工業(yè)防霉防菌產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟

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防霉防菌技術信息摘要

工業(yè)防霉防菌產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟

?　EM制劑的神奇作用

EM制劑(Effective Microorganisms，有效微生物菌群)產(chǎn)品是上世紀80年代從美國和日本等國發(fā)展起來的。那時美國并不叫EM制劑，而是叫芽孢桿菌制劑，因為該制劑主要是由三種芽孢桿菌(即枯草芽孢桿菌、地衣芽孢桿菌、蠟狀芽孢桿菌)組合培養(yǎng)而成。其用途主要作為魚類養(yǎng)殖清塘劑和農(nóng)作物栽培促進劑。隨著應用面的擴大和應用對象的不同要求，日本和美國等學者在此基礎上又增加了乳酸桿菌、光合細菌、放線菌、酵母菌等微生物，便稱之謂EM菌。后來又有學者增加了硝化細菌、霉菌等微生物。據(jù)報道，目前的菌種已發(fā)展到10個屬的80多種菌種。我國從上世紀90年代引入該產(chǎn)品后，叫做微生態(tài)制劑，更有人叫它益生菌或菌肥。作者認為，更確切的名稱，應該叫EM制劑，因為它是由一群有效微生物經(jīng)增殖培養(yǎng)后組合起來的“集團菌”。

EM制劑產(chǎn)品和技術從上世紀90年代起逐步傳入中國(包括臺灣和香港地區(qū))、巴西、泰國、歐洲等地。本世紀開始，已傳遍世界，它的廣泛應用，對清理魚塘水質、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、改良土壤、環(huán)境保護等都具有舉足輕重的作用。上世紀90年代中期，上海某知名公司曾從美國進口幾十噸芽孢桿菌制劑(固體曲)，并作了大量的應用試驗，效果很好，但由于售價太高，無法推廣。本世紀初，我國廣東、江蘇、山東等地相繼建廠制造EM制劑產(chǎn)品，目前幾乎遍及全國。

EM制劑的神奇作用表現(xiàn)在其應用范圍的十分廣泛，并且效果顯著。其應用范圍羅列如下：

1、作為清塘劑，用于魚、蝦、蟹等的養(yǎng)殖水體，分解魚類排泄物和剩余的餌料，凈化水質。

2、作為農(nóng)作物栽培促進劑，分解土壤中的各種有機物和其他物質，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，同時可以防治病蟲害和改善土壤。

3、作為垃圾處理劑，降解垃圾中的有機物質和其他有害物質，同時可以除臭。

4、作為肥料發(fā)酵劑，降解肥料中的有機物質，增加營養(yǎng)成分，大大提高肥料的利用率。

5、作為飼料發(fā)酵劑，分解飼料中的有機物質，提高飼料中可被動物吸收的營養(yǎng)成分，從而提高畜禽產(chǎn)量，縮短養(yǎng)殖周期。

6、作為飼料添加劑，調節(jié)動物消化道功能，同時增加可被動物吸收的菌體蛋白。

7、用于河道治理，降解河道水體中的各種有機物質和其他物質，使河道水質變清，同時降低水質的COD和氨氮量。

8、 用于污水處理，降低污水中的COD和BOD以及氨氮量，同時可以除臭。用于工業(yè)污水處理也是不錯的選擇。通常放在厭氧池和好氧池中。

EM制劑的使用應該考慮到溫度因素，理應選擇在氣溫較高的時節(jié)，因為這有利于微生物的繁殖和酶的作用。在我國，于野外使用時，通常選擇在每年的5月至10月。當然，海南、廣東、廣西、云南等地除外，東南亞地區(qū)則一年四季可以使用，工業(yè)污水處理亦可不間斷使用，因為工廠可以控制使用溫度。

EM制劑的建議用量：作為養(yǎng)殖清塘或河道治理，通常每畝水面1 kg，1年1～3次；作為作物栽培，每畝使用1 kg，1年1～3次；作為飼料發(fā)酵或肥料發(fā)酵，一般添加0.01%～0.1%；用于工業(yè)污水處理，其用量為0.01%～0.1%。由于EM制劑的應用范圍很廣，作用對象不同，環(huán)境條件有差異，其用量的確定，最好通過實踐來驗證。

EM制劑的制造和應用，符合國家”綠色環(huán)保”的大政方針，具有強大的生命力，其發(fā)展方興未艾。

(摘自《EM制劑的神奇作用》，作者：馬振瀛、 茹征微、 朱艷靜，單位：上海市工業(yè)微生物研究所)

