王向欽，倪冰選，孫現(xiàn)偉

(廣州纖維產(chǎn)品檢測(cè)研究院，廣東廣州511447)

0 引言

與普通濕巾相比，可沖散濕巾產(chǎn)品在使用方便、舒適的同時(shí)，并未給環(huán)境帶來(lái)負(fù)擔(dān)，這也是未來(lái)濕巾產(chǎn)品的重點(diǎn)發(fā)展方向?？蓻_散性濕巾能夠在水中被沖擊分散，可在室內(nèi)的抽水馬桶及下水管道系統(tǒng)中流動(dòng)，并在城市污水處理廠的沉降室中沉淀，最終可在整個(gè)城市下水道和污水處理系統(tǒng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自然分解或降解，從而有效解決普通濕巾所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題[1]。濕巾可沖散性測(cè)試應(yīng)包括以下3個(gè)方面：①在產(chǎn)品預(yù)期使用條件下，可順利通過(guò)馬桶和排水管道系統(tǒng)，分解為散纖維，不發(fā)生堵塞和損壞現(xiàn)象；②與污水運(yùn)輸系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)和循環(huán)再利用系統(tǒng)相容；③在合理的時(shí)間內(nèi)可發(fā)生生物分解或降解作用，對(duì)環(huán)境友好[2]。

目前國(guó)際上比較全面的濕巾沖洗和沉淀性能的測(cè)試評(píng)價(jià)方法是由歐洲非織造布協(xié)會(huì)（EDANA）和北美非織造布協(xié)會(huì)（INDA）聯(lián)合制訂的《一次性無(wú)紡布產(chǎn)品可沖散性能評(píng)估指南（第三版）》（Guidelines for Assessing the Flushability of Disposable Nonwoven Products（The third edition））。這是一個(gè)綜合測(cè)試評(píng)價(jià)可沖散非織造產(chǎn)品在馬桶、下水道、市政系統(tǒng)中可沖洗性、堵塞性、分散性、分解及降解性的測(cè)試評(píng)價(jià)指南，該評(píng)估指南主要包括抽水馬桶及下水道沖洗清潔測(cè)試、晃動(dòng)箱分解測(cè)試、家庭泵測(cè)試、沉淀測(cè)試、好氧生物分解/降解測(cè)試、厭氧生物分解/降解測(cè)試和市政排污泵測(cè)試[3]7個(gè)方面的測(cè)試內(nèi)容。

目前國(guó)內(nèi)在可沖散濕巾生產(chǎn)工藝方面的研究逐漸增多，市場(chǎng)上也越來(lái)越多地出現(xiàn)標(biāo)識(shí)為可沖散的濕巾產(chǎn)品，但是對(duì)這類(lèi)可沖散濕巾產(chǎn)品的測(cè)試評(píng)價(jià)方法相對(duì)滯后，是否真正具備可沖散性需進(jìn)一步評(píng)估。具有良好沖洗清潔性能的可沖散濕巾產(chǎn)品適宜于馬桶和下水管道系統(tǒng)，而沖洗清潔性能差的產(chǎn)品會(huì)增加馬桶及下水道輸送系統(tǒng)發(fā)生堵塞的幾率；可沖散濕巾產(chǎn)品的沉淀測(cè)試主要用于模擬污水坑、化糞池、有氧系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)或城市污水處理廠的沉降室沉淀的情況。

試驗(yàn)將市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的4種標(biāo)識(shí)為可沖散的濕巾產(chǎn)品分別進(jìn)行沖洗清潔測(cè)試和沉淀測(cè)試，以研究濕巾的可沖散性能，并采用質(zhì)量重心位置變化表征可沖散濕巾的沖洗流動(dòng)性，采用沉降速度及浮起情況表征其沉淀性能。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)樣品

