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二氧化氯-消毒行業推崇的消毒劑

發布人:秀霸二氧化氯消毒劑    發布時間:[2019年04月01日]

百度百科二氧化氯詞條第一段:二氧化氯(ClO?)是一種黃綠色到橙黃色的氣體,是國際上公認爲安全、無毒的綠色消毒劑。

360百科二氧化氯詞條第一段:二氧化氯有與氯氣相似的刺激性氣味,具有強烈刺激性,接觸後主要引起眼和呼吸道刺激,吸入高濃度可發生肺水腫,能致死,對呼吸道産生嚴重損傷,高濃度的本品氣體,可能對皮膚有刺激性。皮膚接觸或攝入本品的高濃度溶液,可能引起強烈刺激和腐蝕,長期接觸可導致慢性支氣管炎。

二者开篇不同,但后面的内容几乎完全相同,介绍二氧化氯杀菌和杀病毒能力时有下面相同的描述:二氧化氯用于水消毒,在其浓度为0.5~1mg/L时,1分钟内能将水中99%的细菌杀灭,灭菌效果为氯气的10倍,次氯酸钠的2倍,抑制病毒的能力也比氯高3倍,比臭氧高1.9倍。介绍消毒剂历史时也完全一致: 1820年第一代化学消毒剂漂白粉问世,此后,人们相继发现了第二代消毒剂环氧乙烷,第三代消毒剂戊二醛。新一代高效化学消毒剂终于在千呼万唤中问世,这就是被称作第四代杀菌消毒剂的二氧化氯,二氧化氯已被联合国卫生组织(WHO)列为AⅠ级消毒剂。

經常看論文的朋友可以發現,學界對二氧化氯是第四代消毒劑還有一種說法,第一代消毒劑液氯(含Cl2、次氯酸鹽和漂白粉)、第二代消毒劑優氯劑(二氯異氰尿酸鈉)、第三代消毒劑氯精(三氯異氰尿酸)後,二氧化氯被推崇爲第四代消毒劑,是世界衛生組織(WHO)和世界糧農組織(FAO)向全世界推薦的A1級廣普、安全和高效的消毒劑。

世界卫生组织(WHO)编订的《实验室生物安全手册》(第三版)对二氧化氯的描述:二氧化氯是一种高效的快速杀菌剂、防腐剂和氧化剂。经常有报道,认为其在浓度低于漂白粉的含氯浓度时即具活性。二氧化氯作为气体是不稳定的,将分解为氯气(Cl 2 )和氧气(O 2 ) ,并放热。然而,二氧化氯溶于水,并在水溶液中稳定。有两种方法可获得二氧化氯: (1)将盐酸(HCl)和亚氯酸钠(NaClO 2 )两种单独成分混合时即可生成; (2)订购其稳定态,然后在需要时随时活化生成。就氧化杀菌剂而言, 二氧化氯是高选择性的氧化剂。 臭氧和氯比二氧化氯有更高的反应活性,能氧化大多数的有机物。然而,二氧化氯仅同还原性硫化物、仲胺、叔胺以及其他强还原性和反应活性的有机物作用。因此,与使用氯和臭氧相比,二氧化氯在含量低得多的情况下,能得到更稳定的反应产物。在有机物较多的情况下,由于其选择性,使用适量的二氧化氯比臭氧和氯更有效。

個人看法,從消毒效果和副作用綜合比較,二氧化氯是目前化學消毒劑中最優秀的的消毒劑,但不能說是無毒的綠色消毒劑,有個學術術語叫實際無毒性,是在消毒劑或添加劑一定使用量下的毒性分級,按毒性輕重分爲:無毒,實際無毒,低毒,中等毒,劇毒,極毒幾個級別。二氧化氯按這種方式可以劃分爲實際無毒級。商業宣傳中說其無毒會誤導消費者。商業宣傳不能全信,各種百科也不可信,很多論文也不可信,官方編訂的文件總體可信。上述兩個百科描述一致的內容,我認爲也不可信,“滅菌效果爲氯氣的10倍,次氯酸鈉的2倍,抑制病毒的能力也比氯高3倍,比臭氧高1.9倍,”我不知道這是哪裏來的數據。百科、各種商家宣傳、大量論文中都可以看到下面這句:“二氧化氯是世界衛生組織(WHO)和世界糧農組織(FAO)向全世界推薦的A1級廣普、安全和高效的消毒劑。”我只聽說過WHO和FAO每年對一些食品添加劑做出安全性評價,沒聽說他們還推薦消毒劑,有熟悉WHO和FAO的朋友可以求證一下。

