摘要：采用試驗(yàn)室通氣裝置模擬現(xiàn)場(chǎng)使用條件，考察了不同抗菌劑的抗菌性能，結(jié)果表明，單一抗菌劑難以同時(shí)對(duì)細(xì)菌和真菌起很好的抑制作用，復(fù)合抗菌劑對(duì)細(xì)菌和真菌都有很好的抑制效果。同時(shí)，還在多臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行了復(fù)合抗菌劑的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)，結(jié)果表明，復(fù)合抗菌劑延長(zhǎng)乳化液和合成液的使用壽命達(dá)十倍以上。
1 前言水基金屬加工液（包括乳化液和合成液）廣泛用于機(jī)械加工行業(yè)，它具有冷卻性能和清洗性能好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，但也具有易*變質(zhì)、使用壽命較短等缺點(diǎn)。*變質(zhì)是細(xì)菌、真菌等微生物在水中大量繁殖的結(jié)果。微生物大量繁殖破壞了乳化液的穩(wěn)定性，使乳化液的各種使用性能降低：也導(dǎo)致ph值下降，從而產(chǎn)生銹蝕：對(duì)操作人員也有不利影響，如難聞的氣味、刺激皮膚、過敏反應(yīng)等。加入抗菌劑是防止*變質(zhì)、提高水基金屬加工液使用壽命的主要措施。國(guó)外在水基金屬加工液中普遍使用抗菌劑，抗菌劑品種達(dá)數(shù)十種。而國(guó)內(nèi)使用抗菌劑仍不普遍，一些加工液在夏天的使用壽命僅一周左右。雖然用于其它領(lǐng)域的抗菌劑品種很多，但大部分不能用于加工液。用于加工液的抗菌劑應(yīng)有如下特性：（1）與加工液有較好的化學(xué)和物理相容性：（2）一定的穩(wěn)定性，能在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)起抗菌作用：（3）對(duì)細(xì)菌和真菌都有較好的抑制作用：（4）低毒：（5）可接受的成本。本文采用試驗(yàn)室通氣裝置模擬現(xiàn)場(chǎng)使用條件，定期檢測(cè)細(xì)菌和真菌數(shù)量及ph 值，記錄加工液的外觀變化，對(duì)各抗菌劑進(jìn)行了篩選。同時(shí)還在多臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行復(fù)合抗菌劑的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)，定期監(jiān)測(cè)細(xì)菌和真菌數(shù)量、ph值、外觀變化和防銹性能等。2 試驗(yàn) 表1 評(píng)定試樣 編號(hào) 抗菌劑類型 濃度（%） 備注
1 含氮雜環(huán)化合物ⅰ 0.07 參照廠家推薦濃度
2 含氮雜環(huán)化合物ⅰ 0.10
3 含氮雜環(huán)化合物ⅱ 0.13
4 含氮雜環(huán)化合物ⅱ 0.19
5 含硫化合物 0.016
6 復(fù)合抗菌劑 0.10 0.07%含氮雜環(huán)化合物ⅰ+0.016%含硫化合物+少量穩(wěn)定增效劑
7 無 純金屬加工液
試驗(yàn)室試驗(yàn) 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn) 本文所采用的方法綜合了國(guó)外有代表性的試驗(yàn)方法：每個(gè)周期對(duì)評(píng)定的試樣通空氣5天，停氣2天，定期加入現(xiàn)場(chǎng)取得的并經(jīng)培養(yǎng)的菌種。每個(gè)周期結(jié)束后分別測(cè)定細(xì)菌、真菌和ph值等。樣品變質(zhì)指標(biāo)為：細(xì)菌總數(shù)>107個(gè)/ml，真菌總數(shù)>103個(gè)/ml。試驗(yàn)條件：（1）試驗(yàn)室：符合生物試驗(yàn)要求。（2）儀器設(shè)備：通氣裝置、ph 計(jì)、生化培養(yǎng)箱、菌落計(jì)數(shù)器和接種試驗(yàn)臺(tái)等。（3）金屬加工液：采用硬度為100～150mg/l（碳酸鈣）的水稀釋乳化液濃縮液，稀釋倍數(shù)為20。（4）評(píng)定樣品：在金屬加工液中加入各種抗菌劑，見表1。（5）菌種：從現(xiàn)場(chǎng)取得變質(zhì)的金屬加工液，于上述金屬加工液中培養(yǎng)至細(xì)菌總數(shù)>5 × 108 個(gè)/ml，真菌總數(shù)>104個(gè)/ml。 