?　混凝土減水劑樣品罐內(nèi)防腐防霉功效的測試

混凝土減水劑含有豐富的營養(yǎng)物質, 在常規(guī)條件下極易受到微生物污染和破壞。從微生物、殺菌劑等專業(yè)的角度，分析殺菌劑在混凝土外加劑的試驗和應用情況，并就防腐體系的建立，提出正確使用殺菌劑的一些方法和建議。

對來自江西和深圳的樣品微生物攻擊挑戰(zhàn)試驗, 殺菌劑來自上海萬厚生物科技公司的Wancide HS-80F，減水劑4周防腐、防霉挑戰(zhàn)試驗結果如表一、表二：

表一　減水劑4周防腐挑戰(zhàn)試驗

表二　減水劑4周防霉挑戰(zhàn)試驗

兩個樣品，分別添加不同濃度的殺菌劑Wancide HS-80F，第28 d相應的減水劑樣品中的活細菌或活霉菌數(shù)均小于10 CFU/g, 說明該系列樣品可通過微生物攻擊的挑戰(zhàn)性測試, 表明樣品中的防腐防霉體系對細菌或霉菌可起到有效的抑殺作用。

(摘自《殺菌劑在混凝土減水劑中的應用》，作者：王磊、武紹峰、顧學斌，單位：上海萬厚生物科技有限公司)

?　再生塑料對WPC真菌抗性的影響

采用再生PP與木纖維制備了復合材料，并參照ISO846標準測試了再生PP/木粉復合材料對黑曲霉(Aspergillusniger)、繩狀青霉(Penicilliumfuniculosum)、擬青霉(Paecilomycesvariotii)、綠粘帚霉(Gliocladiumvirens)和球毛殼霉(Chaetomiumglobosum)五種霉菌混合孢子液的抗性。通過將再生PP/木粉復合材料與真菌混合孢子液共培養(yǎng)12周后后，對材料的真菌抗性等級和質量損失進行了觀察(0級：材料表面無菌絲生長；1級：試樣表面感染面積<10%；2級：試樣表面感染面積10%～25%；3級：表面感染面積25%～50%；4級：試樣表面感染面積>50%；5級：試樣表面被菌絲和孢子全部覆蓋)。試驗結果表明，再生PP/木粉復合材料表面的霉菌生長等級以及質量損失均隨材料中填充木粉含量的增加而增加，木粉含量越高，則材料表面的霉菌等級越高，質量損失也越大，表面材料的真菌抗性也越差(圖1)。此外，即便在不含木纖維的材料上也發(fā)現(xiàn)了部分真菌生長的痕跡，而木纖維的存在則進一步促進了真菌的生長。在木粉含量較高的材料中，偶聯(lián)劑馬來酸酐接枝聚丙烯(MAPP)的存在似乎有利于真菌的生長，這主要是由于馬來酸酐基團增加了材料的吸水性，而材料吸水性能的增加則為真菌的生長和繁殖提供了有利環(huán)境，進而促進了真菌在材料表面的生長繁殖[20]。

圖1　再生PP/木粉復合材料在霉菌處理12周后的表面生長等級和質量損失

通過將原生HDPE及再生HDPE分別與原生松木粉、回收再利用的尿素甲醛粘合刨花板木屑及回收再利用的CCA處理松木屑按50︰50質量比混合后，采用模壓成型的方式制備了幾種木塑復合材料。以未做任何處理的南方黃松木為對照試樣，對幾種材料的真菌抗性進行了測試。結果如表1所示，在24周后，黃松木暴露于綿腐臥孔菌(Postiaplacenta)和密褐褶菌(Gloeophyllumtrabeum)時的質量損失分別為30%和55%，而暴露于白囊耙齒菌(Irpexlacteus)和云芝(Trametesversicolor)時引起的質量損失分別為65%和39%。而幾種木塑復合材料相比對照黃松木材則表現(xiàn)出良好的真菌抗性。相比再生CCA處理的松木屑及再生刨花板木屑填充的復合材料，由原生松木粉填充的木塑復合材料的質量損失最大。而由原生HDPE基質填充復合材料的質量損失與再生HDPE填充復合材料的質量損失差異不顯著，表明再生塑料的應用對復合材料的真菌抗性無明顯不利影響，再生塑料可在木塑復合材料中大量推廣應用。

(摘自《再生塑料應用對木塑復合材料真菌抗性及理化性能的影響研究》，作者：馮靜、施慶珊、黃小茉，單位：廣東省微生物研究所)

表1　木塑復合材料在四種真菌處理12周后的質量損失率/%

?　DC的木材防腐防霉試驗

研制了一種新型、安全、廣譜的水載型防腐防霉劑。經(jīng)檢測，它對木材具有防腐、防霉的雙重效果，且穩(wěn)定持久。初步核算，DC(2，4-二氯-3，5-二甲基苯酚(DCMX)和菊酯類殺蟲劑) 木材防腐防霉劑處理木材成本略高于廣泛使用的CCA(Chromated Copper Arsenate)防腐劑，但遠低于安全高效的ACQ(Alkaline Copper Quaternary)防腐劑。