從市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的4種標(biāo)識(shí)為可沖散的濕巾產(chǎn)品，其產(chǎn)品參數(shù)詳見(jiàn)表1。對(duì)含液倍率進(jìn)行測(cè)試時(shí)，可用電子天平先稱(chēng)取每片濕巾的濕態(tài)質(zhì)量，再將濕巾樣品置入烘箱中烘干，稱(chēng)取每片濕巾的干態(tài)質(zhì)量，然后計(jì)算可沖散濕巾的含液倍率；對(duì)于斷裂強(qiáng)力的測(cè)試，先將濕巾裁剪為5 cm寬的樣條，采用電子強(qiáng)力機(jī)測(cè)試獲得可沖散濕巾產(chǎn)品的縱向濕態(tài)強(qiáng)力和橫向濕態(tài)強(qiáng)力。

1.2 測(cè)試裝置

1.2.1 沖洗清潔測(cè)試裝置

沖洗清潔測(cè)試裝置包括抽水馬桶（見(jiàn)圖1）和下水管道系統(tǒng)（見(jiàn)圖2）兩個(gè)部分。下水管道材料為透明的PVC管道，以便觀察沖洗物與水流的運(yùn)動(dòng)軌跡，下水道的一端與沖水馬桶出口相連。每一段下水管道都有可調(diào)節(jié)的支撐，可以通過(guò)調(diào)節(jié)管道的斜度來(lái)改變下水管道的位置。在下水道的水流流動(dòng)方向，標(biāo)有0．5 m的標(biāo)注線，方便快速讀取和記錄每次沖洗物的位置（與馬桶的距離）。在下水管道的末端裝有一個(gè)濾網(wǎng)，用于測(cè)試過(guò)程中收集從管道沖出的材料。

圖1 沖洗清潔測(cè)試裝置（抽水馬桶部分）

表1 市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的4種可沖散濕巾產(chǎn)品參數(shù)

圖2 沖洗清潔測(cè)試裝置（管道部分）

1.2.2 沉淀測(cè)試裝置

沉淀測(cè)試裝置由內(nèi)徑為20 cm的裝有自來(lái)水的透明塑料圓柱體組成，底部密封，以及用于保持圓柱體豎直的支架。透明塑料保證產(chǎn)品沉淀行為可以被順利觀察，測(cè)量可沖散濕巾產(chǎn)品在圓柱體中沉降設(shè)定距離所需要的時(shí)間，用于計(jì)時(shí)的上下標(biāo)記線之間的垂直距離為105 cm。

圖3 沉淀測(cè)試裝置

1.3 測(cè)試內(nèi)容

可沖洗清潔性能和可沉淀性能是可沖散濕巾產(chǎn)品可沖散性能的重要組成部分，沖洗清潔測(cè)試和沉淀測(cè)試可用于模擬表征可沖散濕巾的可沖洗流動(dòng)特性及可沉降特性。測(cè)試時(shí)按照《一次性無(wú)紡布產(chǎn)品可沖散性能評(píng)估指南（第三版）》中FG501和FG504部分方法進(jìn)行。

1.3.1 可沖洗清潔測(cè)試

用于測(cè)試產(chǎn)品在馬桶及下水道中的流動(dòng)能力，測(cè)試系統(tǒng)由抽水馬桶及相應(yīng)的下水道組成。每次沖洗完畢后，檢查濕巾產(chǎn)品是否留存在馬桶及存水彎道，記錄每次沖洗后沖洗物在下水道中的位置，即在下水道中的位置相對(duì)于馬桶的距離，記錄與沖洗物最為靠近的標(biāo)記點(diǎn)距離，精確至0．5 m，然后計(jì)算所有濕巾產(chǎn)品在沖洗過(guò)程中的質(zhì)量重心位置，用于表征濕巾產(chǎn)品在下水道和馬桶的可沖洗流動(dòng)性能。測(cè)試過(guò)程中，衛(wèi)生用品在模擬排泄物后加入，記錄沖洗物在下水管道中相對(duì)于馬桶的距離，采用下水管道中不同位置的沖洗物質(zhì)量和距離計(jì)算沖洗物的平均質(zhì)量重心。在加入濕巾產(chǎn)品等到抽水馬桶中時(shí)，確保馬桶處于停止運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且馬桶水位正常，每次向馬桶中加入沖洗物時(shí)，將它們置于馬桶的中央，以給予足夠的時(shí)間吸水飽和。

