国外评价湿巾可冲散性的七步试验法

2017-10-12宣志强

生活用纸 2017年10期

宣志强

国外评价湿巾可冲散性的七步试验法

Test Methods for Assessing Wet Wipes Flushability

宣志强

公开资料表明，欧美国家对可冲散湿巾等产品的研究已有40多年的历史，同时，对于可冲散性技术及其规范的认识也一直处于不断发展和完善之中，目前这类产品已经在市场销售。北美非织造布协会（INDA）和欧洲非织造布协会（EDANA）为规范产品研究、实行产业化，在总结以往研究的基础上，于2008 年联合发布了《评价用即弃非织造布产品可冲散性导则》（简称《导则》1），用于指导业界生产、规范商家销售和培养大众消费行为。2012和2013 年INDA和EDANA对《导则》1进行了修订，形成了第二版（简称《导则》2）和第三版（简称《导则》3）。且不论是第二版还是第三版，《导则》所涉及的产品都包括湿巾等有可能被丢入抽水马桶的所有非织造布产品。就业界而言，湿巾既要具有一定的湿强，又要求可冲散，其生产比其他干态使用的非织造布产品要复杂得多。《导则》3要求被认定的、具有可冲散性的、能丢入抽水马桶的湿巾等非织造布产品必须满足：

（1）当消费者按照供应商的使用说明正确使用可冲散非织造布产品后扔进抽水马桶，通过闪冲可以将其排出抽水马桶，并保持整个下水管道系统畅通；

（2）可冲散非织造布产品能够在抽水马桶后的污水输送系统中通过，并且不会引起其后的废水处理、回用和废弃系统阻滞、堵塞或其他问题；

（3）可冲散非织造布产品在污水残留现场、城市污水处理系统和污水处理工厂的化粪池中不会再被分辨出来，且能够完全消失。

《导则》3对可冲散性的要求体现了生态友好和绿色环保概念在非织造布产品中的应用，这样的产品在使用后丢弃在大自然环境中是安全的。它还指出制定评价规则的目的是为了让公众放心使用用即弃非织造布产品。

《导则》3特别提出在使用用即弃非织造布产品时需培养良好的生活习惯，应根据使用场合区别使用。真正的可冲散的一次性卫生用品是指在卫生间使用后可马上丢进抽水马桶，而不包括必须投入垃圾篓里的婴儿擦拭巾、浴室清洁擦拭巾、女性卫生巾、痔疮患者用擦拭巾及医疗护垫、纸尿裤等产品。但有些产品，如厨房清洁擦布、家具清洁擦布、汽车擦布和居家外用擦拭巾等则不要求具有可冲散性。对于不可冲散产品，《导则》3要求产品的生产厂家将INDA、EDANA制定的不可冲散标准标识（图1）印制在产品外包装上，用于提醒使用者禁止将不可冲散产品扔进抽水马桶；同时，湿巾外包装上应清楚注明“No Flushable”（即“不可冲散”），以确保不可冲散产品只能被扔进固体废物处理系统，而不是水处理系统中。

有研究表明，湿巾等非织造布产品具有完全放心的可冲散性可以理解为满足可冲出性（flushable）、可分散性（dispersible）和可生物降解性（biodegradable）这3项综合性能要求。

图1 不可冲散产品标识

1 评价步骤和验收标准

不同版本的《导则》都表明，可扔进抽水马桶的湿巾等用即弃非织造布产品的可冲散性的评价过程和试验步骤，类似于当前通行的环境评价过程和试验步骤。其中，《导则》3对可冲散产品使用后扔进抽水马桶及其后的处理过程给出了一个更加简化的路线，设置了室内设施（抽水马桶、排水管及排水泵）、室外现场（化粪池等）和市政污水处理系统3大评价模块，取消了《导则》2的小区试验，减少并合并了大多数试验步骤。

《导则》3提出了评价产品的预审查制度，即在产品按《导则》3进行正式评价之前，首先对待评试样进行资格审查，待资格审查通过后再进行正式的试验和评价。资格审查要求包括：待评试样由非织造工艺制造；产品用于卫生间或抽水马桶场合；产品正常使用后被粪便等污染；设计目标是可冲散的。

《导则》3将原来的3个层次即相对应的3个软件试验包的23个试验方法，简化成七步进行的7个试验，极大地简化了试验和评价过程，可操作性更强、评价成本更低，在试验室就可以完成试样可冲散性评价的全部试验，且不需再进行居民生活小区使用试验。表1归纳了7个试验方法及其验收标准。

此外，《导则》3还列有模拟粪便制作方法，试样清洗、产品和残留样干燥质量试验方法，废水和污泥收集、转移、储存及准备方法，产品残样的筛分和恢复方法等附件。

表1 试验方法及验收标准

2 试验方法

2.1 抽水马桶及排水管冲出试验

《导则》3中待评试样可冲散性评价的第一个试验是抽水马桶及排水管冲出试验（FG501），属可冲出性试验，用于测试试样从抽水马桶及其管道成功通过而不堵塞的可能性。试验模拟一个四口之家2天的生活，每天至少重复3次使用抽水马桶。其加载材料包括3类：仅需水的闪冲（相当于男性排尿）、湿巾产品和卫生纸的闪冲（相当于女性排尿）、湿巾产品和卫生纸加模拟粪便的闪冲（相当于排便）。

