樊繼鵬1梅忌，2，余秀娟1除破，2牧氮，魏曉培1，2瑰枫，陳雨欣1踱葛，2，徐振東1光坝，2尸诽，顧娟紅1，2
（1.蘇州出人境檢驗檢疫局檢驗檢疫綜合技術(shù)中心盯另，江蘇蘇州215104性含；2.蘇州華博日化品檢測服務(wù)有限公司，江蘇蘇州215104）
摘要：在靜態(tài)試驗條件下土铺，研究給水管網(wǎng)中3種常用的塑料管材胶滋，無規(guī)共聚聚丙烯管(PP-R)板鬓、硬聚氯乙烯管(U-PVC)和聚乙烯管(PE)總有機(jī)碳(T0C)的釋放情況。結(jié)果表明：3種塑料管材中究恤，U-PVC管中T0C的析出量較小俭令，PP-R管次之，PE管最大部宿；隨著浸泡溫度(10-55℃)的增加抄腔，3種管材中T0C的析出量呈上升趨勢(PP-R為0.02~0.32mg/L、U-PVC為0.01~0.22mg/L理张、PE為0.1-0.64mg/L)赫蛇；隨著滯留時間(4~128h)的延長，3種管材中T0C的析出量均呈上升趨勢(PP-R為0~0.18mg/L雾叭、U-PVC為0~0.12mg/L悟耘、PE為0.08~0.42mg/L)；同時织狐，抽檢了市面上不同品牌PP-R管(25種)暂幼、U-PVC管(20種)，PE管(20種)移迫，其TOC測試結(jié)果均符合衛(wèi)生指標(biāo)要求旺嬉。文中明確了塑料給水管材中TOC在不同滯留時間、輸配溫度下的析出情況厨埋，旨在為塑料管材的安全規(guī)范使用提供進(jìn)一步的參考邪媳。
關(guān)鍵詞：塑料管材；總有機(jī)碳（TOC）荡陷；析出性
飲用水在實際輸配水過程中雨效，由于輸配水管材問題，極易造成飲用水的二次污染[1-2]废赞。據(jù)美國環(huán)保局統(tǒng)計设易，美國在未來20年將花費(fèi)約200億美元來修復(fù)輸配水管道。近年來蛹头，給水管網(wǎng)中的傳統(tǒng)金屬管材也逐漸被塑料管材取代顿肺。目前，我國常用的塑料管材主要有聚氯乙烯U-PVC管渣蜗、聚乙烯PE管屠尊、無規(guī)共聚聚丙烯PP-R管等[3-9]，建筑給水耕拷、熱水供應(yīng)和供暖管以及城市供水管道(DN40以下)80%以上采用塑料管[10]讼昆。塑料管材因其性能優(yōu)越已成為居民輸配水安裝的首選材料，但塑料管材除了自身存在的各類有機(jī)單體外骚烧，在加工過程中浸赫，也會額外加人穩(wěn)定劑闰围、抗氧化劑、著色劑等[11]既峡。輸配水在管道中往往有一定的滯留期羡榴，美國水工業(yè)協(xié)會出理想節(jié)水點(diǎn)水齡標(biāo)準(zhǔn)31.2~72h[12]，實際在采用區(qū)域統(tǒng)一供水時运敢，水在管網(wǎng)中的平均停留時間可達(dá)到168h[13]校仑，且隨著天然氣的普及，受熱的飲用水對塑料管材的侵蝕传惠，會加速管體單體和添加物的析出迄沫。因此，結(jié)合居民生活中用水水溫卦方、滯留時間研究飲用水污染問題羊瘩，意義顯著。
對于塑料管材中評價有機(jī)污染物含量的綜合指標(biāo)主要有化學(xué)需氧量(COD)和TOC盼砍。T0C代表水體中全部有機(jī)物的含量困后，與COD之間存在一定的線性關(guān)系[14]。目前衬廷，對于輸配水管材的研究主要為定性或定量分析管材中衛(wèi)生指標(biāo)的含量以及管材中浸出成分對水體生物穩(wěn)定性的影響等，對居民常用的輸配水溫和滯留時間對T0C的影響研究甚少汽绢。因此吗跋，本文通過靜態(tài)試驗?zāi)M居民生活中給水網(wǎng)的輸配水狀態(tài)，考察不同管材宁昭、不同輸配溫度和滯留時間對T0C含量的析出性影響跌宛，對于塑料管材安全衛(wèi)生使用，具有參考意義积仗。
