涉水铜制品铅析出缘由分析及对策
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涉水铜制品铅析出缘由分析及对策

2024-09-12 03:14:32
详细介绍:

   我国是世界上最大的涉水铜制品生产国和出口国。据统计,仅水嘴我国年产量超过1.5亿件,年销售额超过200亿元,最大生产企业的产量约2000多万件,绝大多数是以小型私营企业为主,大多分布在在浙江、广东、福建等沿海地区,占全国总产量的95%以上。

   2014年5月,国家质检总局、国家标准委联合发布2014年第9号国家标准公告,正式批准GB18145-2014《陶瓷片密封水嘴》代替原有的GB18145-2003《陶瓷片密封水嘴》,并于2014年12月1日正式实施。GB18145-2014在GB18145-2003基础上,结合我国水嘴生产加工情况,借鉴了EN817:2008《卫生洁具—机械混合阀(PN10)—通用技术方面的要求》、EN200:2008《卫生洁具—适用于供水系统1类和2类的单把手和组合龙头(PN10)—通用技术方面的要求》和NSF/ANSI61:2012《饮用水系统部件—健康影响》等有关标准而制定,规定水嘴与水接触的部件不应使用锌合金等易腐蚀材料,首次将17种金属元素析出量引入国家强制要求。该标准的发布实施,将对中国涉水铜制品行业产生重大影响,引起了社会及涉水铜制品行业的广泛关注。

   在GB18145-2014发布之前,我国关于涉水铜制品金属析出限量并无强制性标准。在标准体系中,共有3个标准涉及金属析出限量:GB/T17219-1998《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》规定涉水铜制品的析出限量为:铁≤30ug/L,锰≤10ug/L,铜≤100ug/L,锌≤100ug/L,砷≤5ug/L,汞≤1ug/L,六价铬≤5ug/L,镉≤1ug/L,铅≤5ug/L,银≤5ug/L;JC/T1043-2007《水嘴铅析出限量》规定水嘴的铅检测统计值Q不大于11ug/L;HJ/T411-2007《环境标志产品技术方面的要求水嘴》规定水嘴与水接触部分析出限值为:铅≤11ug/L,铬≤10ug/L,镉≤0.5ug/L,砷≤1.0ug/L。虽然这些标准都对涉水铜制品的金属析出量有限值要求,但这些标准均为推荐性标准,相关生产企业重视不够,导致市场上涉水铜制品的重金属析出超标屡见不鲜。

   铜合金是目前制造涉水铜制品的广泛使用的材料。铜拥有非常良好的抑菌性能,国内外市场上销售的涉水铜制品均以铜合金为主。铜合金除了主要含铜元素和锌元素以外,还含铁、铝、铅、锡、锰、硅、镍等微量元素。而这众多金属污染物中,引起最大关注的就是铅。铜合金在铸造过程中,通过加入铅来改变铸造加工性能。如果铜合金不添加铅,有一定的概率会出现削切困难、锻造性差等问题,涉水铜制品也会因抗应力腐蚀和抗老化性能差而导致开裂。

   目前,国内涉水铜制品的主要原材料为铅黄铜,其铜和铅含量范围如下:

   有的企业为了改善黄铜的切削性能、减少相关成本,其使用的黄铜铅含量达3%~6%;有的企业使用来历不明的铜型材,甚至使用回收废铜铸造成涉水铜制品,各种金属元素无法控制。由于铅在黄铜中基本不固溶,在零件表面以微颗粒形式分布存在。铅的熔点是327.5℃,而一般涉水铜制品铸造成型的温度高达1000℃以上,因此,成型时铅会偏析在表面,造成表面的铅含量比内部高3倍~5倍。除铅工艺可以除去部分表面的铅,但流动的水会破坏洗铅的表面,涉水铜制品内部的铅离子会源源不断析出,最后导致水中“铅超标”。通过检验测试表明,用户涉水铜制品中水的铅浓度比水处理厂高;水在管道中的存储时间越长,铅浓度也越高;凌晨水样中铅浓度最高,流动水样中铅浓度最低。这充分证明了在饮用水的配送过程中,涉水铜制品零部件表面的铅进入了水中。

   医学研究表明,人如果摄入一定量的铅,会引起“铅中毒”。易影响人体造血功能、神经系统和肾脏;随着铅的摄入量的增加,还会出现再生机能障碍。铅及其化合物对人体各组织均有毒性,可导致腹泻、呕吐、头晕、昏迷、贫血、肝肾损害等。

   随着人民生活水平的提高,人们对健康的要求也慢慢变得高,特别是对饮用水的安全很关注。GB18145-2014的出台有利于涉水铜制品产业的升级,但也对涉水铜制品中小生产企业提出了非常大的挑战。为此,企业应着重关注以下几个方面:

   一是正确区别产品。企业往往生产较多种类的铜制品,用在所有场合。因此要准确分析自己生产的产品是不是属于涉水铜制品,产品是不是在国家GB18145-2014管控产品范围内,并通过标识标注来正确区别产品的适合使用的范围,明确告知消费者本产品“适用于饮用水系统”或“不得用于饮用水系统”等。

   二是严控材料选择。从2014年开始,美国政府已经通过了法案,要求所有生活用水系统的阀门、管件必须应用无铅铜材料;澳大利亚政府要求所有生活用水系统的阀门、管件必须应用抗脱锌黄铜、青铜材料。采用低铅黄铜为原材料可以大幅度降低相关环境中的铅含量,但这对企业控制生产加工成本,保持商品市场竞争力提出了更高的要求。

   三是加强工艺研究。可采取了特殊化学药品配制成除铅溶液,通过化学反应使零部件表面的铅组分溶解,达到清洁表面的目的;同时,在除铅溶液中加入适当的抑制剂,保护铜锌免于溶解。铅在大多数无机酸中生成表面附着力较强的物质,溶解度极低,所以脱溶性较差;同样在许多碱中,亦生成溶解度极低的保护膜,脱溶性也不好。但铅在一些有机酸中却有较大的溶解度,尤其在有一定的催化剂存在时,溶解度可大幅度的提升,因此,可采用有机酸为溶剂的除铅试剂。由于零件加工状态不同,除铅溶液及相关工艺也大不相同。企业应及时改进工艺,提高涉水铜制品质量安全水平。

   四是适应检测的新方法。美国制定了相应的检测表面铅析出的标准(NSF标准-61)。GB18145-2014中规定的金属析出测试方法向美国国家卫生基金会标准NSF/ANSI61︰2012《饮用水系统部件-健康影响》看齐,测试浸泡时间长达19天。由于铅的析出随着浸泡时间的不同,铅析出量会有所变化。因此,GB18145-2014运用了统计学原理,用对数平均值和标准偏差计算标准浓度,最后计算铅含量统计值Q,确保涉水铜制品的金属元素析出符合规定标准限量要求。

   五是严格供方管理。企业应对供应链进行严格管理,尤其是对铜合金供应商,要严格把控铜合金成分,使用含铅、铬等重金属比较低的材料,从源头上控制金属污染物。应建立相应的质量保证体系,对供方进行合格性评价,对供应链进行相对有效管理,让供应商一同承担产品的相关风险及责任。

   六是重视产品研制。GB18145-2014的出台,亦是涉水铜制品产业朝着健康、节能和环保的方向发展的一个重要标志。随着时下人们对产品健康的更加关注,相关涉水铜制品标准要求也会不断的提高,涉水铜制品生产企业应重视产品研制,寻求更安全、更健康的涉水铜制品,减少金属析出,抢占市场先机。

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