《导则》2在3个层次的试验包中各有1个可冲出性试验，共计3个。

现在，《导则》3的试验方法参照《导则》2中第2层次的试验方法的原理制定，只是试验步骤略有不同。

抽水马桶及排水管冲出试验要根据试样销售目标市场的国家或地区所使用的抽水马桶及其管道坡度的不同来选择试验条件，具体包括试验用抽水马桶牌号、管道长度、管道坡度等，且如果试验评价目标是湿巾，那么试样应为此产品的市售状态（如预湿状态）。试验时，试样应该放在抽水马桶桶身中水的中央，而普通卫生纸应先折叠再放在桶身中水的中央。闪冲时观察抽水马桶桶身及排水管撤空情况，观察试样和其他产品或模拟粪便材料进入管道的情况，在工作表上记录每次闪冲将试样冲出的距离。

在基准试验中，要求管道不会发生堵塞，不需要使用家用吸球进行管道清理，且卫生纸通过的距离在5次闪冲过程中不总是减少。若符合，则试验系统校正完成，系统可以使用。最后，根据验收表（表1）判断产品是否通过第一个试验。

2.2 晃荡盒溃烂试验

可冲散性评价的第二个试验晃荡盒溃烂试验（FG502），它是《导则》3中唯一的一个分散性试验。尽管以前的研究中利用了多种试验方法进行机械性分散试验，但现在都已取消。晃荡盒溃烂试验是将待评试样放在含自来水或废水的塑料晃荡盒中，盒中注水2L，借助于一套凸轮机构的上下运动持续机械振动3h，运动幅度68mm，运动频率50r/min。最后将所有的试验物倒在12.5mm孔径的筛网中过滤，收集筛网上的残留试样，进行干燥，重复试验6次，计算筛网通过率即溃烂率，并根据表1判断该项是否合格。

2.3 家用排水泵试验

家用排水泵试验（FG503）评价试样安全通过家用排水泵的能力，以保证产品不会堵塞排水泵或者积累在排水泵内。欧美国家很多家居建筑中都装有排水泵系统，这与中国的情况不同。特别是地下室中，抽水马桶或其他卫生洁具安装在建筑物主管道之下。

1个试验序列含12次闪冲，其中6次加载待评试样，试验至少做10个试验序列。在完成最后的加载序列时，计算每天（除了第1天）试验结束时的试样数量平均值，并与当天的加载试样数量进行比较，根据表1确定试样的该项测试是否合格。

2.4 圆柱沉降试验

圆柱沉降试验（FG504）的目的是评价产品是否在泵站和城市污水处理厂的池塘、化粪池、现场有氧系统和沉降室中沉淀。如果产品不能在化粪池中沉淀，则有可能留在水箱的出水口造成排水问题；如果产品不能在污水泵水池中沉降和积淀，则有可能干扰浮动机构的控制，导致系统的开和关失序，造成系统故障。通过圆柱沉降试验可以向市政管理部门提供有效的证据，证明产品在沉砂池和一级、二级沉淀池的沉降信息，这点非常重要。

试验在一个直径为20cm的有刻度的含自来水的透明塑料圆柱容器中进行，待评试样的沉降行为可以通过透明的容器观察到。试验重复10次，并根据表1确定该项是否合格。

2.5 需氧生物溃烂/降解试验

需氧生物溃烂/降解试验（FG505）用于测试试样在需氧条件下的分散性。本试验包括需氧生物溃烂试验（FG505A）和需氧生物降解试验（FG505B）两部分。试验方法类似于OECD301B和GB/T 21856—2008。

FG505A是测定试样经14d活性污泥混合浸泡培养后，尺寸小于1mm碎片的质量分数。而FG505B则是测定试样在含活性污泥的培养盐介质中培养28d后CO2的发生量，所得生物降解率取决于试样中的碳含量。整片的产品，如湿巾，做需氧生物溃烂试验；小片试样（＜50mg/L）做需氧生物降解试验。两个试验都是评价试样在污水管道及市政、室外污水处理系统中，在需氧环境下生物溃烂或降解而不影响环境的性能。最后，根据表1确定该项是否合格。

由于湿巾属于整片产品，故当前收集到的国外可冲散性试验报告都是关于生物溃烂试验的，无生物降解试验的报告。

2.6 厌氧生物溃烂/降解试验

FG506包括厌氧生物溃烂试验（FG506A）和厌氧生物降解试验（FG506B）两部分。试验方法类似于OECD311和GB/T 27857—2011。

FG506A是测定试样经28d的厌氧消化污泥培养后，尺寸小于1mm碎片的质量分数，以此计算生物溃烂率。而FG506B则是测定产品在含消化污泥的培养盐介质中培养56d后，小分子气体CO2和CH4的发生量，计算生物降解率，其数值取决于试样中的碳含量。整片湿巾做厌氧生物溃烂试验，小片试样（＜200mg/L）做厌氧生物降解试验。两个试验都是评价试样在污水管道及市政、室外污水处理系统中，在厌氧环境下试样因生物溃烂或降解而不影响环境的性能。

2.7 市政排水泵试验

市政排水泵试验（FG507）用于评价试样通过城市污水输送系统中排水泵的可能性。一般来说，当块状物随城市污水一起通过管道流过市政排水泵时，会引起排水泵的电功率增大，且块状物越大、越多，电功率的增加越大，严重时块状物会堵塞排水泵。而当排水泵被堵塞时，电功率消耗会达到最大。本试验通过测定待评试样通过排水泵时电功率的增加程度，评价试样是否会堵塞排水泵。