根據相關資料和本人經驗,對二氧化氯相關知識整理如下。

1、二氧化氯的物理化學性質

二氧化氯常溫下爲黃綠色或橘紅色氣體,有類似氯氣的刺激性氣味,冷卻至-40℃爲深紅色液體,冷卻至-59℃時爲橙黃色固體。

化学式:CLO2 ,有两种异构体OCLO和CLOO,前者性能稳定,后者易爆炸分解。

摩爾質量:67.45

熔點:-59℃

沸點:11℃

比重:2.4(空氣1.0)

生成熱:104.6KJ/moL

2、二氧化氯溶解性

二氧化氯易溶于水,在20℃和30mmHg分壓下,二氧化氯在水中的溶解度爲2.9克/升。在5℃和60mmHg分壓下,二氧化氯在水中的溶解度爲11.5克/升。溶解時形成黃綠色的溶液,二氧化氯在水中以穩定的二氧化氯分子存在,不像其它含氯消毒劑在水中産生次氯酸。

3、二氧化氯爆炸性

二氧化氯在水中濃度超過10%或空氣中的體積濃度超過10%時便有爆炸性,爆炸時分解爲氯氣和氧氣,同時放出熱量。中北大學王秀麗碩士論文研究了氣體二氧化氯爆炸特性,研究結論:氣體二氧化氯的爆炸下限是9.5%(體積百分比),無爆炸上限;氣體二氧化氯濃度爲90%時,最大爆炸壓力爲0.6406MPa;氣體二氧化氯濃度不同,爆炸壓力也不同,爆炸壓力隨著濃度增加而增大,隨著氣體二氧化氯濃度的增加,出現最大爆炸壓力的時間越來越短。有文獻說二氧化氯30℃可分解,50℃可能爆炸性分解。個人經驗:在有機物存在時,二氧化氯爆炸強度增大。

4、二氧化氯毒性

浓度mg/m3 效应

15 对呼吸器官产生刺激

51 气味十分明显

135 对眼,喉造成损伤,刺激咳嗽

450 动物40min致死

1050 动物迅速死亡

美國職業健康安全研究所規定,二氧化氯8小時加權平均限值0.3mg/m3。我們用氣體二氧化氯消毒空氣時空間投放濃度上限應低于0.3mg/m3。

二氧化氯用于飲用水消毒時,GB5749-2006規定水廠投加量限值0.8mg/L,出廠水余量≥0.1mg/L,消毒副産物亞氯酸根和氯酸根最大限值均爲0.7mg/L。二氧化氯用于飲用水消毒時約50%--70%轉化爲亞氯酸根,有研究表明,飲用高濃度亞氯酸根水會導致溶血,影響生長發育。國外對人體志願者實驗,連續84天,每天飲用5mg/L(0.036mg/kg/d),多數人無異常個別人發現脫氨酶和血清有變化,飲用低于2mg/L水均爲發現異常。

5、二氧化氯的氧化性

二氧化氯屬強氧化劑,常見氧化劑標准電極電位:臭氧O3(2.07)二氧化氯CLO2(1.511)氧氣O2(1.23);重鉻酸H2Cr2O7(1.33),氯氣Cl2(1.358);高氯酸(過氯酸)HClO4(1.39);氯酸HClO3(1.47),次氯酸HClO(1.61);亞氯酸HClO2(1.645);高錳酸(過錳酸)HMnO4(1.679)。

氧化氯腐蝕性也很強,能與zn、Ca、Mg、Ni等反應生成相應的亞氯酸鹽,耐二氧化氯腐蝕的材料有鉑、钽、钛、锆、鎳、石英制品、玻璃、耐酸陶瓷、聚氯乙烯、聚酯、氟樹脂等。

研究表明,304不鏽鋼在60℃、pH爲4、8g/L和10g/L,60℃、pH爲2、4g/L和8g/L,60℃、pH爲6的8g/L二氧化氯溶液中,耐蝕性差。316L不鏽鋼在60℃、pH爲4、濃度8g/L、10g/L,60℃、pH爲2、4g/L和8g/L時屬于不耐蝕金屬外,在其它研究的工藝下316L不鏽鋼屬于耐蝕和尚耐蝕系列。316L不鏽鋼除了在堿性的二氧化氯溶液中具有鈍化的趨勢,在低濃、低溫的酸性條件下也具有鈍化的趨勢。钛在二氧化氯溶液除了在60℃、濃度爲8g/L和10g/L、pH小于4,屬于尚耐蝕外,其它條件下都屬于耐蝕系列;钛材在二氧化氯溶液中表現出較好的鈍化特性。