１試驗材料與方法
1.1試驗儀器與設(shè)備
涉水產(chǎn)品輸配水管沖洗裝置疆拘，蘇州出人境檢驗檢疫局檢驗檢疫綜合技術(shù)中心研制；T0C-LCPHT0C分析儀寂曹，日本島津公司哎迄；HH-S18水浴鍋，常州市國立試驗設(shè)備研究所隆圆；ClimaCell222恒溫濕箱漱挚，德國MMM集團(tuán)；320P-01PH測試儀渺氧，美國Ori-on公司旨涝；58700-00余氯總氯分析儀，美國Hach公司侣背。
1.2 材料與試劑
PP-R白华、U-PVC慨默、PE管，取自19個生產(chǎn)廠家弧腥，其中PP-R管25種(13種管內(nèi)徑Φ=20 mm厦取，12種管內(nèi)徑Φ=16 mm=)，U-PVC管20種(16種管內(nèi)徑Φ=20 mm鸟赫，4種管內(nèi)徑Φ=16 mm)蒜胖，PE管20種(13種管內(nèi)徑Φ=20 mm，7種管內(nèi)徑Φ=16mm)抛蚤。次氯酸鈉(優(yōu)級純)台谢、無水氯化鈣(分析純)、碳酸氫鈉(優(yōu)級純)岁经、總有機(jī)碳(1000μg/mL)標(biāo)準(zhǔn)品朋沮，0.45μm濾膜，均采購于上海安譜實驗科技股份有限公司缀壤。
1.3試驗方法
根據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》(2001)中附件2《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料衛(wèi)生安全評價規(guī)范》附錄A設(shè)計試驗管段靜態(tài)浸泡方法樊拓，模擬生活飲用水管輸配水狀態(tài)。選取PP-R塘慕、U-PVC筋夏、PE輸配水水管，將其截成長度為1m和30cm的長管段图呢，選用輸配水管沖洗裝置對待測PP-R条篷、U-PVC、PE管沖洗30min蛤织，再用去離子水沖洗2~3次備用赴叹。浸泡液配制:去離子水(電導(dǎo)率<2μS/cm)，0.025mol/L次氯酸鈉溶液,0.04md/L無水氯化鈣溶液指蚜，0.04mol/L碳酸氫鈉緩沖液乞巧，按比例配制成pH值為7.8~8.0、硬度為100mg/L摊鸡、有效氯為2mg/L的浸泡液绽媒，浸泡液現(xiàn)配現(xiàn)用。然后免猾，在待測的輸配水水管中裝滿上述制備好的浸泡液些椒，兩端用包有聚四氟乙烯薄膜的干凈橡皮塞塞緊，待處理掸刊。
1.3.1 種管材中TOC含量篩查試驗
將3種管材PE免糕、PP-R、U-PVC樣品截成長度為1m的長管段，裝人輸配水管沖洗裝置沖洗30min石窑，沖洗完畢后牌芋，再用去離子水沖洗3次。在待測的輸配水水管中裝滿上述制備好的浸泡液松逊，兩端用包有聚四氟乙烯薄膜的干凈橡皮塞塞緊躺屁，于25℃避光的條件下浸泡24h后，取其浸泡液经宏，測試3種管材PE犀暑、PP-R、U-PVC在浸泡液中TOC的含量烁兰，每種管段的浸泡試驗需進(jìn)行3次平行試驗耐亏。
1.3.2 輸配水溫度影響考察試驗
將3種管材PE、PP-R沪斟、U-PVC樣品截成長度為30cm的長管段广辰，裝入輸配水管沖洗裝置沖洗30min，沖洗完畢后主之，再用去離子水沖洗3次择吊。在待測的輸配水水管中裝滿上述制備好的浸泡液，兩端用包有聚四氟乙烯薄膜的干浄橡皮塞塞緊后槽奕，置入恒溫恒濕箱几睛，在溫度分別為10、15粤攒、25所森、35、45琼讽、55℃條件下進(jìn)行試驗，考察輸配水溫度對管材中T0C含量變化的影響洪唐，每種管段的浸泡試驗需進(jìn)行3次平行試驗钻蹬。
1.3.3滯留時間影響考察試驗
