沈孝兵1 黃志明2
（1 東南大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院；2 全國(guó)化標(biāo)委二氧化氯工作組，200051）

　　摘要　二氧化氯是一種強(qiáng)氧化劑，具有高效、廣譜的殺菌作用，由于其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，其殺菌能力大大高于其他含氯消毒劑。因其強(qiáng)大的殺菌作用，二氧化氯在近十余年來備受推崇，被認(rèn)為是醫(yī)療衛(wèi)生、食品加工、環(huán)境衛(wèi)生、飲水消毒及污水處理等方面殺菌、消毒、除臭和保鮮的理想藥劑，廣泛應(yīng)用于飲用水、飲料、化妝品的生產(chǎn)過程及醫(yī)院、公共場(chǎng)所、水產(chǎn)養(yǎng)殖、畜牧業(yè)的消毒滅菌、防腐除臭等[1,2,3]。本文就二氧化氯在飲用水消毒中的應(yīng)用及其衛(wèi)生學(xué)問題作一簡(jiǎn)要綜述。
　　關(guān)鍵詞　二氧化氯 消毒 衛(wèi)生學(xué)

The Application of Chlorine Dioxide for The
Disinfection of Potable Water and its Hygiastic Problems
Shen Xiaobing1 Huang Zhiming2
（1 College of Commonality hygiene, Dongnan University
2 Chlorine dioxide work group, Committee of Chemistry Standard of China, 200051）

　　Abstract Chlorine dioxide is a kind of strong oxidant. It has high efficient and broad effect of disinfection. Because of its particular chemistry frame and character, the disinfection ability of Chlorine dioxide is much greater than any other chlorine disinfector. As a result, Chlorine dioxide received high esteem in recent tens of years. It has been regarded as the ideal medicament in the fields of medical treatment, foodstuff process, environmental sanitation, water disinfection and treatment of wastewater to sterilize, disinfect, deodorization and keeping fresh. It has been widely used in the process of drinking water, beverage, cosmetic and disinfection, sterilization antisepsis and deodorization in hospital, public sites, aquiculture, stock raising. This paper summarized the application of chlorine dioxide for the disinfection of potable water and its hygiastic problems.
　　Keyword Chlorine dioxide Disinfection Hygiastic