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)于1997年夏季在北京*機(jī)床廠進(jìn)行，復(fù)合抗菌劑以0.10%的劑量加入到乳化液和合成液中，各在兩臺(tái)磨床上進(jìn)行了使用試驗(yàn)，定期監(jiān)測(cè)細(xì)菌和真菌數(shù)量、ph 值、外觀變化和防銹性能（一級(jí)鑄鐵，35±2℃，48h，單片）。 3 試驗(yàn)結(jié)果分析 抗菌劑的抗菌性能 復(fù)合抗菌劑的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用 對(duì)表1所列抗菌劑進(jìn)行抗菌效果試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2。從表2中的細(xì)菌和真菌總數(shù)、變質(zhì)期來看，不加抗菌劑的7號(hào)樣品對(duì)細(xì)菌和真菌都沒有抑制作用：各種抗菌劑對(duì)細(xì)菌或真菌都有一定的抑制作用。其中：（1）1～4號(hào)樣品都是真菌先超過變質(zhì)指標(biāo)，說明含氮雜環(huán)化合物ⅰ和ⅱ對(duì)細(xì)菌的抑制作用優(yōu)于對(duì)真菌的抑制作用：并且2、4號(hào)樣品的變質(zhì)期分別比1、3號(hào)樣品長(zhǎng)，說明在選定的劑量范圍內(nèi)抗菌劑的劑量高其抗菌效果更好。（2）5號(hào)樣品是細(xì)菌超過變質(zhì)指標(biāo)，真菌在6周內(nèi)無明顯增長(zhǎng)，說明此含硫化合物對(duì)真菌有好的抑制作用，而對(duì)細(xì)菌抑制作用不明顯。（3）6號(hào)樣品經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)20 周的試驗(yàn)仍不變質(zhì)。顯然，氮雜環(huán)化合物ⅰ和硫化合物復(fù)合使用有明顯的協(xié)同作用，對(duì)細(xì)菌和真菌都有*的抑制效用。 表2 試驗(yàn)室試驗(yàn)結(jié)果 編號(hào) 評(píng)定項(xiàng)目 始點(diǎn) 一周 二周 三周 四周 五周 六周 七周 八周 十周 十一周 十二周 二十周 變質(zhì)期
1 細(xì)菌總數(shù)，個(gè)/ml 5×105 <102 <102 <102 <102 <102 <102 6×105 6（周）
真菌總數(shù)，個(gè)/ml 3×103 <102 <102 <102 <102 2×102 1×104 5×104
ph值 10.02 8.90 9.00 9.09 9.06 9.06 8.94 8.96
外觀 未變 未變 未變 未變 未變 油 油塊 油塊
2 細(xì)菌總數(shù)，個(gè)/ml 3×105 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 12（周）
真菌總數(shù)，個(gè)/ml 2×103 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 8×103
ph值 10.09 8.91 9.03 9.08 9.06 9.16 9.24 9.37 9.44 9.41 9.40 9.20
外觀 未變 未變 未變 未變 未變 未變 未變 未變 未變 油 油 油塊
3 細(xì)菌總數(shù)，個(gè)/ml 5×105 <102 <102 <102 <102 1×106 6×106 4（周）
真菌總數(shù)，個(gè)/ml 2×103 <102 <102 <102 2×103 3×104 6×104
ph值 9.97 8.90 8.97 8.90 8.87 8.77 8.97
外觀 未變 未變 未變 油 油塊 油塊 油塊
4 細(xì)菌總數(shù)，個(gè)/ml 2×105 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 10（周）
真菌總數(shù)，個(gè)/ml 2×103 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 2×104 2×104
ph值 10.11 8.91 9.01 9.09 9.02 9.20 9.26 9.37 9.42 9.34 9.24
外觀 未變 未變 未變 未變 未變 未變 未變 未變 未變 油塊 油塊
5 細(xì)菌總數(shù)，個(gè)/ml 3×106 1×107 3×106 5×106 8×106 7×106 1×107 1（周）
真菌總數(shù)，個(gè)/ml 1×103 <102 <102 <102 <102 <102 <104
