摘要：對目前給水用管材應用現狀的調查分析表明，鑄鐵管、鋼管、有的品種塑料管材在使用過(guò)程中因有害細菌、霉菌等微生物的滋生蔓延會(huì )造成飲用水的二次污染，對人們生活造成極大危害。而抗菌功能塑料管材則可以有效抑制有害細菌在管道中的生長(cháng)，普及推廣抗菌給水管后，可以使生活用水更加安全、健康。本文還介紹了中國建材行業(yè)標準JC/T939-2004《建筑用抗細菌塑料管抗細菌性能》對抗菌塑料管道的技術(shù)要求。

關(guān)鍵詞：抗菌，塑料管，給水管，標準

水是生命的源泉，人的生存一刻也離不開(kāi)水�！敖】怠迸c“安全”是現代人最為重視的，飲用水的水質(zhì)是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。從水質(zhì)保證來(lái)看，合乎標準的生活飲用水通過(guò)供水管道輸送到千家萬(wàn)戶(hù)，傳統的管道系統多采用金屬管材，如鍍鋅鋼管等。鍍鋅鋼管易生銹、易腐蝕、易滲漏、易結垢，水管的鐵與空氣中或水中氧氣發(fā)生化學(xué)反應，管道里外都會(huì )生銹，并滋生各種微生物，污染管道中的自來(lái)水，這些受到“二次污染”的自來(lái)水中攜帶的細菌是“無(wú)形”的殺手，時(shí)時(shí)威脅著(zhù)我們的健康。發(fā)達國家以塑料管代替鍍鋅鋼管作為飲水輸送管，倡導不生銹、無(wú)腐蝕、無(wú)滲漏、無(wú)結垢的優(yōu)質(zhì)綠色管材，希望能徹底解決自來(lái)水管道系統中的二次污染問(wèn)題。

1 當前給水用塑料管使用的現狀

塑料管在國外很早就開(kāi)始應用于城市供排水、建筑給排水、熱水供應、供熱采暖等領(lǐng)域，其中最主要的應用領(lǐng)域之一是給水管網(wǎng)及飲用水管領(lǐng)域。在眾多塑料管材品種中，PVC管道的用量占絕對優(yōu)勢，但近幾年無(wú)論在給水管道領(lǐng)域，聚烯烴管材的發(fā)展速度，大大超過(guò)PVC管材。 PP-R管材與管件是歐洲上世紀80年代末、90年代初推廣應用的新型塑料管道產(chǎn)品，使用量較多的國家有意大利、德國等。

PP-R塑料管本身無(wú)毒，合乎衛生要求，但和其它管材一樣，普通PP-R塑料管沒(méi)有抑制細菌的自潔功能。在家庭用水這種特定環(huán)境下，由于水源的污染、自來(lái)水廠(chǎng)的落后工藝及其管網(wǎng)的陳舊不合理等客觀(guān)因素，使家用的自來(lái)水管成為水質(zhì)二次污染物的聚集地和細菌滋長(cháng)地，這些有害細菌在水管中滋生蔓延形成菌膜，再次污染自來(lái)水體，將嚴重影響到人們的健康。

有的自來(lái)水管在使用一段時(shí)間后的管內壁污垢取樣，檢測結果是：一種黃色銹瘤，內含桿菌、球菌、細狀菌等微生物，大量的鐵細菌、埃希爾大腸桿菌、腸道細菌、棲居菌、不動(dòng)桿菌屬、氣單胞菌屬、節桿菌屬、芽孢桿菌屬等，多達31種和惡臭假單胞菌屬至少14種生物型，甚至發(fā)現耐氯微生物的滋生如直鏈菌屬、脆桿菌屬、麗管螺屬和小球藻屬等。管內壁污垢中異養菌、大腸桿菌、放射菌和真菌濃度極高。

國內建筑物的給水管以往大多采用鋼管等材質(zhì)，屋齡超過(guò)五年的房子，自來(lái)水管管壁便會(huì )開(kāi)始沉淀重金屬、孳生雜菌、微藻植物等有害物質(zhì)，隨著(zhù)時(shí)間越久，銹蝕、積垢的情形便日益嚴重，水管內壁會(huì )逐步沉積重金屬、錳、鎘及雜菌等，如通過(guò)生活用水一點(diǎn)點(diǎn)被人體吸收，雖在短時(shí)間內不會(huì )出現很明顯癥狀，但是長(cháng)期使用這樣的水，人體健康將受到損害，肝癌、腎病、皮膚病及一些精神病狀況會(huì )也會(huì )悄然上身。

