给水塑料管材生物稳定性快速评价方法的建立与运用

第46卷第4期2014年8月西安建筑科技大学学报(自然科学版)J．Xi’anUniv．ofArch．&Tech．(NaturalScienceEdition)V_0ll46NO．4Aug．2014给水塑料管材生物稳定性快速评价方法的建立与运用文刚，黄廷林(西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安710055)摘要：给水塑料管材的生物稳定性直接影响供水水质．建立了评价饮用水塑料管材生物稳定性的新方法(BioMig)，并使用该方法评价了典型塑料管材的生物稳定性．该方法主要由迁移实验、生物膜形成实验、病原菌形成潜能和毒性评价组成．该方法具有操作简单、易于推广、灵敏度高、重现性好等优点．研究结果表明：管道材料PEX．a和PEX-C具有很好生物稳定性，而密封材料EPDM2％却具有很高的微生物再生长潜能．除EPDM2o％#b的其它管材均能支持三种病原菌的生长，其中Paeruginosa比E．coliOl57和Vcholerae在迁移水中具有更高的生长潜能．EPDM20％具有很高的有机物释放潜能，但由于其毒性作用抑制微生物在溶液及其表面生长．关键词：塑料管材；生物稳定性；测试方法中图分类号：TU991文献标志码：A文章编号：1006—7930(2014)04．0578．05饮用水输配过程可能会导致水质恶化，例如部分管材会释放污染物，如嗅味l、有毒有害物质或支持微生物再生长【jJ．塑料管材由于良好的抗腐蚀性和低廉的价格，在过去20年被广泛用作给水管材_4J．大多数高分子聚合物均含有有机添加剂，如软化剂、润滑剂、抗氧化剂和稳定剂等，而这些物质与水接触时可能会释放到水中，一部分物质对细菌的生长具有毒害作用而另外一部分对细菌生长具有促进作用J．对于不采用消毒剂或消毒剂浓度非常低的管网系统，塑料管材的生物稳定性至关重要．目前用于评价饮用水塑料管材是否适合在给水输配中的使用，主要基于两种测试方法：(1)塑料材料迁移到水中的物质，通常以总有机碳(TOC)含量的高低来表示塑料材料释放有机物的潜能；(2)微生物在塑料材料表面的生长潜能，如英国的MDOD方法J，德国的W270方法J，荷兰的BPP方Ⅲ等．但这些方法都存在一些缺点，如方法灵敏度低，需要很长的测试时问，很难重现等．本研究提出了将迁移测试和生物膜形成测试两种方法同时运用于塑料管材生物稳定性的评价，形成了目前的方法一BioMig．该方法主要包括两部分，第一部分是迁移实验(Migrationtest)，用来评价塑料管材的生物稳定性和毒理学特性，包括塑料管材释放有机物的潜能(TOC含量)和微生物再生长的能力(AOC含量)．第二部分是生物膜形成实验(Biomasstest)，用来评价塑料管材的长期生物稳定性．BioMig方法还可以评价管材的病原菌再生长潜能(PGP)、释放的有机物对微生物的毒理作用，即BioMig方法可以根据需要进行组合．1实验材料与方法1．1测试样品的准备以常见的几种塑料材料为研究对象，其特性见表1．塑料材料的清洗方式为：先用自来水冲洗表面的杂质，然后在超纯水中浸泡1h，超声波水浴中清洗10min，最后用超纯表1．塑料瞥材的特性Tab．1Propertiesofpolymericmaterialsinthisstudy水再次进行清洗，每个测试的塑料的表面积为100cm2，在250mL测试瓶中进行．玻璃器皿的清洗：首先用0_2M盐酸溶液浸泡24h去除无机污染物，然后将水烘干，最后在500~C高温加热2h去除有机污染物．实验中涉及到的塑料瓶盖、弹簧以及用于生物膜脱落实验的组件，首先在0．2M盐酸溶液中浸泡24h去除无收稿日期：2014．02．17修改稿日期：2014．07．20基金项目：国家自然科学基金资助项目(51308438)；教育部博士点新教师资助项目(20136120120002)；陕西省教育厅重点实验室资助项目(13JS047)陕西省教育厅专项基金资助项目(2013JK0883)作者简介：文N~(1983一)，男，博士，讲师，主要从事高级氧化和生物稳定性的研究．E-mail：hitwengang@163tom第4期文刚，等：给水塑料管材生物稳定性快速评价方法的建立与运用579机污染物，然后在过硫酸钾(100g／L)溶液中(60℃)反应1h去除有机物，最后用超纯水清洗，风干¨]．1．2迁移实验首先将测试材料清洗干净，清洗的方法是用自来水清洗材料表面，然后换超纯水用超声波清洗器清洗10rain，倒掉该水样．在测试玻璃瓶中放入待测的材料，加入100rnL用0．22m滤膜过滤的Evian水，在60~C浸泡24h，将第一次的浸泡液倒掉，再加入100mL用0．22Bm滤膜过滤的Evian水，连续进行7次实验(M1-M7)，每次实验结束后更换0．22m滤膜过滤的Evian水，每次实验结束后的水溶