Wie Korrosion die Wasserversorgung der Haushalte bedroht und was wir dagegen tun können

Es gibt mehr als 2,2 Millionen Meilen der unterirdischen Wasserinfrastruktur in den USA, von denen ein großer Teil seine vorgesehene Lebensdauer weit überschritten hat. Je mehr unsere Bevölkerung wächst und je mehr klimabedingte Katastrophen wie Überschwemmungen, Wirbelstürme und extreme Temperaturen auf diese Systeme einwirken, desto größer wird die Gefahr von Korrosion.

Es ist viel zu einfach, dieses Risiko zu vergessen, wenn diese Pipelines vergraben sind. Die Mentalität "aus den Augen, aus dem Sinn" erhöht das Risiko von Versorgungsunterbrechungen und Störungen der öffentlichen Gesundheit. Es gibt Maßnahmen, die die Gemeinden ergreifen müssen, damit die Wasserversorgung der Haushalte zuverlässig, sicher und für alle, die sie benötigen, zugänglich bleibt.

Korrosion und Trinkwasserinfrastruktur

Wenn Metall der Korrosion ausgesetzt ist, es unterliegt einer allmählichen Verschlechterung. In Trinkwassersystemen kann dies von innen geschehen, wenn das Wasser mit den Rohrwänden reagiert, und von außen durch Bodenfeuchtigkeit, Salzgehalt und Verunreinigungen. Durch Korrosion wird das Metall zersetzt, wodurch Blei, Kupfer, Eisen und Mangan ins Trinkwasser gelangen. Rost baut sich auf und behindert den Durchfluss, wodurch die Rohrwände versagen und das Risiko eines Rohrbruchs steigt.

Die EPA (Environmental Protection Agency) sagt voraus, dass unsere Trinkwassersysteme mehr als $470 Milliarden in Reparaturen bis 2037 investieren, um ein erhöhtes Gesundheitsrisiko zu vermeiden. Korrosion ist eine der Hauptursachen für diese hohen Kosten.

Überschwemmungen, Salzwasser und die wachsende Korrosionsbedrohung

Niemand will ein weiteres Flint, Michigan Szenario. Die Kommunen stehen vor schwierigen Entscheidungen, und Flint war nicht anders. Die Umstellung der Wasserversorgung von Detroit auf den Flint River im Jahr 2014 setzte die Gemeinde massiven gesundheitlichen Bedenken aus, die schließlich zu landesweiten Schlagzeilen und Gerichtsverfahren führten, was viel höhere Kosten als erwartet verursachte.

Einige der Optionen im Zusammenhang mit dem Wasserversorgungsmanagement liegen außerhalb der Entscheidungsprozesse ausgewählter Gremien oder städtischer Ämter. Die Volatilität des Klimas nimmt zu und setzt die Systeme größeren Korrosionsrisiken aus, insbesondere in Küstengebieten, niedrig gelegenen oder hochwassergefährdeten Gebieten. Das erfordert besondere Aufmerksamkeit, um es zu vermeiden:

• Bodensättigung & Anodenabschirmung: Steigende Grundwasserspiegel erhöhen die Leitfähigkeit der Umgebung von vergrabenen Infrastrukturen. Die Streustrombewegung wird verstärkt und sättigende Schutzbeschichtungen können nicht mehr effektiv funktionieren. Dadurch entstehen sauerstoffarme Zonen, die mikrobiell beeinflusste Korrosion (MIC) begünstigen.
• Eindringen von Salzwasser: Die Küstenregionen von Maine bis Florida sind bereits von Sturmfluten und dem Anstieg des Meeresspiegels betroffen. Salzwasser wird dann in Systeme eingeleitet, die ursprünglich für die Verwendung von Süßwasser konzipiert wurden. Salz (insbesondere Chloridionen) ist äußerst aggressiv gegenüber Metallen wie Stahl und Kupfer. Dieses salzhaltige Hochwasser dringt in Ventilkästen, Hydranten und Maschinenräume ein. Sehen Sie sich nur an Der Hurrikan Katrina 2005 nach Beweisen für solche Schäden.  
• Temperaturextreme & Bodenverschiebungen: Eine Veränderung der plötzlichen Frost-Tau-Zyklen kann Schutzschichten oder ganze erdverlegte Rohrleitungssysteme und Tanks aufbrechen und verdrängen. In dem Moment, in dem die Schutzbarriere durchbrochen wird, beginnt die Korrosion zu wirken. Bodenverschiebungen, die durch dieselben Prozesse verursacht werden, belasten die Verbindungen, was zu Lecks und erhöhter Korrosion führt.

