涉水銅制品鉛析出原因分析及對策

■文/徐梓榮

我國是世界上最大的涉水銅制品生產(chǎn)國和出口國。據(jù)統(tǒng)計，僅水嘴我國年產(chǎn)量超過1.5億件，年銷售額超過200億元，最大生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)量約2000多萬件，絕大多數(shù)是以小型私營企業(yè)為主，主要集中在浙江、廣東、福建等沿海地區(qū)，占全國總產(chǎn)量的95%以上。

2014年5月，國家質(zhì)檢總局、國家標(biāo)準(zhǔn)委聯(lián)合發(fā)布2014年第9號國家標(biāo)準(zhǔn)公告，正式批準(zhǔn)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日正式實施。GB18145-2014在GB18145-2003基礎(chǔ)上，結(jié)合我國水嘴生產(chǎn)加工情況，借鑒了EN817:2008《衛(wèi)生潔具—機(jī)械混合閥（PN10）—通用技術(shù)要求》、EN200:2008《衛(wèi)生潔具—適用于供水系統(tǒng)1類和2類的單把手和組合龍頭（PN10）—通用技術(shù)要求》和NSF/ANSI61:2012《飲用水系統(tǒng)部件—健康影響》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)而制定，規(guī)定水嘴與水接觸的部件不應(yīng)使用鋅合金等易腐蝕材料，首次將17種金屬元素析出量引入國家強(qiáng)制要求。該標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布實施，將對中國涉水銅制品行業(yè)產(chǎn)生重大影響，引起了社會及涉水銅制品行業(yè)的廣泛關(guān)注。

在GB18145-2014發(fā)布之前，我國關(guān)于涉水銅制品金屬析出限量并無強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。在標(biāo)準(zhǔn)體系中，共有3個標(biāo)準(zhǔn)涉及金屬析出限量：GB/T17219-1998《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評價標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定涉水銅制品的析出限量為：鐵≤30ug/L，錳≤10ug/L，銅≤100ug/L，鋅≤100ug/L，砷≤5ug/L，汞≤1ug/L，六價鉻≤5ug/L，鎘≤1ug/L，鉛≤5ug/L，銀≤5ug/L；JC/T1043-2007《水嘴鉛析出限量》規(guī)定水嘴的鉛檢測統(tǒng)計值Q不大于11ug/L；HJ/T411-2007《環(huán)境標(biāo)志產(chǎn)品技術(shù)要求水嘴》規(guī)定水嘴與水接觸部分析出限值為：鉛≤11ug/L，鉻≤10ug/L，鎘≤0.5ug/L，砷≤1.0ug/L。雖然這些標(biāo)準(zhǔn)都對涉水銅制品的金屬析出量有限值要求，但這些標(biāo)準(zhǔn)均為推薦性標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)重視不夠，導(dǎo)致市場上涉水銅制品的重金屬析出超標(biāo)屢見不鮮。

銅合金是目前制造涉水銅制品的廣泛使用的材料。銅具有良好的抑菌性能，國內(nèi)外市場上銷售的涉水銅制品均以銅合金為主。銅合金除了主要含銅元素和鋅元素以外，還含鐵、鋁、鉛、錫、錳、硅、鎳等微量元素。而這眾多金屬污染物中，引起最大關(guān)注的就是鉛。銅合金在鑄造過程中，通過加入鉛來改變鑄造加工性能。如果銅合金不添加鉛，有可能會出現(xiàn)削切困難、鍛造性差等問題，涉水銅制品也會因抗應(yīng)力腐蝕性能差而導(dǎo)致開裂。

目前，國內(nèi)涉水銅制品的主要原材料為鉛黃銅，其銅和鉛含量范圍如下：

序號 鉛黃銅牌號 銅含量，% 鉛含量，%1 HPb59-1 57.0～60.0 0.8～1.9 2 HPb58-2 57.0～59.0 1.5～2.5 3 HPb58-3 57.0～59.0 2.5～3.5 4 HPb57-4 56.0～58.0 3.5～4.5

有的企業(yè)為了改善黃銅的切削性能、降低成本，其使用的黃銅鉛含量達(dá)3%～6%；有的企業(yè)使用來歷不明的銅型材，甚至使用回收廢銅鑄造成涉水銅制品，各種金屬元素?zé)o法控制。由于鉛在黃銅中基本不固溶，在零件表面以微顆粒形式分布存在。鉛的熔點是327.5℃，而一般涉水銅制品鑄造成型的溫度高達(dá)1000℃以上，因此，成型時鉛會偏析在表面，造成表面的鉛含量比內(nèi)部高3倍～5倍。除鉛工藝可以除去部分表面的鉛，但流動的水會破壞洗鉛的表面，涉水銅制品內(nèi)部的鉛離子會源源不斷析出，最終導(dǎo)致水中“鉛超標(biāo)”。通過檢測表明，用戶涉水銅制品中水的鉛濃度比水處理廠高；水在管道中的存儲時間越長，鉛濃度也越高；凌晨水樣中鉛濃度最高，流動水樣中鉛濃度最低。這充分證明了在飲用水的配送過程中，涉水銅制品零部件表面的鉛進(jìn)入了水中。