將經(jīng)過處理的木塊，經(jīng)30 min 100 ℃蒸汽滅菌并冷卻后接種，放在長滿霉菌菌絲體的培養(yǎng)基上面，先放兩根滅菌玻璃棒(直徑3 mm)，再將試樣橫放在玻璃棒，每個培養(yǎng)皿放2塊樣品。在28 ℃、90%相對濕度下的霉菌恒溫培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)，培養(yǎng)28 d。根據(jù)樣品表面霉菌生長情況，進行其防霉等級的評定。

DC防腐防霉劑對木材防腐效果檢測結果如下表：

表1　腐朽菌的抑制性能表

由上表1可得出結論：0.5%、1.0%、1.5%和2.0%DC防腐防霉劑處理過的木材防腐效果，參照標準中木材天然耐腐蝕性能等級進行分級，測試材料均達到Ⅰ級(強耐腐)。

表2　DC防腐防霉劑對木材防霉效果檢測結果

由以上兩表2可見，0.5%、1.0%和1.5%DC防腐防霉劑處理過的木材防霉效果均達到0級，即未發(fā)生霉變；空白樣品均為4級，即表面產(chǎn)生霉變。

表3　常用木材防腐防霉液成本估算

由上表3可見，DC防腐防霉劑處理木材費用和CCA相當，遠低于ACQ。

(摘自《DC的木材防腐防霉試驗》，作者：徐磊、王穎、王建都等，單位：江蘇省河浪生物科技有限公司)

?　橡膠防霉性能測試方法和評價標準

1美國材料與試驗協(xié)會標準ASTM G 21

(1)菌種：ASTM G 21方法采用菌種為黑曲霉(Aspergillusniger)、嗜松青霉 (Penicilliumpinophilum)、球毛殼霉(Chaetomiumglobosum)、綠粘帚霉(Gliocladiumvirens)、出芽短梗霉(Aureobasidiumpullulans)。

(2)試驗方法：ASTM G 21采用培養(yǎng)皿培養(yǎng)法來進行防霉性能測試，即培養(yǎng)皿檢測法(濕式法)。規(guī)定的孢子液濃度為1.0×106CFU/mL～2.0×106CFU/mL，但沒有規(guī)定霉菌培養(yǎng)獲得孢子的培養(yǎng)基和離心機離心速度。

檢測方法：把樣品置于無機鹽培養(yǎng)基平皿中，接種菌液后于(29±1)℃培養(yǎng)28 d觀察結果。

(3)結果評價

ASTM G 21采用五個防霉等級對樣品進行防霉效果評價，分別為0級(不生長)、1級(痕量生長(長霉面積﹤10%))、2級(長霉面積≥10%，并﹤30%))、3級(長霉面積≥30%，并<60%)、4級(長霉面積≥60%)。

2日本工業(yè)標準JIS Z 2911

(1)菌種：黑曲霉(Aspergillusniger)、繩狀青霉(Penicilliumfuniculosum)、球毛殼菌(Chaetomiumglobosum)和疣孢漆斑菌(Myrotheciumverrucaria)。

(2) 試驗方法：采用了兩種方法來進行防霉性能測試，即培養(yǎng)皿培養(yǎng)法(濕式法)與懸掛法(濕室掛片法)。但沒有規(guī)定接種孢子液的濃度。干法和濕法接種后試驗時間分別為28 d和14 d。

(3) 結果評價：JIS Z 2911采用三個級別評定測試樣品的防霉等級：0級-無長霉；1級-長霉面積不超過三分之一；2級-長霉面積超過三分之一。

3ASTM G 21和JIS Z 2911方法中存在的問題

培養(yǎng)時間方面，JIS Z 2911規(guī)定培養(yǎng)皿培養(yǎng)法的試驗時間為14 d，根據(jù)霉菌在試樣表面生長情況評判樣品防霉能力。霉菌繁殖是一個非常復雜的問題，由于只采用無機鹽瓊脂培養(yǎng)基，為貧營養(yǎng)培養(yǎng)基，霉菌生長緩慢，試驗僅14 d，霉菌在樣品表面上的生長還處于初級階段，不足以判斷其結果，據(jù)此進行防霉效果評價常常是不夠準確的。