我國臺灣一項《臺北市居家水質(zhì)檢驗調查》發(fā)現，不論是屋齡1年半的電梯大樓，或是將近30年的舊公寓，都可在居家水塔或是水龍頭管壁采集到黃稠粘膩的“生物膜”，且生物膜中100%檢驗出大腸桿菌群。中正大學(xué)地球與環(huán)境科學(xué)系副教授許昺慕指出，細菌薄膜是居家飲用水主要的污染來(lái)源之一，而且在居家飲水管線(xiàn)，包括水塔、蓄水池、水管，甚至水龍頭都可以找到。居家管線(xiàn)與儲水設備只要久未清洗，或是水管老化生銹，水中細菌就會(huì )附著(zhù)生長(cháng)在內壁，形成一層黃稠粘膩的細菌聚群，稱(chēng)為“生物膜”。這層細菌膜蓄積具黏性的多糖體，可使各類(lèi)微生物（包括病原體）一層又一層的增生加厚，當生物膜脫落，這一塊塊的菌群就順著(zhù)水流出水龍頭，流進(jìn)居家的鍋碗瓢盆里。生物膜中隱藏多種病原菌與微生物，包括多種致病的腸道細菌，污染水質(zhì)后可能引起各式腸胃疾病，有可能造成兒童腹痛、腹瀉、發(fā)燒、頭痛等癥狀。生物膜中還可能藏有退伍軍人菌、自由型阿米巴原蟲(chóng)等致病微生物，這些菌落若脫落管壁流入水中，就會(huì )成為自來(lái)水的污染源，影響飲用水安全。

2009年7月6日4版孝感晚報報道，湖北某地居民在自己家中自來(lái)水中發(fā)現有一些微生物存在，后經(jīng)反復檢驗分析，技術(shù)人員認為這些微生物并非來(lái)自自來(lái)水公共管道，可能是夏季溫度過(guò)高，太陽(yáng)直射戶(hù)外給水管而滋生出的微生物，特別是某些“高齡”水管使微生物更易滋生。

由此可見(jiàn)，鐵管易受微生物侵襲，塑料管雖屬清潔輸水管道，但仍不能避免有害微生物侵蝕污染。為了保證我們用水安全，雖有專(zhuān)家建議對使用的塑料管道定期進(jìn)行殺菌、消毒處理，但實(shí)際上，清洗水道管網(wǎng)是一項除非在特殊事件逼迫下才做的耗資巨大的工程，不太可能作為一件常規事務(wù)來(lái)執行。

新華網(wǎng)2007年01月26日專(zhuān)稿：據路透社24日報道稱(chēng)，美國公眾越來(lái)越擔心水供應問(wèn)題，美國水專(zhuān)家最擔心的不是武裝分子發(fā)動(dòng)襲擊或者全球變暖導致雪量減少，卻是生銹的管道。

蒙大拿州立大學(xué)的微生物學(xué)家兼水專(zhuān)家蒂莫西·福特說(shuō)：“把水弄干凈，再放進(jìn)臟管子里，那就沒(méi)什么意義了。我認為，輸送系統是我們未來(lái)面對的最大危險和首要問(wèn)題。”

美國各地的城鎮每年花500多億美元清潔來(lái)自河流、湖泊和地下蓄水層的水。目前美國有17萬(wàn)個(gè)公共輸水系統，把符合1974年《安全飲用水法》的自來(lái)水送到千家萬(wàn)戶(hù)。但是，經(jīng)過(guò)昂貴的凈化處理后，這些水卻要流過(guò)五六十年甚至100年以前埋在城市地下的管道才能進(jìn)入你的杯子。

那些延伸到美國各地的管道總長(cháng)近100萬(wàn)英里，大多是鐵制。專(zhuān)家說(shuō)，隨著(zhù)鐵管生銹破裂，不僅水會(huì )漏出，疾病也會(huì )鉆進(jìn)來(lái)。全國科學(xué)研究委員會(huì )在為環(huán)境保護署開(kāi)展的一項研究中說(shuō)：“5年以來(lái)的調查表明，由飲水傳播的疾病——起因包括微生物和化學(xué)物質(zhì)——有很大部分可以歸結為輸送系統的問(wèn)題。”

自然資源保護委員會(huì )發(fā)言人埃里克·戈爾茨坦說(shuō)，費城、芝加哥、丹佛和紐約這些美國最古老的大城市都出現輸水系統需要維修的跡象。紐約輸水管道漏得最厲害的地方每月流失10億加侖(約38億升)水。老化的基礎設施將對消費者的身體健康構成越來(lái)越大的威脅。