1.3.2 沉淀測(cè)試

用于評(píng)估一個(gè)產(chǎn)品是否會(huì)在污水池、化糞池、有氧系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)以及城市污水處理廠有關(guān)的沉降室中沉淀。測(cè)試過(guò)程中將測(cè)試產(chǎn)品置于一個(gè)裝有自來(lái)水的燒杯中，并隨后倒入圓柱體測(cè)試管的頂端，從產(chǎn)品倒入時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)樣品下沉到下端標(biāo)記時(shí)停止計(jì)時(shí)，記錄整個(gè)沉降時(shí)間，測(cè)試裝置的沉降距離為105 cm。對(duì)于每一個(gè)沉淀樣品，以秒為單位記錄其下沉105 cm所用的沉降時(shí)間，并用沉降距離除以沉降時(shí)間可獲得可沖散濕巾的沉降速度（cm/s）。重復(fù)上述過(guò)程，對(duì)10只樣品進(jìn)行沉淀測(cè)試，記錄試驗(yàn)中沉淀的樣品數(shù)量，計(jì)算沉淀樣品所占百分比，同時(shí)記錄經(jīng)過(guò)24 h靜置后依然保持沉淀狀態(tài)或浮起的樣品數(shù)量，并計(jì)算其百分比。

2 結(jié)果與分析

2.1 沖洗清潔測(cè)試結(jié)果

在《一次性無(wú)紡布產(chǎn)品可沖散性能評(píng)估指南（第三版）》中，沖洗清潔測(cè)試結(jié)果可接受時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足兩個(gè)條件：①形成堵塞的測(cè)試產(chǎn)品的沖洗次數(shù)占總沖洗次數(shù)的比例不超過(guò)5%；②連續(xù)5次沖洗過(guò)程中，沖洗物質(zhì)量重心距離馬桶位置不可出現(xiàn)連續(xù)的下降。

可沖散濕巾產(chǎn)品沖洗清潔測(cè)試采用沖洗物質(zhì)量重心變化進(jìn)行表征，測(cè)試裝置中整個(gè)下水管道的長(zhǎng)度為23 m，即當(dāng)沖洗物被沖出下水道時(shí)，相對(duì)馬桶距離為2 m。1#可沖散濕巾沖洗清潔測(cè)試質(zhì)量重心變化見(jiàn)圖4。由圖4可以看出：對(duì)于1#可沖散濕巾產(chǎn)品，共有16次沖水將可沖散濕巾產(chǎn)品沖洗出下水管道，占總沖洗次數(shù)的45．7%；沖洗物質(zhì)量重心距離馬桶位置出現(xiàn)連續(xù)下降的最大次數(shù)為3次，分別是第4次、第5次和第6次沖水。1#濕巾產(chǎn)品通過(guò)了沖洗清潔測(cè)試。

2#可沖散濕巾沖洗清潔測(cè)試質(zhì)量重心變化見(jiàn)圖5。由圖5可以看出：對(duì)于2#可沖散濕巾產(chǎn)品，共有22次沖水將可沖散濕巾產(chǎn)品沖洗出下水管道，占總沖洗次數(shù)的62．9%；沖洗物質(zhì)量重心距離馬桶位置出現(xiàn)連續(xù)下降的最大次數(shù)為2次，分別是第7次和第8次沖水。2#濕巾產(chǎn)品也通過(guò)了沖洗清潔測(cè)試。

3#可沖散濕巾沖洗清潔測(cè)試質(zhì)量重心變化見(jiàn)圖6。由圖6可以看出：對(duì)于3#可沖散濕巾產(chǎn)品，共有14次沖水將可沖散濕巾產(chǎn)品沖洗出下水管道，占總沖洗次數(shù)的40．0%；沖洗物質(zhì)量重心距離馬桶位置出現(xiàn)連續(xù)下降的最大次數(shù)為5次，分別是第30次、第31次、第32次、第33次和第34次，并且出現(xiàn)一次堵塞。3#濕巾產(chǎn)品未能通過(guò)沖洗清潔測(cè)試。