孢子液制備方面，JIS Z 2911雖然規(guī)定了孢子制備的方法，但沒有明確規(guī)定孢子液中孢子含量，但對滴入或噴灑到橡膠上的噴灑液體積有明確的規(guī)定。由于沒有規(guī)定孢子含量，對試驗結果會造成偏差。事實上孢子濃度、噴灑量對防霉結果有一定的影響，太少、太多、噴灑不均勻，都會造成試驗結果不同。菌液接菌量過多，孢子易堆積于樣品表面，影響觀察(難以分清楚是噴上的孢子團或是樣品上長出的孢子)；菌液接菌量過少，難以達到嚴酷的試驗環(huán)境。

ASTM G 21對培養(yǎng)菌種獲得孢子的培養(yǎng)基沒有具體規(guī)定，也沒有制定離心孢子的方法如離心速度等。在倒培養(yǎng)基時，ASTM G 21規(guī)定培養(yǎng)基的厚度為3 mm～6 mm，由于培養(yǎng)基很快凝固，很難控制培養(yǎng)基的厚度，這些都不便于實驗室人員操作和標準的推廣。

4制定橡膠防霉性能測試標準的依據(jù)

橡膠防霉性能測試是人工模擬嚴酷環(huán)境的加速長霉試驗，該方法模擬自然界霉菌的生長環(huán)境條件，按霉菌生長的生理特點進行設計，用以測定橡膠在適合霉菌生長的環(huán)境條件下對霉菌的抑制效果，并根據(jù)長霉程度來評價橡膠防霉性能。

4.1培養(yǎng)時間的確定

對橡膠進行了不同測試時間的防霉性能試驗比較，在測試菌種、接種量、接種方式、培養(yǎng)溫度等條件都一致的情況下，對6種橡膠進行檢測，檢測結果如表1。

表1　不同測試時間的長霉情況結果比較

據(jù)表1結果分析，培養(yǎng)3周與培養(yǎng)4周的結果相差較大，從結果可以看出，培養(yǎng)4周和5周的結果一致。培養(yǎng)時間對防霉效果好的樣品無明顯影響，而對防霉效果稍差的樣品則影響較大，如對于防霉效果比較好的樣品A、樣品B，培養(yǎng)4周時該試樣表面未長霉，培養(yǎng)5周時該試樣樣表面仍然不長霉。

因此，依據(jù)本實驗室的試驗數(shù)據(jù)并借鑒國內(nèi)外防霉試驗標準培養(yǎng)時間的規(guī)定，本標準規(guī)定防霉試驗培養(yǎng)時間28 d(4周)后觀測結果。

4.2測試菌種

從發(fā)霉的橡膠上分離到的優(yōu)勢霉菌是短梗霉、青霉和曲霉，還有少量的其他屬的霉菌，根據(jù)橡膠的使用環(huán)境不同、受微生物污染的菌種也不一樣的特點，參照國內(nèi)外其他防霉測試標準中菌種的選擇情況，本標準選擇容易污染橡膠的霉菌作為測試標準菌。同時對菌種的拉丁文(學名)、性質等作了描述，使測試菌種具有代表性，符合我國的實際使用環(huán)境。

表2　橡膠防霉試驗菌種名稱及侵蝕性

根據(jù)產(chǎn)品的使用要求，也可增加其他菌種作為檢測菌種。所有菌種均來自經(jīng)過認可的菌種保藏中心的典型菌種。

4.3孢子液的濃度

選擇塑料和纖維濾紙為測試樣品，在菌種選用、接種方式、培養(yǎng)溫度、培養(yǎng)時間等條件一致，只是孢子液中孢子含量不一樣的情況下進行防霉實驗，以纖維濾紙驗證孢子的活力，結果見表3。

JIS Z 2911雖然規(guī)定了孢子制備的方法，但沒有明確規(guī)定孢子液中孢子含量，依據(jù)本實驗室的試驗結果(表3)規(guī)定孢子液稀釋到1×106～5×106CFU/mL。

表3　接種不同濃度孢子液的實驗結果比較

4.4結果評級方法

ASTM G 21采用五個防霉等級對樣品進行防霉效果評價，本標準參照ASTM G 21進行防霉性能的評定。即0級：在放大約50倍放大鏡下觀察應未見長霉；1級：肉眼看不到或很難看到長霉，生長面積小于10%； 2級：肉眼明顯看到長霉，在樣品表面的覆蓋面積為10%～30%；3級：肉眼明顯看到長霉，在樣品表面的覆蓋面積為30%～60%；4級：肉眼明顯看到長霉，在樣品表面的覆蓋面積>60%。

(摘自《橡膠防霉性能測試方法和評價標準》，作者：郭曉苑、李素娟、袁英姿等，單位：廣東省微生物研究所)

10.3969/j.issn.1001-6678.2016.04.013