pH范围为6〜7.5）,而旦缓和了饮用 水的红水利黑水问题，故锌/焦磷酸盐被广泛地应 用.焦磷酸盐的用量为2—4mg/L.锌/焦磷酸 盐的优点还在于降低腐蚀瘤的生成以及防止CaCO, 结垢阻挡层的生成.

　　历史上硅酸盐在低碱度的软水中作为缓蚀剂. 但对于保护钢铁来说，其效果仍不能与磷酸盐系处 理剂相比.而且，由于硅酸铅膜的形成是缓慢的， 加入硅酸盐后要较长时间（8~9月）才能防止铅 的溶解.所以，硅酸盐一般不推荐用于供水系统中 以防止铅的污染。

　　陈恕华编译自《材料性能》（美）1990 Vol 29