　　1．在飲用水消毒中的應(yīng)用

　　由于含氯消毒劑（氯氣、液氯等）具有殺菌力強(qiáng)、價(jià)格低廉、使用方便等特點(diǎn)，氯化消毒成為當(dāng)今世界上應(yīng)用最廣泛的飲用水消毒方法，但隨著水質(zhì)日趨惡化，氯化消毒方法的副反應(yīng)及局限性同樣也很明顯：①影響消毒效果因素多。如水的pH值、渾濁度、水溫等。②與水中有機(jī)物作用形成具有致突變及致癌作用的鹵代烴類（THMs）。這一問題自1974年在美國(guó)新奧爾良市發(fā)現(xiàn)以來，已引起全球關(guān)注。③對(duì)病毒的殺滅作用不強(qiáng)。除腺病毒外，腸道病毒對(duì)氯的耐受性比腸道菌要強(qiáng)的多。④長(zhǎng)期使用引起微生物的抗藥性增強(qiáng)，水中微生物的種類和數(shù)量直接影響到消毒效果，投加量愈益增大，副作用也愈加嚴(yán)重。
　　從70年代末開始，歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家將二氧化氯用于飲用水消毒，并取得了較好的效果。近年十余年來，我國(guó)飲水二氧化氯消毒發(fā)展較快，山東華特、南京華浦、北京邦達(dá)等公司先后成功地開發(fā)了化學(xué)法二氧化氯發(fā)生器，并以較快的速度推廣到國(guó)內(nèi)水廠。二氧化氯飲水消毒具有以下特點(diǎn)。
　　1.1 殺菌譜廣，消毒效果好：二氧化氯的氧化性極強(qiáng)，是氯制劑的27倍，其消毒效果及殺菌譜遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于氯制劑。二氧化氯與細(xì)菌及其他微生物蛋白質(zhì)中部分氨基酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使氨基酸分解破壞，進(jìn)而控制蛋白質(zhì)的合成，最終導(dǎo)致細(xì)菌的死亡。同時(shí)，二氧化氯對(duì)水處理系統(tǒng)中的過濾、沉淀等設(shè)備和管網(wǎng)中的藻類、異氧菌、鐵細(xì)菌、硫酸鹽還原菌、真菌及浮游生物等均具有較好的防止繁殖和殺滅效果[4,5,6]。
　　1.2不受pH等因素的影響：氯化消毒方法消毒飲用水主要是依賴HClO的作用，即含氯消毒劑在水中形成HClO，穿透細(xì)菌的細(xì)胞壁，作用于細(xì)菌的菌體蛋白及酶系統(tǒng)，引起細(xì)菌的死亡。其消毒效果取決于水中HClO的含量，而隨著水的pH值的升高，水中HClO會(huì)逐漸分解，其消毒效果也會(huì)隨之下降。二氧化氯消毒對(duì)pH值的適應(yīng)范圍要大得多，在pH值為6～10之間，其消毒效果比較穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)研究表明，在pH值接近8.5時(shí)，同一濃度的二氧化氯和氯氣在去除99％的大腸桿菌時(shí)，二氧化氯只需要15秒，而氯氣則需要5min。有機(jī)物含量的升高，也會(huì)降低氯化消毒效果，而作為強(qiáng)氧化劑，二氧化氯受其影響則較小。
　　1.3減少鹵代烴類有毒物質(zhì)的產(chǎn)生：氯化消毒飲用水副產(chǎn)物鹵代烴(THMs)的致突變及致癌問題已成為水處理衛(wèi)生研究的一個(gè)熱點(diǎn)問題，二氧化氯消毒飲用水能較好地解決這一問題[7]。同一水源的兩個(gè)水廠，分別采用氯化消毒和二氧化氯消毒方法，前者末梢水中鹵代烴含量保持在0.5ug/L～124.6ug/L的水平，后者末梢水中鹵代烴均被消除[8]。但有研究報(bào)道，若水中存在溴離子，可產(chǎn)生一定量的溴仿[9]。
　　1.4改善飲水的嗅和味：作為強(qiáng)氧化劑，二氧化氯能分解水中酚類、藻類及腐殖質(zhì)等，并能快速氧化H2S及氨類惡臭物質(zhì)，除臭除味的效應(yīng)非常明顯。
　　1.5脫色及除鐵除錳效果好：二氧化氯可將以有機(jī)鍵形式存在的Mn2+、Fe2+ 等氧化，對(duì)二價(jià)鐵離子及二價(jià)錳離子有較好的去除效果。
　　1.6除毒作用強(qiáng)：二氧化氯能分解水中藻毒素和肉毒桿菌毒素，降毒效果比氯及氯氨都好。同時(shí)，二氧化氯對(duì)水中的腸道病毒的滅活作用也強(qiáng)于氯制劑[10]，二氧化氯在水溶液中的氧化還原電位高達(dá)1.5V，屬極強(qiáng)氧化劑，能迅速氧化病毒衣殼上蛋白質(zhì)中的氨基酸。