4#可沖散濕巾沖洗清潔測(cè)試質(zhì)量重心變化見(jiàn)圖7。由圖7可以看出：對(duì)于4#可沖散濕巾產(chǎn)品，共有15次沖水將可沖散濕巾產(chǎn)品沖洗出下水管道，占總沖洗次數(shù)的42．9%；沖洗物質(zhì)量重心距離馬桶位置出現(xiàn)連續(xù)下降的最大次數(shù)為2次，在4個(gè)位置出現(xiàn)，分別是第5次和第6次、第10次和第11次、第19次和第20次、第29次和第30次沖水。4#濕巾產(chǎn)品通過(guò)了沖洗清潔測(cè)試。

圖4 可沖散濕巾（1#）沖洗清潔測(cè)試質(zhì)量重心變化

圖5 可沖散濕巾（2#）沖洗清潔測(cè)試質(zhì)量重心變化

圖6 可沖散濕巾（3#）沖洗清潔測(cè)試質(zhì)量重心變化

由圖4—圖7可以看出：1#～4#可沖散濕巾產(chǎn)品被沖洗出下水管道的次數(shù)占總沖洗次數(shù)比例分別為45．7%、62．9%、40．0%和42．9%，因此從沖洗出下水管道次數(shù)看，2#產(chǎn)品＞1#產(chǎn)品＞4#產(chǎn)品＞3#產(chǎn)品；從質(zhì)量重心與馬桶位置距離出現(xiàn)連續(xù)下降的最大次數(shù)看，1#～4#可沖散濕巾產(chǎn)品出現(xiàn)連續(xù)下降的最大次數(shù)分別是3次、2次、5次和2次，其中4#可沖散濕巾產(chǎn)品共出現(xiàn)4次連續(xù)下降2次的情況，而2#可沖散濕巾產(chǎn)品共出現(xiàn)1次連續(xù)下降2次的情況，從出現(xiàn)連續(xù)下降的最大次數(shù)和頻率可知2#產(chǎn)品是最優(yōu)的，其次分別為4#產(chǎn)品、1#產(chǎn)品和3#產(chǎn)品；從堵塞次數(shù)可知，1#產(chǎn)品、2#產(chǎn)品和4#產(chǎn)品在測(cè)試過(guò)程中均未出現(xiàn)堵塞情況，而3#產(chǎn)品出現(xiàn)了一次堵塞情況，需要采用柱塞疏通馬桶中的產(chǎn)品和水。

綜上所述，1#、2#和4#可沖散濕巾產(chǎn)品通過(guò)沖洗清潔測(cè)試，而3#濕巾出現(xiàn)了5次沖水過(guò)程中質(zhì)量重心與馬桶距離不斷變小的情況，并且出現(xiàn)一次堵塞的情況，未能通過(guò)沖洗清潔測(cè)試。綜合沖洗出下水管道次數(shù)、質(zhì)量重心與馬桶位置距離連續(xù)下降最大次數(shù)、堵塞次數(shù)，比較4種可沖散濕巾產(chǎn)品的可沖洗清潔性能，2#產(chǎn)品是最優(yōu)的，其次分別為1#產(chǎn)品，4#產(chǎn)品和3#產(chǎn)品。

2.2 沉淀測(cè)試結(jié)果

在《一次性無(wú)紡布產(chǎn)品可沖散性能評(píng)估指南（第三版）》中，所有沉淀的樣品的平均下沉速度須大于0．1 cm/s，且至少95%的樣品成功沉淀；經(jīng)24 h靜置后，至少95%以上已沉淀的樣品不能具有足夠的浮力達(dá)到離圓柱體底部30 cm高度以上的位置。

