高效消毒劑二氧化氯的合成及應用
二氧化氯分子式ClO2，分子量67.5。純二氧化氯具有強氧化能力，可以殺滅多種微生物，是一種高效、廣譜的消毒劑，因其消毒后水中不形成致癌物三鹵甲烷，美國國家環保局在1983年推薦用以取代液氯消毒飲水，1993年又規定造紙廠用其漂白紙漿。
1、二氧化氯的制備
二氧化氯可用陽離子半透膜食鹽水溶液電解或用化學法合成。用志用設備通過電解食鹽溶液可生產二氧化氯。我國預防醫學科學院環境衛生與衛生工程研究所曾于1989年引進美國Tetravalent公司生產的二氧化氯協同消毒器，該消毒器可同時生產ClO2、Cl2、O3和H2O2，溶于水中協同殺菌。
該消毒器的關鍵部件是隔在陽極室與陰極室之間可讓陽離子通過的半透膜。在直流電的作用下，陰極室得到NaOH溶液，陽極室得到Cl、ClO和少量的O、HO等強氧劑。產氣量隨電解電壓、電解電流、食鹽濃度以及陽極有效面積的增加而遞增。現在天津市鈦金新技術研究所已經生產二氧化氯消毒器。
二氧化氯可用以下化學方法合成：
1.1 氧氯靈 該消毒劑原藥呈白色顆粒狀粉劑，以二元型包裝，同時混溶于水中，可迅速產生二氧化氯。
氧氯靈由亞氯酸鈉（1份），酸性激發劑（10份）以及增效劑AD-10（30ppm），與BS-25（200ppm）配制而成。因氧氯靈溶液中二氧化氯的濃度隨配方中的亞氯酸鈉含量而增減，故在氧氯靈名稱后綴以數字以示配制的溶液中所含亞氯酸鈉濃度（酸性激發劑隨之作相應增減）。例如，氧氯靈-1500即表示配制的溶液中含亞氯酸鈉1500ppm，酸性激發劑1500ppm，AD-1030ppm與BS-25200ppm的配方。
1.2 穩定型二氧化氯消毒劑 將氯酸鈉和鹽酸反應，使產生的氣體通過亞氯酸鈉柱，得較純化的二氧化氯，再通入12%過氧碳酸鈉的溶液中即成。在制備過程中，該溶液PH值從10.5降至9.0±0.5時即停止通入二氧化氯，得到透明液體用碘量法測定二氧化氯的含量為5%。
1.3 二氧化氯復合消毒液 二氧化氯復合消毒液系由LX型二氧化氯水溶液發生器以化學法產生。在發生器中，于負壓條件下，兩種氯酸鹽受過渡金屬氧化物的催化與無機酸反應，生成二氧化氯復合消毒液。其PH值為2.0，比重為1.0(20℃)。經碘量法測定，有效氯含量為3246.1mg/L。用紫外分光光度計與紅外分光光度計檢測，溶液中含二氧化氯和氯，其中二氧化氯占60~70%。
2、二氧化氯的濃度測定
測定溶液中二氧化氯含量，一般采用碘量法。當二氧化氯溶液中含有次氯酸鈉或亞氯酸鹽時，因次氯酸鈉或亞氯酸鹽在酸性條件下能使碘化鉀釋出游離碘，由之測出的二氧化氯含量偏高。Ingols等人報道了利用二氧化氯與酪氨酸（3-對羥基丙氨酸）顯色反應測定二氧化氯含量的方法，操作簡單，出結果快，但測定范圍僅為0.2~0.25mg/L，低于常用二氧化氯濃度。軍事醫學科學院衛生學環境醫學研究所楊宗芬等人對上述方法進行了研究改進，使二氧化氯測定范圍增大到0.5~5.0mg/L。
測定儀器使用751型紫外分光光度計，測定波長采用490nm。由于二氧化氯不穩定，比色測定時間不宜超過15分鐘。此法對大于5.0mg/L的二氧化氯溶液需用無離子水稀釋后再測定，低于0.5mg/L時測定的準確性差。
3、二氧化氯的殺菌作用
氧氯靈-1500作用25分鐘可達滅菌要求；以氧氯靈-1000作用2分鐘可破壞HBsAg。其溶液放置24小時，殺菌作用下降。
對細菌繁殖體，氧氯靈-500作用1~5分鐘即可將其完全殺滅；對真菌，氧氯靈-1000作用10分鐘亦可達到同樣的效果，在試驗條件下，有機物對殺菌作用影響不大。藥液PH值超過3時，菌效果明顯下降。
穩定型二氧化氯消毒劑中的二氧化氯以亞氯酸鹽的形式存在，經用鹽酸活化釋放出二氧化氯后才有殺菌作用。試驗證明，活化與PH值有關，PH<0.5時可快速釋放活性二氧化氯，殺菌能力與純二氧化氯溶液相似，有效濃度為2.0mg/L接觸時間3分鐘，可殺滅大腸桿菌99.999%~99.9999%。有效濃度250mg/L接觸5分鐘可使HBsAg陽性病人血清轉陰。PH>0.5時，二氧化氯釋放速度減慢，活化不完全，殺菌能力較弱。
二氧化氯復合消毒液，含4.5mg/L有效氯溶液對金黃色葡萄球菌與大腸桿菌作用2分鐘，以5.0mg/L有效氯溶液對白色念珠菌作用1分鐘，以90.0mg/L有效氯溶液對枯草桿菌黑色變種芽胞作用5分鐘，殺滅率達99.9%以上。對HBsAg，用含200.0mg/L有效氯溶液作用60分鐘或用400.0mg/L有效氯溶液作用5分鐘，可將其抗原性破壞。
4、二氧化氯的毒性及腐蝕性
二氧化氯復合消毒液（含有效氯1700mg/L）對小鼠經口LD50>10000mg/kg，屬實際無毒類。用日本大耳兔進行急性皮膚刺激試驗，二氧化氯未見皮膚刺激。活化二氧化氯對不銹鋼、碳鋼、鋁、及銅有中度腐蝕。
5、二氧化氯消毒劑的應用
5.1 飲水Tuthill消毒等報道，美國Chicopee市飲用加有0.36mg/L二氧化氯處理的水，以減少用氯氣消毒所產生的三鹵甲烷。
5.2 內鏡消毒 中國人民解放軍總醫院用氧氯靈進行過胃鏡消毒現場觀察，用氧氯靈處理胃鏡2分鐘可使三分之一以上胃鏡無菌生長。全部胃鏡平均菌數僅為8.03/50m2。
5.3 食品機械消毒 天津市某食品廠用二氧化氯對食品管道消毒，使產品細菌含量大幅度降低，提高了產品質量。
5.4 食品容器消毒 對飲料瓶等用二氧化氯進行消毒可延長食品保存時間，延長貨架期。
5.5 游泳池水消毒 用二氧化氯消毒游泳池水可有效地殺滅水中病原體，并降低刺激性。
5.6 污水消毒 醫院污水用二氧化氯消毒比用氯氣消毒安全所需費用也較低。
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