編前語:看這篇文章之前,請問您知道二氧化氯這個化學名稱嗎?您知道它是很好的消毒劑之一嗎?您又知道這種消毒劑正確的配制和使用方法嗎?我們就此問題問過很多化工界的朋友,多數(shù)人都回答不了這三個問題?,F(xiàn)在,就讓小編帶您,在連續(xù)的五天里,仔細了解這個消毒劑產品的今生來世、市場亂象問題根源和紓解之道吧。
一場持續(xù)不斷的新冠病毒疫情,讓越來越多的消毒劑進入公眾視野,迅速地進入到了千家萬戶。有酒精類,84消毒等含氯類的,有醇類,還有雙氧水類的;有液體的、有固體的、還有成片的;有自己配的,有配好直接用的;有噴灑的、浸泡的,還有涂抹的;有單位發(fā)的,也有自己買的……林林總總。在這些讓您眼花繚亂的消毒劑家族中,有一種叫做二氧化氯的消毒劑,被聯(lián)合國世衛(wèi)組織(WHO)列為A1級(即便被食用也很安全)安全高效消毒劑。今天就為您簡單科普一下。
1、
人類使用消毒劑的簡短歷史
人類利用化學消毒劑進行殺菌消毒是從19世紀初開始的。1820年,一代化學消毒劑漂白粉(次氯酸鈣)問世后,人們將其主要用于飲用水消毒和感染創(chuàng)傷的治療上,并取得了良好地效果,開辟了化學殺菌消毒的首個里程碑。此后,人們相繼發(fā)現(xiàn)了二代消毒劑環(huán)氧乙烷和三代消毒劑戊二醛。新一代高效化學消毒劑終于在千呼萬喚中問世,這就是被稱作
第四代殺菌消毒劑的ClO2。
ClO2誕生于1811年,美國科學家H.Davery利用KClO3水溶液和鹽酸反應,首次合成并收集了ClO2氣體。這個時間,比漂白粉還要早9年,但它他的消毒應用卻比漂白粉晚了100多年。在此期間,人們陸續(xù)發(fā)現(xiàn)用漂白粉對飲用水進行消毒時,水中的有機物會與漂白粉釋放的氯氣發(fā)生鹵代反應,生成有機氯化合物,有機氯會在人體內積留產生慢性累積中毒,還會誘發(fā)癌病。直到這時,人們想起了同門“哥哥”ClO2。
1940年前后,ClO2才得以安全且經濟地規(guī)模生產,開始了工業(yè)化的廣泛應用。1944年,ClO2初次作為消毒劑用于處理美國紐約州尼加拉大瀑布城的飲用水。上世紀七十年代后期,自從研制成功ClO2穩(wěn)定劑后,ClO2作為漂白劑和消毒劑,已
被廣泛應用于紙漿的漂白、食品加工領域的殺菌消毒及水凈化處理等領域,充分顯示出其所具有的強漂白和殺菌消毒能力。
二氧化氯是國際上公認的新一代的高效、廣譜、安全的殺菌、保鮮劑,是氯制劑的理想替代品,在世界發(fā)達國家已得到廣泛的應用。美國、西歐、加拿大、日本等發(fā)達國家的有關組織如美國環(huán)境保護局、食品藥品管理局、美國農業(yè)部均批準和推薦ClO2用于食品、食品加工、制藥、醫(yī)院、公共環(huán)境等的消毒、防霉和食品的防腐保鮮等。為控制飲水中“三致物質”(致癌、致畸、致突變)的產生,歐美發(fā)達國家已廣泛應用ClO2替代氯氣進行飲用水的消毒。
我國應用ClO2消毒技術始于上世紀八十年代。1987年,廣東省衛(wèi)生監(jiān)督部門批準其可以用于
食品消毒、保鮮及食品設備、用具消毒。1990年上海衛(wèi)生管理部門批準其可以用于
水處理、食品加工以及水產養(yǎng)殖、除臭等。我國衛(wèi)生部也在2000年前明確提出,逐步用ClO2替代氯氣進行飲用水的消毒。2003年5月1日,國家疾病控制中心在頒發(fā)《各種污染對象的常用消毒方法》中建議,為了避免“非典”等傳染病的傳播,餐飲用具可用200mg/L的ClO2溶液浸泡,游泳池水可按5mg/L用ClO2進行消毒。于2006年6月1日頒布了中華人民共和國國家標準穩(wěn)定性ClO2溶液(GB/T20783-2006),國家衛(wèi)生部已批準ClO2為消毒劑和新型食品添加劑。
2、
ClO2好在哪里?