ph值 9.95 8.56 8.66 8.71 8.67 8.82 8.70
外觀 未變 未變 未變 油 油 油 油
6 細(xì)菌總數(shù)，個(gè)/ml 3×105 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 >20（周）
真菌總數(shù)，個(gè)/ml 1×103 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102
ph值 9.95 8.90 8.98 9.00 9.03 9.14 9.21 9.36 9.34 9.41 9.36 9.36 9.38
外觀 未變 未變 未變 未變 未變 未變 未變 未變 未變 未變 未變 未變 未變
7 細(xì)菌總數(shù)，個(gè)/ml 4×106 1×107 1×107 1×107 1（周）
真菌總數(shù)，個(gè)/ml 1×103 1×103 2×103 3×103
ph值 9.03 8.43 8.65 8.46
外觀 未變 未變 油塊 油塊
表中：“油”是指乳化液析油：“油塊”是指乳化液析油并出現(xiàn)塊狀物。
由表2還可看出，乳化液的外觀變化在一定程度上也能反映微生物的繁殖情況。接近變質(zhì)期時(shí)，都有析油現(xiàn)象出現(xiàn)：當(dāng)真菌總數(shù)超過變質(zhì)指標(biāo)時(shí)，乳化液中出現(xiàn)塊狀物。乳化液中的基礎(chǔ)油和各種添加劑都是微生物賴以生存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，當(dāng)乳化劑被微生物消耗到一定程度時(shí)，乳化液的穩(wěn)定性受到破壞，因此析油。另據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，真菌的大量繁殖導(dǎo)致塊狀物產(chǎn)生，這些塊狀物易堵塞機(jī)床的冷卻液循環(huán)管線和濾網(wǎng)，要*清理這些含大量真菌的塊狀物很困難。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制真菌數(shù)量，或在大量出現(xiàn)塊狀物之前就更換金屬加工液。 對(duì)上述試驗(yàn)篩選出的復(fù)合抗菌劑進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)，未加抗菌劑的合成液和乳化液的ph值分別為10.10和8.94，加入0.1%復(fù)合抗菌劑后的ph值分別為10.13和9.59。未加抗菌劑的合成液在使用三天后，ph值為8.20，細(xì)菌總數(shù)為4×107個(gè)/ml，真菌總數(shù)為40個(gè)/ml，防銹性能不通過。未加抗菌劑的乳化液使用6天后，ph值為7.76，細(xì)菌總數(shù)為4×107個(gè)/ml，真菌總數(shù)為5×103個(gè)/ml，防銹性能不通過。復(fù)合抗菌劑的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果見表3。 表3 復(fù)合抗菌劑的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果 編號(hào) 評(píng)定項(xiàng)目 始點(diǎn) 一周 二周 三周 四周 五周 六周 七周
1 細(xì)菌總數(shù)，個(gè)/ml <102 <102 <102 <102 <102 <102 9×102
真菌總數(shù)，個(gè)/ml <102 <102 <102 <102 <102 <102 <102
ph值 9.94 9.67 9.60 9.82 9.79 9.70 9.80
防銹性能 通過 通過 通過 通過 通過 通過 通過
2 細(xì)菌總數(shù)，個(gè)/ml <102 <102 3×103 5×103 <102
真菌總數(shù)，個(gè)/ml <102 <102 <102 <102 <102
ph值 9.75 9.78 9.67 9.68 9.68
防銹性能 通過 通過 通過 通過 通過
3 細(xì)菌總數(shù)，個(gè)/ml <102 1×105 <102 4×104 1×105 2×102
真菌總數(shù)，個(gè)/ml <102 <102 8×102 4×103 <102 <102
ph值 9.40 8.96 9.45 9.23 8.92 9.27
防銹性能 通過 通過 通過 通過 通過 通過
4 細(xì)菌總數(shù)，個(gè)/ml 4×102 <102 3×102 1×105 4×106 3×107