4種可沖散濕巾產(chǎn)品的沉淀速度測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2，1#～4#可沖散濕巾產(chǎn)品的沉降速度分別達(dá)到2．72 cm/s、2．38 cm/s、1．80 cm/s和 2．50 cm/s，具有較高的沉降速度。從4種可沖散濕巾產(chǎn)品的沉降速度看，1#＞4#＞2#＞3#。對(duì)于3#可沖散濕巾，共出現(xiàn)5次測(cè)試不發(fā)生沉淀，占總測(cè)試次數(shù)的50%。

4種可沖散濕巾不沉和浮起測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3，對(duì)于1#和2#可沖散濕巾產(chǎn)品，10次測(cè)試均能正常沉降，24 h內(nèi)未發(fā)生浮起現(xiàn)象，不沉降比例為0，浮起比例為0；對(duì)于3#可沖散濕巾產(chǎn)品，出現(xiàn)5次測(cè)試不沉降，占總測(cè)試次數(shù)的50%，24 h內(nèi)未發(fā)生浮起現(xiàn)象，浮起比例為0；對(duì)于4#可沖散濕巾產(chǎn)品，均能正常沉降，不沉降比例為0，24 h內(nèi)發(fā)生浮起現(xiàn)象的測(cè)試有2次，浮起比例為20%。

圖7 可沖散濕巾（4#）沖洗清潔測(cè)試質(zhì)量重心變化

表24 種可沖散濕巾沉淀速度測(cè)試結(jié)果 （/cm·s-1）

表3 4種可沖散濕巾不沉和浮起情況

從沉淀測(cè)試結(jié)果看：1#和2#產(chǎn)品全部能夠正常沉降，24 h內(nèi)均并無(wú)發(fā)生浮起現(xiàn)象，1#和2#產(chǎn)品符合沉淀測(cè)試要求；對(duì)于3#樣品，只有50%的測(cè)試樣品成功沉淀，不符合測(cè)試要求；對(duì)于4#樣品，24 h出現(xiàn)浮起的比例為20%，不符合測(cè)試要求，浮起原因是氣泡的產(chǎn)生導(dǎo)致浮力對(duì)濕巾產(chǎn)品的作用。

3 結(jié)論

（1）1#、2#和4#可沖散濕巾產(chǎn)品通過(guò)沖洗清潔測(cè)試，而3#濕巾出現(xiàn)5次沖水過(guò)程中質(zhì)量重心與馬桶距離不斷變小的情況，并且出現(xiàn)一次堵塞的情況，未能通過(guò)沖洗清潔測(cè)試。綜合沖洗出下水管道次數(shù)、質(zhì)量重心與馬桶位置距離連續(xù)下降最大次數(shù)和堵塞次數(shù)，發(fā)現(xiàn)2#產(chǎn)品的可沖洗清潔性能是最優(yōu)的，其次分別是1#產(chǎn)品，4#產(chǎn)品和3#產(chǎn)品。

（2）從沉淀測(cè)試結(jié)果看：1#和2#產(chǎn)品全部能夠正常沉降，24 h內(nèi)均并未發(fā)生浮起現(xiàn)象，產(chǎn)品符合沉淀測(cè)試要求；3#產(chǎn)品只有50%的成功沉淀，不符合測(cè)試要求；4#產(chǎn)品24 h內(nèi)浮起比例為20%，不符合測(cè)試要求。

（3）從測(cè)試結(jié)果來(lái)看：目前市場(chǎng)上標(biāo)識(shí)為可沖散濕巾產(chǎn)品并非完全達(dá)到可沖散性能的各項(xiàng)測(cè)試要求，有些產(chǎn)品只符合部分測(cè)試要求，有些則依然存在堵塞下水管道和馬桶的情況。消費(fèi)者需謹(jǐn)慎使用可沖散濕巾，以免造成馬桶和下水管道的堵塞。質(zhì)檢部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)該類(lèi)產(chǎn)品的監(jiān)督，確保具有可沖散性能的濕巾產(chǎn)品得到合理使用。