人們使用ClO2消殺,起初主要是利用它的強氧化機理。ClO2分子的電子結構呈不飽和狀態(tài),外層共有19個電子,具有強烈的氧化作用力,主要是對富有電子(或供電子)的原子基團(如含巰基的酶和硫化物,氯化物)進行攻擊,強行掠奪電子,使之成為失去活性和改變性質的物質,從而達到其目的。此外,還有漂白和除臭作用。作為一種消毒劑,就單個的指標而言,ClO2并非優(yōu)選,而從若干重要指標的綜合評價來看,卻具有更全面的優(yōu)勢。
中國兵器工業(yè)衛(wèi)生研究所原藥物研究室主任兼中心研究室主任、中國ClO2學會原理事龍膺厚老先生的一篇文章曾對ClO2與其他消毒劑進行過綜合性的比較研究。他認為,單就氧化能力而言,其氧化還原電位(1.5V)尚不及氟(2.87V)、臭氧(2.07V)和過氧化氫(1.87V),但ClO2的消毒機理并非完全在于氧化,其消毒能力比
過氧化氫(及單過硫酸氫鉀)強得多,與臭氧相當,對病毒的滅活能力甚至可強于臭氧。
就價格而言,ClO2不及液氯或次氯酸鹽低廉,但它對一般微生物的消毒能力比氯大若干倍,故使用成本并不很高。更重要的是,它沒有鹵素消毒劑產生致癌物之虞,不與氨氮反應,不與水中的溴酸物、次溴酸物反應生成對人體有害的物質,還能破壞酚、硫化物、氰化物等有機物。與過氧乙酸相比,雖然同樣穩(wěn)定性較差需臨時制備,但二氧化氯現(xiàn)場制備容易,而過氧乙酸制備手續(xù)較煩,且對器物腐蝕性強。
其他諸多消毒劑:
環(huán)氧乙烷等烷基化劑應用不便;酚類消毒劑(包括鹵代酚)消毒效力低、抗菌譜不廣;醛類消毒劑(如甲醛、戊二醛)毒性高;醇類(如乙醇、卞醇、苯乙醇、異丙醇、三氯叔丁醇)僅為中效消毒劑;季銨鹽和胍類消毒劑(如1227、新潔爾滅、洗必泰、黛龍等)亦屬中效或低效消毒劑,且配伍性欠佳,不能與陰離子表面活性劑伍用;DP300不能在鹵素存在下使用;銀消毒劑畢竟含重金屬,安全性仍不免令人擔憂。所有以上這些消毒劑,從綜合性能的角度考量,均不具有ClO2的優(yōu)勢。
3、
基本特性決定了ClO2的局限性
正是由于ClO2具有上述的綜合性價比,因此,其應用的范圍非常廣泛。
盡管ClO2的應用領域非常廣泛,但其固有的屬性和特性也導致了使用過程的局限性。常溫下,ClO2為黃色至紅黃色氣體,冷卻可得黃色液體,深度冷凍可得紅黃色固體,光照下易分解,非常易溶于水;在空氣中體積分數(shù)超過10%時具有爆炸性,而水溶液無爆炸性;與很多物質都能發(fā)生劇烈反應,腐蝕性很強。由于常溫下為氣體,使用操作多有不便,通常以水溶液的形式應用。這些特性決定了ClO2的使用方式:不能壓縮成氣態(tài)產品使用;氣態(tài)使用只能現(xiàn)場釋放;要溶于水中,并且對不同用途的濃度配比要求較高;多數(shù)是因穩(wěn)定性較差而需臨時制備。這也直接導致了二氧化氯在制備、存儲、配制過程中會出現(xiàn)諸多問題。下一章我們接著分析。