真菌總數(shù)，個(gè)/ml <102 <102 <102 <102 <102 <102
ph值 9.34 9.36 9.12 9.03 8.95 8.57
防銹性能 通過 通過 通過 通過 通過 通過
編號(hào) 評(píng)定項(xiàng)目 八周 九周 十周 十一周 十二周 十三周 十四周 十六周
1 細(xì)菌總數(shù)，個(gè)/ml <102 <102 3×103 <102 <102
真菌總數(shù)，個(gè)/ml <102 <102 <102 <102 <102
ph值 9.71 9.88 9.83 9.88 9.89
防銹性能 通過 通過 通過 通過 通過
2 細(xì)菌總數(shù)，個(gè)/ml <102 <102 4×103
真菌總數(shù)，個(gè)/ml <102 <102 3×102
ph值 9.76 9.72 9.82
防銹性能 通過 通過 通過
3 細(xì)菌總數(shù)，個(gè)/ml 3×104 4×105 1×104 8×103 5×103 1×104
真菌總數(shù)，個(gè)/ml <102 <102 <102 <102 <102 <102
ph值 9.29 9.19 9.27 9.27 9.56 9.26
防銹性能 通過 通過 通過 通過 通過 通過
4 細(xì)菌總數(shù)，個(gè)/ml 1×102 8×104 5×105 4×105
真菌總數(shù)，個(gè)/ml <102 <102 <102 <102
ph值 9.05 8.90 8.81 8.31
防銹性能 通過 通過 通過 通過
注：編號(hào)1、2 為合成液：3、4 為乳化液：在試驗(yàn)期間，1～4 號(hào)樣品的外觀無明顯變化，即無嚴(yán)重析油和塊狀物等現(xiàn)象出現(xiàn)。
從上述試驗(yàn)結(jié)果來看，未加抗菌劑的合成液和乳化液使用不到一周，防銹性能都不通過，細(xì)菌總數(shù)都達(dá)4×107個(gè)/ml，乳化液的真菌總數(shù)達(dá)5×103個(gè)/ml，操作工人基本上每周更換一次加工液。加入0.1%復(fù)合抗菌劑后，連續(xù)使用三個(gè)月各項(xiàng)指標(biāo)基本正常（試驗(yàn)僅進(jìn)行三個(gè)月是因?yàn)榧庸ば嫉瘸练e于液槽，需清理），其中：（1）細(xì)菌總數(shù)基本上控制在1×106個(gè)/ml 以下，僅4號(hào)樣有一次高于1×107個(gè)/ml，但防銹性能和外觀都正常，這可能與取樣方式等偶然因素有關(guān)。（2）真菌總數(shù)基本上控制在1×103 個(gè)/ml以下，僅3號(hào)樣有一次高于1×103個(gè)/ml，但防銹性能和外觀也都正常。（3）防銹性能都正常：外觀也無明顯變化。（4）加入復(fù)合抗菌劑后，乳化液的ph值略高：在三個(gè)月的使用期間，合成液和乳化液的ph值都能控制在一定的范圍：而未加抗菌劑的合成液和乳化液在變質(zhì)后，ph值都明顯下降，這是因?yàn)槲⑸锏男玛惔x產(chǎn)物多為酸性物質(zhì)，因此監(jiān)控ph值在一定程度上也能反映微生物繁殖的情況。 對(duì)比復(fù)合抗菌劑的試驗(yàn)室試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)結(jié)果，在20周的試驗(yàn)室試驗(yàn)中，細(xì)菌總數(shù)和真菌總數(shù)都小于102個(gè)/ml：而在三個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)中，細(xì)菌總數(shù)和真菌總數(shù)雖能控制在一定范圍，有時(shí)卻高于102個(gè)/ml，這說明現(xiàn)場(chǎng)比試驗(yàn)室試驗(yàn)條件苛刻。 4 結(jié)論 試驗(yàn)室試驗(yàn)表明，不同類型的抗菌劑對(duì)細(xì)菌和真菌的抑制效果不同，含氮雜環(huán)化合物ⅰ、ⅱ對(duì)細(xì)菌的抑制效果較好，其中ⅰ更好些：含硫化合物對(duì)細(xì)菌的抑制效果較差，而對(duì)真菌的抑制效果較好：含氮雜環(huán)化合物ⅰ和含硫化合物復(fù)合使用具有明顯的協(xié)同作用，對(duì)細(xì)菌和真菌都有很好的抑制效果。金屬加工液的外觀變化在一定程度能反映微生物的繁殖情況。 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)表明，復(fù)合抗菌劑延長(zhǎng)乳化液和合成液的使用壽命達(dá)十倍以上。