摘要:二氧化氯对细菌的细胞壁有很强的吸附和穿透具有消毒效果佳,持续稳定性好,消毒副产物少,具备良好的推广应用前景。本文介绍了二氧化氯的性质以及在生产生活中消毒处理方面的应用,为二氧化氯在水厂中的推广应用提供参考。
关键词:二氧化氯;消毒;生产生活;应用
1.前言
二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色到橙黄色的气体,是公认的广谱、高效的第四代绿色消毒剂,已被广泛用于纸张和纤维漂白、饮用水消毒、食品加工、肉类水果蔬菜和水产品灭菌与保鲜、工业冷却水和废水处理、食品包装纸消毒和漂白、注水采油和油井解堵、临床医疗中的消毒灭菌、卫生防疫消毒、油脂脱色及面粉和大米加工中的漂白和杀菌、水产养殖中的水体养殖消毒和防病治病以及水厂杀藻和控制生物污染和管道淤塞等诸多方面。
二氧化氯对细菌的细胞壁有很强的吸附和穿透能力,且不需要载体蛋白-渗透酶的运输。二氧化氯一旦渗透入细菌细胞内,一方面有效破坏细菌内含巯基的酶,另一方面将细菌细胞内的核酸(RNA或DNA)氧化后,可快速控制微生物蛋白质的合成,强行掠夺电子,使之失去活性,从而阻止细菌的合成代谢,达到消毒灭菌和除臭的目的。从灭活机理看二氧化氯比传统氯系消毒剂有优势。
2.二氧化氯在饮用水处理方面的应用
目前,国内外常用的消毒药剂有液氯、氯胺、臭氧以及二氧化氯。按照消毒效率排序为,臭氧>二氧化氯>游离氯>氯胺,消毒稳定性排列顺序为:氯胺>二氧化氯>游离氯>臭氧,二氧化氯不管是消毒效率还是持续稳定性都优于游离氯。在饮用水处理中,二氧化氯具有消毒效果强、适用pH范围广、脱色除臭效果明显、不产生卤代烃类有机消毒副产物的优点,但也存在亚氯酸根和氯酸根超标的风险。美国和西欧几乎所有的水厂均已用二氧化氯取代氯气进行消毒,其特点是:消毒后水口味好、安全无毒,既能降低毒性物质,又不产生致癌物,使用便利、安全、综合费用较低。
由于我国生产二氧化氯起步晚、目前未能形成产业化,为此二氧化氯在我国水处理应用上远远落后发达国家。目前随着国家建设部相关扶持政策的出台,各地水厂必将强制性淘汰传统消毒剂在饮用水的应用,这就给二氧化氯在饮用水行业的迅速推广带来契机。可以预见,对于生活质量快速提高13亿人口的中国,二氧化氯作为饮用水消毒剂是最佳替代品,其消费量将是巨大的。
3.二氧化氯在食品保鲜中的应用
随着人们环保意识的增强和对卫生安全的要求不断提高,人们开始寻求新型消毒杀菌剂。二氧化氯因其杀菌效果强、无污染、使用过程无三致(致癌、致畸、致突变)物质出现等优点,被世界卫生组织推荐为安全消毒物质中的A1级产品。
二氧化氯保鲜剂应用于食品保鲜也一直是国内外的研究重点。二氧化氯也广泛应用于食品保鲜等领域,通过二氧化氯的抗菌机理来抑制微生物生长和减缓腐败速率,保持食品品质和延长食品的货架期,从而提高经济效益。
水果在自然成熟过程中会产生二氧化碳和乙烯,而乙烯会加快水果的成熟及腐败,不利于水果的贮运。二氧化氯的抗菌保鲜机理能够有效阻止乙烯的生成,并且可以破坏已有的乙烯,从而减缓水果衰老及腐败。魏佳以新疆哈密瓜和葡萄为原料,研究了二氧化氯在果蔬采后贮藏过程中对病害抑制的作用方式以及二氧化氯作为强氧化剂降解鲜食葡萄采前残留农药的作用方式。结果显示,采后二氧化氯处理可以降低哈密瓜的自然发病率和病情指数,有效维持哈密瓜采后品质,同时,进行采后二氧化氯熏蒸处理也可以较好地维持红地球葡萄采后品质。余璐璐等]研究了二氧化氯对草莓果实采后贮藏保鲜的影响,研究结果显示,二氧化氯浓度越高,草莓的感病损伤越少;草莓果皮会受到高浓度二氧化氯的影响,果皮有一定的漂白损伤,导致草莓在贮藏后期色泽较差。