右表2數據爲康志娟等論文數據,二氧化氯常用消毒濃度下腐蝕情況。

根據本人多年經驗,使用二氧化氯消毒後在余量0.6mg/L的水體接觸的碳鋼或銅質管道和設備腐蝕性無明顯變化。

6、二氧化氯殺菌效果

含氯消毒劑劑包括液氯(Cl2)、NaClO和Ca(OCl)2?3H2O、二氯異氰尿酸鈉和三氰異氰尿酸溶于水後均産生HOCl,産生的HOCl與液氯消毒一樣,均會與水中THMS前驅物質發生氯取代反應而産生對人體有害的三鹵甲烷等有機鹵代物。二氧化氯在水中完全或幾乎完全以單體遊離原子團型體存在,在水中不産生HOCL。二氧化氯與其它氯制劑的性質截然不同,與水中有機物反應幾乎不産生氯仿CHCl3等有機鹵代物,這是二氧化氯被推薦用于飲水消毒的主要原因。

二氧化氯對微生物的滅活機理:二氧化氯進入微生物體內破壞微生物體內的酶和蛋白質以達到滅活微生物的目的,一般水接近中性或偏堿性,細菌細胞表面帶負電荷,二氧化氯分子中性容易和細菌接觸,次氯酸在中性或堿性水體中部分以次氯酸根存在,次氯酸根帶負電荷與同樣帶負電的細菌不容易接觸,從滅活機理看二氧化氯比傳統氯系消毒劑有優勢。

與二氧化氯相關的論文中研究消毒的內容最多。

二氧化氯在飲用水消毒中幾乎不形成氯仿等有機鹵代物,且殺滅細菌、病毒、藻類和浮遊動物的效果好于液氯,在水消毒過程中未産生致突變物質,其Ames試驗和小鼠骨髓嗜多染紅細胞微核試驗均呈現陰性結果;二氧化氯與水中無機物和有機物,尤其是有機物的反應表現以氧化作用爲主,而液氯則以氯取代爲主,氯氣與水中前驅物質作用形成了顯著數量的氯仿等有機鹵代物。

二氧化氯可在pH爲3-9範圍內有效地殺滅細菌;而液氯只有在近中性條件(pH值爲6.5-8.5)下可有效地殺死細菌;相對液氯而言,二氧化氯所需投量較少,殺菌速率快。尤其二氧化氯可殺滅水中異養菌、鐵細菌和硫酸鹽還原菌等,且效果持久。二氧化氯的殺菌效果能持續很長時間,在管網系統中能夠保持一定的殘留。

二氧化氯对几乎所有已知微生物具有杀灭能力。对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌等纯菌种,进行二氧化氯消毒劑鉴定,结果表明,对这些纯菌种的灭菌效果随消毒剂投量的增加而增加,且二氧化氯的效果明显好于氯。二氧化氯对水中病毒例如脊髓灰质炎I型、柯萨奇病毒B3、艾可病毒II、腺病毒7型、单纯疱疹病毒I型、流行性腮腺炎病毒、乙肝病毒、呼吸道病毒具有很好的消毒效果;对水中的藻类和浮游生物有很好的失活效果。二氧化氯对藻类的控制主要是因为它对苯环有一定的亲和性,能使苯环发生变化而无臭味。叶绿素中的吡咯与苯环非常类似,二氧化氯也同样能作用于吡咯环。这样,二氧化氯氧化叶绿素,植物新陈代谢终止,使得蛋白质中的合成中断。这个反应结果对植物的损害在于原生质脱水而带来高渗的收缩(质壁分离),这是个不可逆的过程,导致藻类死亡。