Tatsache ist, dass der Klimawandel ein höheres Risiko von korrosiven Elementen verursacht. Es gibt einen Grund dafür, dass die U.S. Army Corps of Engineers veröffentlicht aktualisierte Pläne zur Anpassung an den Klimawandel. Dies ist nicht länger ein theoretisches Problem.

Warum Hausbesitzer sich kümmern sollten

Je mehr kommunale Einrichtungen und Infrastrukturen von Korrosionsschäden betroffen sind, desto größer ist das Risiko für Frauen, Männer und Kinder, die Wasser in ihren Häusern erhalten. Blei sickert ins Wasser, und der Druck lässt nach. Selbst so etwas Einfaches wie ein nicht repariertes Leck kann zu hohen monatlichen Stromrechnungen führen.

Ihr Haus könnte gefährdet sein, wenn:

• Es wurde vor 1986 gebaut
• Sie können Metall in Ihrem Wasser schmecken, oder es ist verfärbt
• Sie leben an der Küste oder in überschwemmungsgefährdeten Gebieten
• Ihre Sanitäranlagen enthalten verzinkten Stahl

Korrosion beeinträchtigt die internen Rohrleitungen. Dies führt zu teuren Reparaturen, verminderter Wasserqualität, niedrigeren Immobilienwerten und einem größeren Gesundheitsrisiko (insbesondere für kleine Kinder und schwangere Frauen).

Wie Ingenieure die Korrosion der Wasserinfrastruktur bekämpfen

Die gute Nachricht ist, dass es Hilfe gibt. Korrosion mag unvermeidlich sein, aber mit den richtigen Mitteln ist sie auch beherrschbar. Fachleute mit direkter Erfahrung in den Bereichen Korrosionswissenschaft, kathodischer Schutz und Umwelttechnik sind entscheidend für die Sicherheit und Langlebigkeit kommunaler Wassersysteme.

Der Einsatz von kathodischen Schutzsystemen bietet eine fortschrittliche und überwachte Sicherheit, die Korrosionsaktivitäten von kritischen Pipelines, Tanks und anderen Einrichtungen (wie z.B. einer Wasseraufbereitungsanlage) ablenkt. Bei richtiger Planung und Wartung kann dies die Lebensdauer von Ressourcen um Jahrzehnte verlängern, insbesondere in Kombination mit IoT-Sensoren (Internet der Dinge), Cloud Computing und ML-Integrationen (maschinelles Lernen).

Erfahrene Ingenieure werden auch korrosionsbeständige Materialien empfehlen und installieren. Anstelle von Kupfer, verzinktem Stahl und Bleirohren aus alten Systemen können neue Materialien wie Polyethylen hoher Dichte oder PVC eingesetzt werden. Epoxidbeschichtetes duktiles Eisen oder schmelzgebundene Beschichtungen sorgen dafür, dass erdverlegte Rohrleitungen gut geschützt sind. Selbst etwas so Einfaches wie Edelstahlfittings reduziert die Belastung durch den Salzgehalt.

Der Schwerpunkt muss auf Schutzbeschichtungen und Auskleidungen liegen, wie z.B. Epoxidbeschichtungen auf Stahlrohren oder Zementmörtelauskleidungen in Wasserleitungen. Diese müssen jedoch regelmäßig gewartet und in Echtzeit überwacht werden.

Deshalb ist die Zusammenarbeit mit Teams wie dem unseren bei Dreiym Engineering so wichtig. Sie brauchen diese fortschrittlichen Korrosionsuntersuchungen und Bodenwiderstandstests, um sicherzustellen, dass die Umgebung keine zukünftigen Schäden verursacht. Zumindest sollten Sie ein Team wie das unsere beauftragen, wenn Sie einen kathodischen Schutz für die Wasserinfrastruktur in Erwägung ziehen, um die Zukunft zu sichern oder eine Schätzung vorzunehmen.