超過(guò)2.73億美國人使用的水來(lái)自公共輸水管道。另外10%的美國人從私人水井中取水。對自來(lái)水質(zhì)的擔心使越來(lái)越多的美國人轉而使用瓶裝水或家庭過(guò)濾裝置。美國國家衛生基金會(huì )國際部說(shuō)，40%以上的美國家庭都在使用某種形式的水處理裝置。環(huán)境保護署的規定要求水在離開(kāi)水廠(chǎng)之前要經(jīng)過(guò)檢測，確定是否含有隱孢子蟲(chóng)和軍團菌等老管道里常見(jiàn)的微生物。

    由此可見(jiàn)，自來(lái)水公共輸水管道和進(jìn)水管的基礎設施是飲水衛生的重要基礎，非加以重視不可。

2 抗菌塑料管道技術(shù)介紹

抗菌給水管是指給水管能夠抑制細菌繁殖，從而避免在管壁產(chǎn)生菌膜的功能管道�？咕�水管由抗菌材料制成。

    抗菌塑料給水管材PP-R、PVC等，通過(guò)特殊的分散技術(shù)，將載銀\鋅沸石、載銀玻璃、載銀磷酸鋯或氧化鋅等微納米無(wú)機抗菌粉體，混合制成抗菌塑料，再用塑料管道生產(chǎn)設備和工藝，制得具有抗菌功能的塑料管道。這種對普通塑料管材進(jìn)行抗菌化處理的生產(chǎn)技術(shù)，可以大批量推廣應用。使用中，細菌等微生物不能在該塑料表面滋生存活，因此可以實(shí)現“一勞永逸的管道自潔性能”。

這種納米復合抗菌塑料管道中通常含0.4-2.0%的無(wú)機抗菌劑，因此具有如下性質(zhì)：

a. 管道塑料中已結合的極微量的銀離子、鋅離子，對革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽(yáng)性菌、真菌、霉菌乃至藻類(lèi)具有廣泛抑制效果，使其自身免受有害微生物的侵害，防止菌膜生成。從而保證了水質(zhì)不被二次污染，保持其衛生質(zhì)量不下降。

b. 塑料管道的抗菌性能持久，起抗菌作用的銀離子或鋅離子被抗菌劑結構的緩釋系統保留和控制釋放，使用多年后仍然能保持良好抗菌效果。

c.  抗菌體系屬于無(wú)機抗菌劑，安全無(wú)毒，符合塑料管材的各種衛生標準要求。

d. 含有抗菌劑的塑料和常規塑料的加工性能基本相同，對管材加工工藝無(wú)需做較多改變�？咕�塑料管材的物性指標符合塑料管道的性能要求。其施工性能和普通塑料管道相同。

北京崇高納米科技有限公司經(jīng)過(guò)多年的系統研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，已開(kāi)發(fā)出PP-R、PE、PVC等品種的抗菌塑料管道生產(chǎn)技術(shù)，符合中國建材行業(yè)標準JC/T939-2004《建筑用抗細菌塑料管抗細菌性能》的抗菌性能標準,技術(shù)水平處于國際先進(jìn)。該技術(shù)已在多家管道企業(yè)推廣應用，生產(chǎn)和施工企業(yè)取得了一定的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。

3 抗菌塑料管材的應用特點(diǎn)和性能標準

抗菌塑料管材的應用特點(diǎn)要求抗菌性能有效、抗菌范圍廣譜、抗菌效果長(cháng)效，并適用于在涉水環(huán)境中使用。

中國建材行業(yè)標準JC/T939-2004《建筑用抗細菌塑料管抗細菌性能》是根據國內外抗菌材料及其應用的技術(shù)發(fā)展情況制定的，是我國第一個(gè)抗菌塑料管道的產(chǎn)品標準，該標準于2004年10月20日發(fā)布，已于2005年4月1日實(shí)施。北京崇高納米科技有限公司是該標準中負責技術(shù)的主要起草單位之一。

該標準對抗菌塑料管抗細菌性能給出定量評價(jià)方法和技術(shù)要求，并規定了抗菌塑料管的抗菌持久性能要求。

該標準使用國際上評價(jià)抗菌塑料的抗菌性能的最先進(jìn)的測試方法——接觸測試法（貼膜法），標準中選擇的測試菌為革蘭氏陽(yáng)性菌代表菌金黃色葡萄球菌和革蘭氏陰性菌代表菌大腸桿菌。該標準是我國最早的抗菌材料和抗菌產(chǎn)品的標準之一，但即使從今天看來(lái)，標準所采用的測試方法和測試菌株是非常先進(jìn)的，與2007年國際標準化組織頒布的抗菌塑料標準ISO 22196-2007《塑料——塑料表面的抗菌活性》（ ISO 22196：2007 Plastics-Measurement of antibacterial activity on plastics surfaces）相同。

該標準規定的抗菌塑料管的抗菌率應大于99%（有較強抗菌性）和大于90%（有抗菌性），其技術(shù)指標的設定是先進(jìn)的，同時(shí)也照顧到了國內抗菌塑料當時(shí)的技術(shù)水平。

