不銹鋼供水管道中鉻元素遷移及防控技術(shù)

◎ 黎海華，林廣沅

（深圳市計(jì)量質(zhì)檢院，廣東 深圳 518131）

2015年7月，香港公屋啟晴邨及其他4個(gè)公共屋邨爆出飲用水重金屬超標(biāo)，近6萬(wàn)人的生活飲用水受到嚴(yán)重影響，飲用水重金屬遷移等安全問(wèn)題一時(shí)引起廣泛關(guān)注。對(duì)人體來(lái)講，飲用水中重金屬暴露，特別是砷、鉛、鉻、鎘、汞等重金屬已被認(rèn)為是一種很重要的暴露途徑，如果日常不加以控制，通過(guò)長(zhǎng)期飲用會(huì)產(chǎn)生一系列不良反應(yīng)，嚴(yán)重會(huì)引起重金屬中毒[1]。飲用水作為日常生活飲食的一部分，加強(qiáng)對(duì)其安全監(jiān)管顯得尤為重要。

不銹鋼管道由于其較高的耐磨性、優(yōu)越的防腐性能等眾多特點(diǎn)被廣泛使用在高檔小區(qū)、酒店等的供水管道中，也是國(guó)內(nèi)外工程界公認(rèn)、性能良好的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品。鉻是不銹鋼的重要組成成分，能促進(jìn)不銹鋼的鈍化并使不銹鋼保持穩(wěn)定鈍態(tài)，在不銹鋼表面形成一層保護(hù)膜，起到耐腐蝕的作用。GB/T 20878～2007規(guī)定不銹鋼的鉻至少為10.5%。然而，據(jù)廣東省從2002～2004年統(tǒng)計(jì)的薄壁不銹鋼管材抽檢結(jié)果來(lái)看，鉻元素超標(biāo)率達(dá)27.6%。六價(jià)鉻對(duì)人體有較大危害，研究表明[2]，六價(jià)鉻具有致癌并誘發(fā)基因突變的作用。因此，筆者結(jié)合實(shí)驗(yàn)室研究，綜合評(píng)價(jià)不銹鋼管道中鉻的遷移對(duì)水質(zhì)的影響。

1 材料與試驗(yàn)方法

（1）材料。不銹鋼管道為國(guó)產(chǎn)，選擇6家不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的不銹鋼管，牌號(hào)為304，截取直徑為30 mm，長(zhǎng)1 m供水管5根，進(jìn)行浸泡試驗(yàn)。

（2）方法。根據(jù)《生活飲用水輸配設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行預(yù)處理、浸泡和試驗(yàn)，模擬自來(lái)水配方的浸泡溶液為：余氯2 mg/L，硬度100 mg/L，pH為8。浸泡時(shí)間為24 h，檢驗(yàn)方法依據(jù)GB/T 5750.6-2006第10條六價(jià)鉻的測(cè)定。

2 結(jié)果分析

不銹鋼管道浸泡水實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不銹鋼管道浸泡水實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

從表1不銹鋼供水管道浸泡試驗(yàn)可知，編號(hào)為1-1、1-5的2個(gè)不銹鋼管道樣品六價(jià)鉻元素遷移量有值且超標(biāo)，其余4個(gè)樣品六價(jià)鉻遷移量結(jié)果為＜0.004，均低于方法檢出限，符合GB/T 17219-1998的要求。為什么同樣牌號(hào)的不銹鋼樣品，六價(jià)鉻遷移量會(huì)不一致。經(jīng)過(guò)詳細(xì)分析樣品和技術(shù)咨詢廠家，得到以下幾個(gè)結(jié)論。

（1）編號(hào)為1-3、1-4的樣品為無(wú)縫鋼管，鋼管內(nèi)壁有經(jīng)過(guò)酸洗、鈍化工藝。因304不銹鋼會(huì)形成一層超薄的氧化鉻鈍化膜抵抗氯離子的腐蝕，鈍化膜未被破壞時(shí)，浸泡液中的2 mg/L的余氯濃度無(wú)法對(duì)管道內(nèi)壁造成孔蝕與晶間腐蝕。

（2）編號(hào)為1-1、1-6的樣品為有縫鋼管，也叫焊接管，是采用鋼板鋼塊焊接而成，鋼管內(nèi)壁有一條明顯的焊接縫，內(nèi)壁焊縫經(jīng)過(guò)打磨、酸洗鈍化，焊縫表面較平整，也未發(fā)生六價(jià)鉻遷移，說(shuō)明內(nèi)壁焊縫經(jīng)過(guò)處理后再進(jìn)行酸洗鈍化，鈍化膜保持完整，能抵抗浸泡液中2 mg/L余氯的侵蝕。

（3）編號(hào)為1-2的樣品為有縫鋼管，內(nèi)表面焊縫不平整，有經(jīng)過(guò)酸洗鈍化。然而六價(jià)鉻遷移量檢出有值。說(shuō)明在流通介質(zhì)中有較高氯離子含量的整個(gè)管路，焊縫是最容易被腐蝕滲透的薄弱環(huán)節(jié)，其原因是：焊縫表面的波紋增加不平整度；焊縫熔合線溫度在焊接過(guò)程中處于液固相線之間，使鉻等合金元素?zé)龘p，又得不到焊絲中合金元素的補(bǔ)充，造成晶間貧鉻等傾向，使鈍化膜在焊縫區(qū)域被局部弱化或破壞，起不到防御作用。加上焊接酸洗工藝控制不嚴(yán)，六價(jià)鉻溶出在所難免。

（4）編號(hào)1-5為有縫鋼管，內(nèi)表面焊縫不平整、未進(jìn)行酸洗及拋光工藝，六價(jià)鉻含量比1-2浸泡液高很多，除上述原因外，未進(jìn)行酸洗鈍化也是很重要因素，而拋光能起到祛除不含鉻的小突起、使表面粗糙度降低，可以獲得光亮、平整表面。

3 結(jié)語(yǔ)

以上是對(duì)不銹鋼管道鉻元素遷移的原因做出的幾點(diǎn)分析。水是生命之源，水的質(zhì)量與人們的身體健康息息相關(guān)。我國(guó)生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB 5749-2006規(guī)定，自來(lái)水的游離氯限量為：出廠水0.3 mg/L≤游離氯≤4 mg/L，管網(wǎng)末梢水≥0.05mg/L。一般市政管網(wǎng)水余氯含量大約在0.3～0.6 mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)浸泡液中2 mg/L的余氯要求，因此，選用304型號(hào)的食品級(jí)不銹鋼作為供水管道能滿足各方面要求。用304不銹鋼作為供水管道使用時(shí)需要注意焊接處理、打磨拋光、酸洗鈍化三。處理好3大要素，六價(jià)鉻遷移就能得到很好地控制，保證飲用水免受六價(jià)鉻的污染，從而保證了飲水安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]杜達(dá)安，連曉文，羅振奎.廣東省給水管材管件衛(wèi)生監(jiān)測(cè)結(jié)果分析[J].華南預(yù)防醫(yī)學(xué)，2005（6）：60-61.

[2]梁奇峰.鉻與人體健康[J].廣東微量元素科學(xué)，2006（2）：67-69.