3種管材PE、PP-R凭需、U-PVC樣品處理前過程同1.3.1操作步驟问欠，待管材兩端用包有聚四氟乙烯薄膜的干凈橡皮塞塞緊后，在浸泡溫度為25℃粒蜈，浸泡時間分別為4顺献、8、16枯怖、32注整、64、128h的條件下進(jìn)行試驗，考察滯留時間對管材中T0C含量變化的影響肿轨，每種管段的浸泡試驗需進(jìn)行3次平行試驗寿冕。
1.3.4空白試驗
浸泡試驗均對應(yīng)一個空白對照試驗，取相同容積的帶蓋潔凈玻璃瓶裝滿新配置的浸泡水椒袍，與裝滿浸泡液的管段一起放置在相同條件下驼唱，每種管段的浸泡試驗需進(jìn)行3次平行試驗。
1.3.5測定項目及分析方法
水樣中T0C的測定驹暑，參照《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗方法有機(jī)物綜合指標(biāo)》(GB 5750.7-2006)中總有機(jī)碳測試方法(差減法)玫恳。采集浸泡后水樣（管段浸泡液和空白對照水樣），過0.45μm濾膜后优俘，取其樣液進(jìn)入T0C分析儀測試京办，T0C＝TC(總碳)-IC(無機(jī)碳)。
1.3.6數(shù)據(jù)處理
各指標(biāo)值測定重復(fù)3次兼吓，取平均值臂港，用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并利用SAS 9.0中Duncan’s新復(fù)極差分析法進(jìn)行檢驗(P＜0.05差顯著视搏，P＞0.05差異不顯著)审孽。
2結(jié)果與討論
2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線及檢出限
采用T0C、IC標(biāo)準(zhǔn)儲備液100mg/L浑娜，將其配制為0佑力、0.2、0.5筋遭、1.0屯掖、2.0、5.0镐作、10.0mg/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液暮顺，測相應(yīng)的峰面積。
由圖1可得TC擬合方程:y＝3.639x(R2＝0.9990)响驴，說明峰面積與樣品中TC含量呈良好的線性關(guān)系透且。
由圖2可得IC擬合方程: y＝3.917x(R2＝0.9999)，說明峰面積與樣品中1C含量呈良好的線性關(guān)系豁鲤。
同時秽誊，參照《分析方法標(biāo)準(zhǔn)制修訂技術(shù)導(dǎo)則》(HJ168-2010)對空白(或低濃度)進(jìn)行五日AQC測試，得出檢出限MDL＝0.1mg/L對空白樣品用檢出限劑量進(jìn)行加標(biāo)測試確認(rèn)琳骡，該濃度可檢出锅论，且優(yōu)于國標(biāo)方法的最低檢出濃度(0.5mg/L)，滿足T0C的痕量分析要求楣号。
2.2 3種管材中的TOC含量
圖3為3種管材PE最易、PP-R怒坯、訂-PVC樣品在常溫25℃條件下，避光餐泡24h后耘纱，敬肚，餐泡液中T0C析出含量的試結(jié)果。
由圖3可知束析，PE樣品TOC的濃度分布比PP-R艳馒、U-PVC祥品中要高可能是由于不同管材在生產(chǎn)過程中使用了不同種類、不同濃度的有機(jī)物添加剤员寇。通常情況下弄慰，相比于U-PVC管，PE管和PP-R管為了提高產(chǎn)品性能蝶锋，在生產(chǎn)過程中往往使用較多的有機(jī)添加劑如抗氧化劑[7陆爽，11]，但3種管材的測試結(jié)果均符合《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評價規(guī)范》(2001)中TOC限值(<1mg/L)要求扳缕。