　　2．二氧化氯消毒飲用水的衛(wèi)生學(xué)問題

　　2.1二氧化氯消毒飲用水的毒性：毒理學(xué)研究表明，二氧化氯是一種有毒化合物，對(duì)肝功能、血液的組成、中樞神經(jīng)系統(tǒng)等有一定的影響，長(zhǎng)期飲用含有高濃度二氧化氯的水可能損害肝、腎和中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能及甲狀腺功能[11]。較大劑量的二氧化氯進(jìn)入人體，會(huì)抑制胎兒小腦的重量及神經(jīng)發(fā)育，意大利的一項(xiàng)流行病學(xué)研究表明[12]， 長(zhǎng)期飲用經(jīng)二氧化氯處理的飲水的母親，生出的嬰兒身材矮小（≤45.90cm），頭蓋骨也較小（≤35cm）。但大量的資料表明，低劑量的二氧化氯（小于10mg/L）對(duì)動(dòng)物和人體不會(huì)產(chǎn)生危害，作為飲用水處理劑是安全的。目前我國(guó)飲用水中二氧化氯的安全濃度尚未確定。
　　2.2消毒副產(chǎn)物：二氧化氯消毒飲用水的副產(chǎn)物主要是亞氯酸鹽及氯酸鹽，其他有機(jī)副產(chǎn)物已鑒定出的達(dá)40多種。這些副產(chǎn)物對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生一定的危害[13]。亞氯酸鹽可導(dǎo)致高鐵血紅蛋白和溶血性貧血，誘變性試驗(yàn)表明，亞氯酸鹽具有較強(qiáng)的致突變性，國(guó)際癌癥研究中心已將亞氯酸鹽列為致癌物。毒理試驗(yàn)表明，氯酸鹽為中等毒性化合物，其小鼠半數(shù)致死量為3600mg/kg。從鹵代烴的形成來看，二氧化氯是一種較好的消毒劑，但二氧化氯的無機(jī)副產(chǎn)物的毒性更高，如何控制這些副產(chǎn)物應(yīng)引起重視。在我國(guó)生活飲用水水質(zhì)新的報(bào)批標(biāo)準(zhǔn)中，已將氯酸鹽列為檢測(cè)項(xiàng)目。
　　2.3二氧化氯消毒飲用水的效果評(píng)價(jià)指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)
　　為保證飲用水的流行病學(xué)安全，在我國(guó)生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中，將細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群、余氯等作為安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)，其中余氯這一指標(biāo)通常作為現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)，我國(guó)生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了這一指標(biāo)的控制值（分列出廠水及管網(wǎng)末梢水的余氯指標(biāo)），但二氧化氯消毒效果的評(píng)價(jià)指標(biāo)除細(xì)菌學(xué)指標(biāo)以外，套用現(xiàn)場(chǎng)余氯的標(biāo)準(zhǔn)值顯然有失公允，畢竟二氧化氯的消毒效果強(qiáng)于普通的氯化消毒，從理論上講，采用二氧化氯消毒使微生物達(dá)標(biāo)其余氯量比現(xiàn)行氯化消毒的余氯標(biāo)準(zhǔn)值肯定要低得多。問題是二氧化氯的測(cè)定方法需進(jìn)一步改進(jìn)，尤其是微量二氧化氯的測(cè)定。目前有關(guān)二氧化氯的測(cè)定方法主要有直接紫外線法、分光光度比色法和氧化還原滴定法、流動(dòng)注射法、極譜法、碘量法等，這些方法都存在一定的弊端[14,15,16]。國(guó)外學(xué)者在90年代曾報(bào)道過一種生物化學(xué)方法，在特異性和靈敏度上有一定的改進(jìn)[17]。建立一種快速、靈敏、適合現(xiàn)場(chǎng)操作的檢測(cè)方法對(duì)推廣及規(guī)范二氧化氯在飲用水消毒中的應(yīng)用非常重要。

　　３．結(jié)語

　　為推廣二氧化氯在我國(guó)飲用水處理中的應(yīng)用，應(yīng)在以下方面進(jìn)行研究：
　　1) 規(guī)范二氧化氯的標(biāo)準(zhǔn)，減少及控制氯酸鹽及亞氯酸鹽等無機(jī)副產(chǎn)物的產(chǎn)生。
　　2) 配套建立二氧化氯飲用水消毒的流行病學(xué)安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)。
　　3) 建立快速、靈敏、適合現(xiàn)場(chǎng)操作的微量二氧化氯檢測(cè)方法。
　　4) 加強(qiáng)二氧化氯飲用水處理的工藝研究。

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