张清文 蒋励 何友兰
关键词 化学消毒剂 二氧化氯 水消毒
1820年漂白粉问世后，人们将其用于饮用水消毒和控制创伤感染。此后，相继发现了化学消毒剂环氧乙烷、戊二醛等。二氧化氯于1911年问世，1944年，美国率先用于消毒饮用水，随后在全世界迅速推广，被世界卫生组织列为高效消毒剂〔1〕。现将其性质及用于水消毒的优点综述如下。
1 性质
二氧化氯为带有浅绿色的黄色有毒气体，气味比氯大，遇电火花、阳光直射或加热至60℃以上均易发生爆炸。常温下与许多有机化合物接触，或混合在空气中的含量超过10％，亦有爆炸危险。二氧化氯为高毒性化合物，工作区空气中其极限容许浓度（以蒸气计）为0.1 g/L（一级危险度）。其气体有刺激性，可溶于水。在水中的溶解度，25℃时为81.06 g/L，40℃时为51.4 g/L。二氧化氯为强氧化剂，氧化电势为1.5 V，氧化能力为氯的2.5倍。其在冷水溶液中以较稳定的亚氯酸盐和氯酸盐形式存在。在酸性介质中，亚氯酸盐被激活形成二氧化氯，才表现出较强的氧化性〔2〕。
二氧化氯的杀菌机理，是其释放出新生态氧及次氯酸分子的强氧化作用，使微生物中的氨基酸被氧化分解而抑制其生长并将其杀灭。
2 二氧化氯对水消毒的优点
据Tan等报道，二氧化氯的杀菌效果优于氯气〔3〕。其在较宽的pH范围内都有较好的杀菌作用。在pH 7.0的水中，用0.1 mg/L二氧化氯作用5 min，可杀灭一般肠道菌，如伤寒杆菌、副伤寒杆菌、痢疾杆菌和大肠杆菌等〔4〕。在pH 6.5时，0.25 mg/L二氧化氯或氯气对大肠杆菌作用1 min，两者的杀灭率相似；但在pH 8.5时，二氧化氯仍保持对大肠杆菌原杀灭率，而氯气则需将作用时间增加5倍。Gilli等报道，在pH 6～9范围内，二氧化氯的杀菌效果至少是pH 6时自由氯杀菌效果的两倍〔5〕。
二氧化氯对病毒、细菌及细菌芽胞等均有杀灭作用。其杀菌效果比其它含氯消毒剂高2.5倍。
有人报道，用其消毒，不会在水中产生致癌、致畸、致突变物质〔6, 7〕。Ozawa等报道，用氯气消毒含腐殖物的水时，会产生三卤甲烷〔8〕。国际肿瘤组织（LARC）和美国国家毒理纲要（NTP）均将三卤甲烷列为致癌物质。环保组织（EPA）要求饮用水中三卤甲烷最大允许浓度为0.1 mg/L。由于二氧化氯主要发生氧化反应，在消毒水时不会氯化有机物，故不会形成三卤甲烷；而氯气则在发生氧化反应同时尚有亲电取代反应，可产生易挥发的和不易挥发的含三卤甲烷的氯化有机物〔8, 9〕。有人向俄亥俄河水样加2～3 mg/L二氧化氯后放置48 h，再用8 mg/L氯气进行消毒，或直接用氯气消毒。结果，先加二氧化氯的水中，氯气消毒后三卤甲烷含量比未加二氧化氯者低50％。用二氧化氯消毒饮用水产生的三氯甲烷，为用氯气者的1/2～ 1/4〔10〕。美国威吉尼亚州切萨皮克市水厂用氯气消毒水时，水中三卤甲烷含量为600 μg/L，用二氧化氯者降至20 μg/L。
二氧化氯对水中酚类化合物、铁化物、藻类等的破坏亦优于氯气〔11～13〕。地表水常因含有酚，经氯气消毒后生成氯化酚，具有臭味等难闻气味。二氧化氯能破坏水中的酚类，不形成令人讨厌的气味。当水的pH值<10时，加1.5倍（按质量计）二氧化氯能将酚类氧化为小分子量的二元脂肪酸。二氧化氯尚因能导致叶绿素的吡咯环断裂，使叶绿素失活，藻类因之造成新陈代谢受阻而死亡。此外，二氧化氯能迅速将Fe3+氧化为Fe2+，使之形成氢氧化铁沉淀。二氧化氯还可氧化被有机物结合的铁。因此，可消除水由其而产生的怪味。氯气则起不到这一效果。
3 结语
用二氧化氯消毒饮用水，比用氯气消毒优越。不仅杀菌速度快，受水pH值影响崐较小，不会在水中形成大量三卤甲烷，而且因可破坏水中的酚类化合物、铁化物、藻类而消除臭、怪味。用二氧化氯消毒水时，对水的初级处理，二氧化氯用量为1.8～3.0 mg/L，最多不超过5 mg/L；对水的最后处理，二氧化氯用量一般为0.30～0.45 mg/L，作用时间为30 min。消毒后的水中，二氧化氯残留量应为0.2 mg/L，最少为0.05 mg/L〔14〕。
本文承蒙湖北省预防医学会消毒杀虫分会主任委员岳木生主任医师、副主任委员陈顺兰副主任医师的审核，一并致以感谢。
张清文（湖北省卫生防疫站，武汉 430079）
蒋励（湖北省卫生防疫站，武汉 430079）
何友兰（湖北省卫生防疫站，武汉 430079）
参考文献
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