2.3 輸配水溫度的影響
圖4為3種管材PE慌闭、PP-R、U-PVC樣品在10躯舔、15驴剔、25、35粥庄、45丧失、55℃條件，避光浸泡24h后惜互，TOC的析出情況變化布讹。
試驗考察了不同管材在靜態(tài)輸配水狀態(tài)、不同輸配水溫度條件下對T0C析出情況的影響训堆。由圖4可知描验，隨著溫度的升高，T0C的析出量整體呈上升趨勢坑鱼。當(dāng)輸配溫度小于35℃時膘流，3種管材T0C的析出量，變化趨勢緩慢姑躲；當(dāng)輸配溫度大于35℃時睡扬，T0C析出量較高盟蚣；當(dāng)輸配溫度超過45℃時黍析，析出增量加快，其中屎开，溫度在55℃時阐枣，PE管中T0C浸出濃度達(dá)到0.64mg/L，約是10℃時初始濃度的6倍，且差異顯著(p＜0.05)蔼两，但PPR管甩鳄、PE管、U-PVC管中T0C的析出總量尚未超標(biāo)额划。
2.4 滯留時間的影響
圖5為3種管材PE妙啃、PP-R、U-PVC樣品在浸泡時間分別為4俊戳、8揖赴、16、32抑胎、64燥滑、128h條件下，避光浸泡后阿逃，T0C的析出情況變化铭拧。
由圖5可知，隨著滯留時間的延長恃锉，T0C的析出量整體呈上升趨勢搀菩。其中，PE管釋放有機(jī)物的濃度最高淡喜，浸泡初期向水體釋放較快秕磷，隨著PE管中水體滯留時間的延長，水體中有機(jī)物濃度持續(xù)增加炼团，但增加速度減緩澎嚣，在浸泡64h后，T0C濃度增加至0.36mg/L瘟芝，是滯留時間為4h時的4倍易桃；P-R管整體釋放較緩，在滯留時間128h后锌俱，T0C濃度增加至0.18mg/L晤郑；U-PVC管在32h內(nèi)T0C的增長速度較慢，32h后贸宏，析出濃度增加較快造寝，浸泡128h后，U-PVC管水中TOC的濃度達(dá)到0.12mg/L吭练〗肓總體看來，PE管對管網(wǎng)水T0C污染的貢獻(xiàn)大于PP-R管和U-PVC管鲫咽。
2.5 塑料給水管材TOC指標(biāo)抽檢結(jié)果分析
對市面上不同品牌PP-R管(25種)签赃、U-PVC管材(20種)谷异、PE管(20種)進(jìn)行抽檢測試，其T0C檢測結(jié)果如表1所示锦聊。
在居民生活中歹嘹，家用輸配水管路PP-R管相比PE管、U-PVC管用量偏多孔庭，抽檢中有側(cè)重地加大了比例尺上。由表1可知，所抽檢的3種管材均合格≡驳剑現(xiàn)實中尖昏，PE管、PP-R管构资、U-PVC管的污染抽诉，可能來源于管材使用過程中的輸配水溫、管網(wǎng)水滯留時間吐绵、管材老化等多種因素迹淌，高水溫和長水力滯留時間可能造成管材中有機(jī)物的釋放，引起水質(zhì)進(jìn)一步惡化己单。
3 結(jié)論
(1)通過在3種管材中加人含有活性氯等化學(xué)試劑的水質(zhì)來模擬生活用水唉窃，在一定濃度的游離氯、不同溫度和不同滯留時間等條件下纹笼，用T0C分析儀測定管材中T0C的析出量纹份，表征和監(jiān)控管材中T0C的污染程度。
(2)不同管材輸配水過程中廷痘，T0C的析出存在差異蔓涧。其中，PP-R管和PE管的有機(jī)物釋放能力相對較強(qiáng)笋额，且隨著輸配溫度的提升元暴，各管材向水體釋放T0C的速度加快；隨著管網(wǎng)中水力滯留時間的延長兄猩，滯留區(qū)會累積管材釋放的有機(jī)物茉盏，引起水質(zhì)污染。給水管材在使用過程中引人的有機(jī)物污染研究尚處于起步階段枢冤，而現(xiàn)實中不同的水齡以及管齡老化等問題引起的污染物遷移仍有待于進(jìn)一步研究鸠姨。
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