醫(yī)學(xué)研究表明，人如果攝入一定量的鉛，會引起“鉛中毒”。容易影響人體造血功能、神經(jīng)系統(tǒng)和腎臟；隨著鉛的攝入量的增加，還會出現(xiàn)再生機(jī)能障礙。鉛及其化合物對人體各組織均有毒性，可導(dǎo)致腹瀉、嘔吐、頭暈、昏迷、貧血、肝腎損害等。

隨著人民生活水平的提高，人們對健康的要求也越來越高，特別是對飲用水的安全非常關(guān)注。GB 18145-2014的出臺有利于涉水銅制品產(chǎn)業(yè)的升級，但也對涉水銅制品中小生產(chǎn)企業(yè)提出了非常大的挑戰(zhàn)。為此，企業(yè)應(yīng)重點關(guān)注以下幾個方面：

一是正確區(qū)別產(chǎn)品。企業(yè)往往生產(chǎn)較多種類的銅制品，用于各種場合。因此要準(zhǔn)確分析自己生產(chǎn)的產(chǎn)品是否屬于涉水銅制品，產(chǎn)品是否在國家GB18145-2014管控產(chǎn)品范圍內(nèi)，并通過標(biāo)識標(biāo)注來正確區(qū)別產(chǎn)品的適用范圍，明確告知消費者本產(chǎn)品“適用于飲用水系統(tǒng)”或“不得用于飲用水系統(tǒng)”等。

二是嚴(yán)控材料選擇。從2014年開始，美國政府已經(jīng)通過了法案，要求所有生活用水系統(tǒng)的閥門、管件必須應(yīng)用無鉛銅材料；澳大利亞政府要求所有生活用水系統(tǒng)的閥門、管件必須應(yīng)用抗脫鋅黃銅、青銅材料。采用低鉛黃銅為原材料可以大大降低相關(guān)環(huán)境中的鉛含量，但這對企業(yè)控制生產(chǎn)加工成本，保持產(chǎn)品市場競爭力提出了更高的要求。

三是加強(qiáng)工藝研究。可采用特殊化學(xué)藥品配制成除鉛溶液，通過化學(xué)反應(yīng)使零部件表面的鉛組分溶解，達(dá)到清潔表面的目的；同時，在除鉛溶液中加入適當(dāng)?shù)囊种苿?，保護(hù)銅鋅免于溶解。鉛在大多數(shù)無機(jī)酸中生成表面附著力較強(qiáng)的物質(zhì)，溶解度極低，所以脫溶性較差；同樣在許多堿中，亦生成溶解度極低的保護(hù)膜，脫溶性也不好。但鉛在一些有機(jī)酸中卻有較大的溶解度，尤其在有一定的催化劑存在時，溶解度可大大提高，因此,可采用有機(jī)酸為溶劑的除鉛試劑。由于零件加工狀態(tài)不同，除鉛溶液及相關(guān)工藝也大不相同。企業(yè)應(yīng)及時改進(jìn)工藝，提高涉水銅制品質(zhì)量安全水平。

四是適應(yīng)檢測方法。美國制定了相應(yīng)的檢測表面鉛析出的標(biāo)準(zhǔn)(NSF標(biāo)準(zhǔn)-61)。GB18145-2014中規(guī)定的金屬析出測試方法向美國國家衛(wèi)生基金會標(biāo)準(zhǔn)NSF/ANSI61︰2012《飲用水系統(tǒng)部件-健康影響》看齊，測試浸泡時間長達(dá)19天。由于鉛的析出隨著浸泡時間的不同，鉛析出量會有所變化。因此，GB18145-2014運用了統(tǒng)計學(xué)原理，用對數(shù)平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差計算標(biāo)準(zhǔn)濃度，最后計算鉛含量統(tǒng)計值Q，確保涉水銅制品的金屬元素析出符合標(biāo)準(zhǔn)限量要求。

五是嚴(yán)格供方管理。企業(yè)應(yīng)對供應(yīng)鏈進(jìn)行嚴(yán)格管理，尤其是對銅合金供應(yīng)商，要嚴(yán)格把控銅合金成分，使用含鉛、鉻等重金屬比較低的材料，從源頭上控制金屬污染物。應(yīng)建立相應(yīng)的質(zhì)量保證體系，對供方進(jìn)行合格性評價，對供應(yīng)鏈進(jìn)行有效管理，讓供應(yīng)商共同承擔(dān)產(chǎn)品的相關(guān)風(fēng)險及責(zé)任。

六是重視產(chǎn)品研發(fā)。GB 18145-2014的出臺，亦是涉水銅制品產(chǎn)業(yè)朝著健康、節(jié)能和環(huán)保的方向發(fā)展的一個重要標(biāo)志。隨著人們對產(chǎn)品健康的更加關(guān)注，相關(guān)涉水銅制品標(biāo)準(zhǔn)要求也會不斷提升，涉水銅制品生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重視產(chǎn)品研發(fā)，尋求更安全、更健康的涉水銅制品，減少金屬析出，搶占市場先機(jī)。