7、二氧化氯的漂白、脫色作用

二氧化氯作爲一種具有強氧化性和氧化過程中很少有有機鹵代物産生的氧化劑,在造紙、紙漿工業的漂白等行業已經廣泛使用。使用ClO2作爲漂白劑,與其他漂白粉和氯氣相比,ClO2可以提高白度,防止纖維強度降低,簡化生産工藝,避免産生遊離氯而生成大量致癌物的危害。ClO2在漂白過程中還能殺滅微生物,有效地驅散紙漿中的粘液和無機沈積物,從而消除紙漿中固體塊狀的形成,提高紙張的質量。現ClO2是紡織和木紙漿漂白非常有效和可選用的氧化劑,尤其應用于木紙漿漂白時,生産制造出的紙張潔白、牢固和光滑。

8、二氧化氯的氧化作用

二氧化氯對錳的氧化,能夠把二價錳氧化成四價錳,使之形成不溶于水的二氧化錳,即:

2CIO2+5Mn2++6H2O=5MnO2+12H++2Cl-

二氧化氯對鐵的氧化,能夠把二價的鐵氧化成三價的鐵,形成氫氧化鐵沈澱,即:

ClO2+5Fe(HC03)2+13H2O=5Fe(0H)3+10C032-+Cl-+21H+

二氧化氯對硫化物的氧化,在pH值5~9的區間內,將硫化物(S2-)氧化成硫酸鹽,即:

8C1O2+5S2-+4H2O=5SO42-+8Cl-+8H+

二氧化氯對氰化物的氧化,將氰化物氧化成二氧化碳和氮,即:

2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2C1-

二氧化氯對一氧化氮的氧化,二氧化氯可以瞬間把NO氧化成NO2.

二氧化氯用于去除有機汙染物時,最好是實驗確定反應條件和去除效果。

9、二氧化氯的應用

二氧化氯問世以來,已經先後被用于紙張和纖維漂白、飲用水消毒、食品加工、肉類水果蔬菜和水産品滅菌與保鮮、工業冷卻水和廢水處理、食品包裝紙消毒和漂白、注水采油和油井解堵、臨床醫療中的消毒滅菌、衛生防疫消毒、油脂脫色及面粉和大米加工中的漂白和殺菌、水産養殖中的水體養殖消毒和防病治病以及水廠殺藻和控制生物汙染和管道淤塞等諸多方面。

10、二氧化氯行業

二氧化氯行业主要有三类,一是以生产销售二氧化氯消毒劑,二是生产环保及水处理用中小型二氧化氯發生器,三是制造用于漂白的大型二氧化氯生产装置。其中二氧化氯消毒劑有液体的,有固体的,液体或固体的又分二元的和一元的,二氧化氯發生器又分为电解法二氧化氯發生器和化学法二氧化氯發生器,化学法二氧化氯發生器根据产物纯度不同又分为复合二氧化氯發生器和高纯二氧化氯發生器,纸浆漂白用的大型二氧化氯发生装置也有综合法、R3法、R8法和R11等多种工艺。上世纪80年代以来,二氧化氯行业在我国得到快速发展,一些优秀企业如济南科林沃德环境科技有限公司,二氧化氯制造技术已达到国际先进水平。

11、二氧化氯有關的現行有效標准

CCGF 304.4-2015 消毒剂

GB/T 26366-2010 二氧化氯消毒劑卫生标准

GB/T 20783-2006 稳定性二氧化氯溶液

GB 1886.248-2016 食品安全国家标准 食品添加剂 稳定态二氧化氯

GB 5009.244-2016 食品安全国家标准 食品中二氧化氯的测定

HG 3669-2000 食品添加剂 稳定态二氧化氯溶液

GB/T 27802-2011二氧化氯固体释放剂

GB/T 27802-2011二氧化氯固体释放剂

GB/T 27803-2011二氧化氯固体释放剂分析方法

GB/T 20621-2006 化学法复合二氧化氯發生器

GB 28931-2012 二氧化氯消毒劑发生器安全与卫生标准

HJ/T 272-2006 环境保护产品技术要求 化学法二氧化氯消毒劑发生器

HJ/T 257-2006环境保护产品技术要求 电解法二氧化氯协同消毒剂发生器

GB/T 27709-2011带二氧化氯的四段漂白系统能量平衡及能量效率计算方法

HJ 551-2016 水质 二氧化氯和亚氯酸盐的测定 连续滴定碘量法

GB/T 5750.11-2006 生活饮用水标准检验方法 消毒剂指标


結語:消毒是個技術活,需要消毒時建議由專業人員操作或在專業人員指導下操作,二氧化氯是綜合效果最好的化學消毒劑,但不是無毒的也不是萬能的,希望選用二氧化氯前學習了解相關知識。

 
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