我国的食品卫生部门也制定了“稳定二氧化氯食品添加剂标准”,目前正在大力推广应用。如广东省外贸一家肉联加工厂,每年用在肉类消毒,车间环境及设备消毒的二氧化氯用量就达40多吨。
4.二氧化氯在医院消毒中的应用
我国《医疗机构消毒技术规范》中已将ClO2列为高水平消毒方法。《二氧化氯消毒剂卫生标准》中指出ClO2可用于医院污水及非金属医疗器械的消毒;《医院污水处理工程技术规范》中将其列为医院污水处理的常用消毒剂,适用于各种规模医院污水的消毒处理。《二氧化氯消毒剂发生器安全与卫生标准》中提出ClO2发生器还可应用于室内空气的消毒。二氧化氯消毒液的浓度一般最高为2g/L,并可用水稀释。常以喷雾及擦拭的方式对医院空间及物表进行消毒,以浸泡、冲洗方式对医疗器械、一般容器及被褥及衣物、废弃物等消毒,或以接触消毒的方法杀灭医院污水及废物中致病微生物。其液体制剂在使用过程中可能产生残留,不规范操作或可致物体表面的氧化、腐蚀。而与液体消毒剂相比,气态ClO2具有扩散性强、穿透性强、无残留等特点,可在短时间内对空间的死角等进行有效处理。尤其是适用于精密的医疗器械(如内窥镜、超声仪器、激光仪器等)及放置精密仪器的空间(如重症监护室、X光室、超声室等)的消毒。
5.二氧化氯在废水处理消毒中的应用
二氧化氯消毒是污水消毒处理中的常用方式之一,由于二氧化氯是一种强氧剂和高效杀菌剂,有很强的氧化性,所以能杀死污水中一定量的微生物,从而达到消毒的目的。由二氧化氯发生器生产二氧化氯,二氧化氯不稳定的物理特性决定其不能瓶装也不能被压缩,因而无法大批量储存。二氧化氯必须现场生成,即产即用。生产二氧化氯的原料一般为盐酸和氯酸钠、盐酸和亚氯酸钠,通过化学反应生成复合二氧化氯或纯二氧化氯,发生量可根据需要,通过调整电磁计量泵频率来实现。计量泵可以手动控制,也可以与电子流量计或调节器配套使用,进行全自动控制。制备二氧化氯的原料在运输和储存方面具有较大的危险性,且日常运行费用也较高,二氧化氯消毒技术在城市污水处理中的运行费用约为0.04元/吨污水。
6.二氧化氯在其他行业中的应用
二氧化氯作为一种多功能工业与民用化工产品, 其应用领域不胜枚举。如在家庭应用:可用来漱口、洗蔬菜、水果、内衣内裤、毛巾、洁阴、卫生间、冰箱消毒等,随着人们生活水平提高、家庭专用消毒剂是二氧化氯潜在市场。城市高楼二次供水消毒也是很大的市场。
7.结语
二氧化氯具有优良的消毒效能、无疑是一种绿色、安全、广谱、高效的气体消毒剂,适用于我们生产生活中各行各业的消毒。我国相关政策法规已比较健全,但国内ClO2产品开发和推广相对滞后。二氧化氯制剂形态繁多、发生器工艺多样,应用时需根据对象和情景选择优质产品与设备。特别注意高水平ClO2消毒时潜在的腐蚀风险及亚氯酸钠、液体酸的原料的安全性问题。生活中二氧化氯制剂的开发应以高纯、安全、低腐蚀为基本要求,二氧化氯发生器则应当以高转化率、高安全性、低成本为应用目标。
参考文献
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