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

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防霉防菌技術(shù)信息摘要

工業(yè)防霉防菌產(chǎn)業(yè)技術(shù)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(jì)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(jìn)劑。隨著應(yīng)用面的擴(kuò)大和應(yīng)用對象的不同要求，日本和美國等學(xué)者在此基礎(chǔ)上又增加了乳酸桿菌、光合細(xì)菌、放線菌、酵母菌等微生物，便稱之謂EM菌。后來又有學(xué)者增加了硝化細(xì)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(jì)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(rèn)為，更確切的名稱，應(yīng)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(tuán)菌”。

EM制劑產(chǎn)品和技術(shù)從上世紀(jì)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(jì)開始，已傳遍世界，它的廣泛應(yīng)用，對清理魚塘水質(zhì)、提高農(nóng)作物產(chǎn)量、改良土壤、環(huán)境保護(hù)等都具有舉足輕重的作用。上世紀(jì)90年代中期，上海某知名公司曾從美國進(jìn)口幾十噸芽孢桿菌制劑(固體曲)，并作了大量的應(yīng)用試驗，效果很好，但由于售價太高，無法推廣。本世紀(jì)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(yīng)用范圍的十分廣泛，并且效果顯著。其應(yīng)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(zhì)。

2、作為農(nóng)作物栽培促進(jìn)劑，分解土壤中的各種有機(jī)物和其他物質(zhì)，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(jī)物質(zhì)和其他有害物質(zhì)，同時可以除臭。

4、作為肥料發(fā)酵劑，降解肥料中的有機(jī)物質(zhì)，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(jī)物質(zhì)，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(diào)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(jī)物質(zhì)和其他物質(zhì)，使河道水質(zhì)變清，同時降低水質(zhì)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(yīng)該考慮到溫度因素，理應(yīng)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(dāng)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(yīng)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(yīng)用，符合國家”綠色環(huán)?！钡拇笳结?，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(zhì), 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(yīng)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(jié)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(yīng)的減水劑樣品中的活細(xì)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(xì)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(yīng)用》，作者：王磊、武紹峰、顧學(xué)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(fù)合材料，并參照ISO846標(biāo)準(zhǔn)測試了再生PP/木粉復(fù)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(fù)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(zhì)量損失進(jìn)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(jié)果表明，再生PP/木粉復(fù)合材料表面的霉菌生長等級以及質(zhì)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(zhì)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(jìn)一步促進(jìn)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(tuán)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(jìn)而促進(jìn)了真菌在材料表面的生長繁殖[20]。

圖1　再生PP/木粉復(fù)合材料在霉菌處理12周后的表面生長等級和質(zhì)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(zhì)量比混合后，采用模壓成型的方式制備了幾種木塑復(fù)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(jìn)行了測試。結(jié)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(zhì)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(zhì)量損失分別為65%和39%。而幾種木塑復(fù)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(fù)合材料，由原生松木粉填充的木塑復(fù)合材料的質(zhì)量損失最大。而由原生HDPE基質(zhì)填充復(fù)合材料的質(zhì)量損失與再生HDPE填充復(fù)合材料的質(zhì)量損失差異不顯著，表明再生塑料的應(yīng)用對復(fù)合材料的真菌抗性無明顯不利影響，再生塑料可在木塑復(fù)合材料中大量推廣應(yīng)用。

(摘自《再生塑料應(yīng)用對木塑復(fù)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(fù)合材料在四種真菌處理12周后的質(zhì)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(yuǎn)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(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)28 d。根據(jù)樣品表面霉菌生長情況，進(jìn)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(jié)果如下表：

表1　腐朽菌的抑制性能表

由上表1可得出結(jié)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(biāo)準(zhǔn)中木材天然耐腐蝕性能等級進(jìn)行分級，測試材料均達(dá)到Ⅰ級(強耐腐)。

表2　DC防腐防霉劑對木材防霉效果檢測結(jié)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(dá)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(dāng)，遠(yuǎn)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(biāo)準(zhǔn)

1美國材料與試驗協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(jī)離心速度。

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

(3)結(jié)果評價

ASTM G 21采用五個防霉等級對樣品進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(jìn)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(jié)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(fù)雜的問題，由于只采用無機(jī)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(jié)果，據(jù)此進(jìn)行防霉效果評價常常是不夠準(zhǔn)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(jié)果會造成偏差。事實上孢子濃度、噴灑量對防霉結(jié)果有一定的影響，太少、太多、噴灑不均勻，都會造成試驗結(jié)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(tuán)或是樣品上長出的孢子)；菌液接菌量過少，難以達(dá)到嚴(yán)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(biāo)準(zhǔn)的推廣。

4制定橡膠防霉性能測試標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)

橡膠防霉性能測試是人工模擬嚴(yán)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(jìn)行設(shè)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(jìn)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(jìn)行檢測，檢測結(jié)果如表1。

表1　不同測試時間的長霉情況結(jié)果比較

據(jù)表1結(jié)果分析，培養(yǎng)3周與培養(yǎng)4周的結(jié)果相差較大，從結(jié)果可以看出，培養(yǎng)4周和5周的結(jié)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(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)時間的規(guī)定，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定防霉試驗培養(yǎng)時間28 d(4周)后觀測結(jié)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(biāo)準(zhǔn)中菌種的選擇情況，本標(biāo)準(zhǔn)選擇容易污染橡膠的霉菌作為測試標(biāo)準(zhǔn)菌。同時對菌種的拉丁文(學(xué)名)、性質(zhì)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(rèn)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(jìn)行防霉實驗，以纖維濾紙驗證孢子的活力，結(jié)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(jié)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(jié)果比較

4.4結(jié)果評級方法

ASTM G 21采用五個防霉等級對樣品進(jìn)行防霉效果評價，本標(biāo)準(zhǔn)參照ASTM G 21進(jìn)行防霉性能的評定。即0級：在放大約50倍放大鏡下觀察應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)》，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