不銹鋼供水管道中鉻元素遷移及防控技術

◎ 黎海華，林廣沅

（深圳市計量質檢院，廣東 深圳 518131）

2015年7月，香港公屋啟晴邨及其他4個公共屋邨爆出飲用水重金屬超標，近6萬人的生活飲用水受到嚴重影響，飲用水重金屬遷移等安全問題一時引起廣泛關注。對人體來講，飲用水中重金屬暴露，特別是砷、鉛、鉻、鎘、汞等重金屬已被認為是一種很重要的暴露途徑，如果日常不加以控制，通過長期飲用會產生一系列不良反應，嚴重會引起重金屬中毒[1]。飲用水作為日常生活飲食的一部分，加強對其安全監管顯得尤為重要。

不銹鋼管道由于其較高的耐磨性、優越的防腐性能等眾多特點被廣泛使用在高檔小區、酒店等的供水管道中，也是國內外工程界公認、性能良好的節能環保產品。鉻是不銹鋼的重要組成成分，能促進不銹鋼的鈍化并使不銹鋼保持穩定鈍態，在不銹鋼表面形成一層保護膜，起到耐腐蝕的作用。GB/T 20878～2007規定不銹鋼的鉻至少為10.5%。然而，據廣東省從2002～2004年統計的薄壁不銹鋼管材抽檢結果來看，鉻元素超標率達27.6%。六價鉻對人體有較大危害，研究表明[2]，六價鉻具有致癌并誘發基因突變的作用。因此，筆者結合實驗室研究，綜合評價不銹鋼管道中鉻的遷移對水質的影響。

1 材料與試驗方法

（1）材料。不銹鋼管道為國產，選擇6家不同生產廠家生產的不銹鋼管，牌號為304，截取直徑為30 mm，長1 m供水管5根，進行浸泡試驗。

（2）方法。根據《生活飲用水輸配設備及防護材料的安全性評價標準》進行預處理、浸泡和試驗，模擬自來水配方的浸泡溶液為：余氯2 mg/L，硬度100 mg/L，pH為8。浸泡時間為24 h，檢驗方法依據GB/T 5750.6-2006第10條六價鉻的測定。

2 結果分析

不銹鋼管道浸泡水實驗結果見表1。

表1 不銹鋼管道浸泡水實驗結果表

從表1不銹鋼供水管道浸泡試驗可知，編號為1-1、1-5的2個不銹鋼管道樣品六價鉻元素遷移量有值且超標，其余4個樣品六價鉻遷移量結果為＜0.004，均低于方法檢出限，符合GB/T 17219-1998的要求。為什么同樣牌號的不銹鋼樣品，六價鉻遷移量會不一致。經過詳細分析樣品和技術咨詢廠家，得到以下幾個結論。

（1）編號為1-3、1-4的樣品為無縫鋼管，鋼管內壁有經過酸洗、鈍化工藝。因304不銹鋼會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，浸泡液中的2 mg/L的余氯濃度無法對管道內壁造成孔蝕與晶間腐蝕。

（2）編號為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，鋼管內壁有一條明顯的焊接縫，內壁焊縫經過打磨、酸洗鈍化，焊縫表面較平整，也未發生六價鉻遷移，說明內壁焊縫經過處理后再進行酸洗鈍化，鈍化膜保持完整，能抵抗浸泡液中2 mg/L余氯的侵蝕。

（3）編號為1-2的樣品為有縫鋼管，內表面焊縫不平整，有經過酸洗鈍化。然而六價鉻遷移量檢出有值。說明在流通介質中有較高氯離子含量的整個管路，焊縫是最容易被腐蝕滲透的薄弱環節，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程中處于液固相線之間，使鉻等合金元素燒損，又得不到焊絲中合金元素的補充，造成晶間貧鉻等傾向，使鈍化膜在焊縫區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，六價鉻溶出在所難免。

（4）編號1-5為有縫鋼管，內表面焊縫不平整、未進行酸洗及拋光工藝，六價鉻含量比1-2浸泡液高很多，除上述原因外，未進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 結語

以上是對不銹鋼管道鉻元素遷移的原因做出的幾點分析。水是生命之源，水的質量與人們的身體健康息息相關。我國生活飲用水衛生標準GB 5749-2006規定，自來水的游離氯限量為：出廠水0.3 mg/L≤游離氯≤4 mg/L，管網末梢水≥0.05mg/L。一般市政管網水余氯含量大約在0.3～0.6 mg/L，遠遠低于標準浸泡液中2 mg/L的余氯要求，因此，選用304型號的食品級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，六價鉻遷移就能得到很好地控制，保證飲用水免受六價鉻的污染，從而保證了飲水安全。

參考文獻：

[1]杜達安，連曉文，羅振奎.廣東省給水管材管件衛生監測結果分析[J].華南預防醫學，2005（6）：60-61.

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