Was die Gemeinden tun können

Die Verantwortung für die Bereitstellung von sauberem, sicherem und brauchbarem Trinkwasser liegt oft auf den Schultern von Gemeinden und Verwaltungsräten. Das kann eine echte Herausforderung sein, wenn die Budgets knapper werden und der Klimawandel sich darauf auswirkt, wo die verfügbaren Ressourcen am besten eingesetzt werden können. Das Ende Ergebnis ist, dass Korrosion Die Verwaltung wird oft zugunsten einer anderen "kritischeren" Situation aufgeschoben.

Um solche Situationen zu vermeiden, sollte eine vorausschauende Gemeinde:

• Planen und führen Sie regelmäßige Risikobewertungen für die am meisten gefährdete Infrastruktur durch
• Implementieren Sie intelligente Überwachungsgeräte wie ML, IoT und kathodische Schutzsysteme
• Planen Sie eine "klimaresistente" Infrastruktur, die Systeme so umgestaltet, dass sie Überschwemmungen, Salzbelastung und Temperaturschwankungen standhalten.
• Arbeiten Sie mit Spezialisten zusammen, die eine langfristige Korrosionsplanung anbieten können.

Es ist unbedingt erforderlich, dass die Gemeinden die langfristigen Kosteneinsparungen und die verringerten Gesundheitsrisiken erkennen, die mit diesen Maßnahmen verbunden sind, anstatt sich nur auf die Kosten im Vorfeld zu konzentrieren. Diese Änderungen jetzt vorzunehmen, ist wahrscheinlich viel kosteneffizienter, als eine Abstimmung auf Jahre oder Jahrzehnte hinauszuschieben, wenn es schon viel zu spät ist.

Was Hauseigentümer tun können

Während die Gemeinden den größten Teil der Wasserinfrastruktur kontrollieren, können Hausbesitzer verschiedene Maßnahmen ergreifen, um das Risiko von korrosionsbedingten Wasserproblemen zu verringern. Viele ländliche Gemeinden nutzen Brunnen oder haben veraltete Systeme, die ausgetauscht werden müssen. Ein verantwortungsbewusster Hauseigentümer sollte dies berücksichtigen:

• Jährliche Wassertests zum Nachweis von Mineralien, Metallen und pH-/Härtewerten für Korrosionsgefahren
• Überprüfung der Art der bereits im Haus installierten Rohrleitungen, um sicherzustellen, dass sie kein riskantes Kupfer, Blei oder verzinkten Stahl enthalten
• Installieren Sie fortschrittliche Filteranlagen für das Wasser am Ort des Verbrauchs, insbesondere in Haushalten mit kleinen Kindern.
• Lassen Sie vor dem Trinken 30-60 Sekunden lang kaltes Wasser laufen, um mögliche Verunreinigungen auszuspülen.

Ein wenig Aufklärung der Öffentlichkeit trägt viel dazu bei, das Gesundheitsrisiko für die Bevölkerung zu senken. Die Kommunikation sollte von den städtischen Behörden und Gesundheitsorganisationen ausgehen, aber durch das Wissen und die Erfahrung von angesehenen Ingenieurbüros wie Dreiym Engineering unterstützt werden.

Gesundheit der Infrastruktur ist öffentliche Gesundheit

Das Risiko der Korrosion ist vielleicht nicht so faszinierend wie ein politischer Skandal oder ein Großbrand, der eine ganze Innenstadt in Mitleidenschaft zieht. Das Problem ist, dass diese stille, anhaltende Bedrohung das Trinkwasser von Millionen von Haushalten beeinträchtigt. Sobald ein System beschädigt ist oder Schadstoffe in die Infrastruktur eindringen, wächst das Risiko exponentiell.

Die Abschwächung der Bedrohung durch klimawandelbedingte Ereignisse wie Überschwemmungen, Salzwassereinwirkung, Hurrikane und andere Katastrophen muss im Mittelpunkt stehen. Intelligentes Design, Materialwissenschaft und proaktive Überwachung sind entscheidend für die vorbeugende Instandhaltung.

Die Zusammenarbeit mit unserem Team bei Dreiym Engineering stellt sicher, dass Sie einen erfahrenen Partner haben, der Ihnen Beratung und Design für kathodische Schutzsysteme und fortschrittliche Überwachungslösungen anbieten kann. Wir sind bereit, die nächste Generation von widerstandsfähigen Wassersystemen zu unterstützen.