抗菌塑料管道抗菌性能的持久性能，該標準參考了日本抗菌技術(shù)協(xié)會(huì )的抗菌性能加速測試實(shí)驗條件，規定試樣在溫度為（50±2）℃的蒸餾水水浴中浸泡16h后抗菌性能指標為抗菌率大于90%。

特別是，在標準中對技術(shù)指標規定為抗細菌率大于99%的產(chǎn)品可以報告有強抗細菌作用，抗細菌率大于90%的產(chǎn)品可以報告有抗細菌作用；并且規定在水浴浸泡處理后的樣品抗細菌率大于90%，則可表明本產(chǎn)品具有抗細菌耐久性。

國家建材行業(yè)標準的頒布實(shí)施，對抗菌塑料管道，特別是給水管的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和應用起到了一定的推動(dòng)作用。我國抗菌塑料管材生產(chǎn)企業(yè)已由起初的4家發(fā)展到現在近20家，一些實(shí)力雄厚的管材生產(chǎn)企業(yè)紛紛生產(chǎn)出自己的抗菌管道產(chǎn)品，包括抗菌型鋁塑復合管、PP-R管、PVC管、玻纖增強抗菌管（PP-R）等，部分產(chǎn)品已廣泛使用于北京、深圳、西安、長(cháng)沙、太原等地。

4 抗菌塑料管材的飲水安全性問(wèn)題

抗菌塑料管材的抗菌材料選擇和使用必須遵循安全原則。

無(wú)機抗菌劑的關(guān)鍵成分是銀和鋅。銀是貴金屬元素。人類(lèi)歷史上早就使用銀器作為高檔食具，不僅是銀器給人以高貴的光澤、厚重的殷實(shí)感，還因為銀器食具能夠防止食物腐敗變質(zhì)，防止疾病發(fā)生，保護人類(lèi)健康。無(wú)機抗菌劑是現代技術(shù)將銀的殺菌抑菌特性加以發(fā)揮，用微量的銀制造大量的抗菌產(chǎn)品，將人類(lèi)的這一遠古發(fā)現運用到現代生活，造�，F代人。銀和人類(lèi)在長(cháng)期生活中已處于共生的和諧環(huán)境中。

近年的科學(xué)研究表明，鋅是人類(lèi)的必需元素。鋅在兒童發(fā)育、生殖等都不可或缺。

當然，有益元素如果過(guò)量攝取，也會(huì )帶來(lái)副作用，甚至導致中毒�？上驳氖�，微量銀的存在就可抑制細菌的繁殖，銀的最低抑菌濃度為5ppm。

GB／T17219—1998《生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價(jià)標準》對給水管材、管件的衛生安全性檢驗作了規定，其色度、渾濁度、pH等23項指標均應符合標準，對人體無(wú)害，才可以作為給水管使用。

5 抗菌塑料管材的應用意義重大

目前日本等發(fā)達國家生活飲用水已發(fā)展為入戶(hù)可直接飲用的高質(zhì)量飲水，所以對給水材質(zhì)的衛生安全性要求很高。飲用水或直飲水水質(zhì)取決于兩個(gè)主要方面：原水凈化處理效果和輸水管路保障系統。

上世紀90年代初紐約城市供水管被細菌污染事件幾乎造成城市癱瘓，恢復供水的管路清洗工作耗資巨大。因此，抗菌塑料管材作為一類(lèi)具有抑菌功能的新型塑料管材，在保持管材原有使用功能和安全性的同時(shí)，賦予了管道衛生自潔功能�？咕�管材管道對保持水質(zhì)和防患于未然是十分必要的�？咕�塑料水管、管件、龍頭已成為發(fā)展趨勢。

近年來(lái)中國的塑料管業(yè)以令世人驚奇的速度蓬勃發(fā)展。中國塑料管產(chǎn)量從90年的不到20萬(wàn)噸增長(cháng)到2010年的840萬(wàn)噸，平均年增長(cháng)率近20％，居世界首位。在產(chǎn)量大幅增長(cháng)的同時(shí)，市場(chǎng)對高品質(zhì)塑料管材的需求也呈快速增長(cháng)態(tài)勢，與百姓生活密切相關(guān)的給水管衛生安全性能標準會(huì )越來(lái)越高，抗菌塑料管材等技術(shù)含量高的管道在市場(chǎng)上將會(huì )得到更廣泛的認可。

隨著(zhù)我國經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)發(fā)展，人民生活水平提高，對飲用水安全的關(guān)注程度越來(lái)越高，建筑用抗菌塑料管材將成為給水管的主角已成為必然。

[參考文獻]

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