摘要：二氧化氯是一种绿色消毒剂，其安全性被世界卫生组织（WHO）列为AI级。本文通过介绍二氧化氯的消毒特性来阐述其广阔的应用前景。
关键词：二氧化氯 消毒 氧化

Abstract：Chlorine Dioxide is environmental disinfectant, it is considered as AI grade safe disinfectant by WHO. This article

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1.前言

二氧化氯（ClO2）是一种具有氯气相似的刺激性气味的气体，沸点为11℃，常温下在水中的溶解度为2.9g/L。ClO2的有效氯为Cl2的263%，但它却是一种高效氧化剂，而不是氯化剂，它的氧化能力是氯气的2.5倍。二氧化氯对微生物的杀菌机理为：二氧化氯对细胞壁具有很强的吸附和穿透能力，可有效地氧化细胞内含巯基的酶，还可以快速地抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物。因此，二氧化氯除对一般细菌有杀死作用外，对芽孢、病毒、藻类、铁细菌、硫酸盐还原菌和真菌等均有很好的灭杀作用。温度越高，二氧化氯的杀菌效力越大，这非常适合作为工业循环水以及温度偏高领域的杀菌剂。

2.二氧化氯的消毒特性及其应用

国内外大量的研究表明，二氧化氯是作为取代氯气消毒的最佳方案。二氧化氯的消毒杀菌特性十分优越，于氯气比较，二氧化氯的杀菌特点是：

2.1杀菌效果好，用量少，作用快

二氧化氯溶于水后，基本不与水发生化学反应，也不与二聚或多聚状态存在。它在水中的扩散速度与渗透能力都比氯快，特别在低浓度时更突出，当细菌浓度在105-106个/ml时，0.5 ppm的二氧化氯作用5分钟后即可杀灭99%以上的异养菌，杀菌率维持4小时不变；而0.5 ppm的氯气杀菌率最高只能达到75%，只有当加入1.0 ppm的氯气才能杀死99%以上的异氧菌。二氧化氯孢子的杀灭作用比氯强。二氧化氯对水处理系统中的藻类、异氧菌、铁细菌及硫酸盐还原菌等均有较好的防止繁殖和去除、灭杀效果。

2.2二氧化氯在很宽pH范围内有很强的杀菌能力

二氧化氯杀菌效果可以说基本不受介质pH值的影响。而在碱性条件下，所加的氯大部分以杀菌效果较差的次氯酸根（OCl-）形式存在。据报道，OCl- 杀菌效果是次氯酸的1/10 - 1/20。例如，对于杀死99%的大肠杆菌，剂量为0.25 ppm的氯气的杀死时间从pH=6.5时的小于60秒，延长到pH=8.5时的5分钟，而同剂量的二氧化氯的杀死时间却缩短到15秒。由此可见，在冷却水的碱性处理方案配用二氧化氯来控制菌藻滋长要比加氯效果好得多。

2.3化氯杀菌效果持续时间长

试验表明，0.5 ppm的二氧化氯在12小时内对异氧菌的灭杀率保持在99%以上，作用时间长达成24小时时杀菌率才下降为86.3%。

二氧化氯不与氨及氨基化合物反应，其杀菌效果不受氨的影响。氯气消毒的一个缺点是氯与氨反应生成氯胺，使氯的杀菌效果大为下降。另外，从理论上讲，水中每mg/l的胺要消耗10 mg/l的氯，只有超过此耗氯量后才能检测到自由余氯。这极大地增加了耗氯量，甚至发生加不上氯的现象。而二氧化氯不与水中的氨和大多数胺等化合物反应，与水中其它有机物的反应也较氯弱，故可减少使用量。这个特点使二氧化氯非常适合于合成氨厂和炼油厂及碱性废水处理。

2.4二氧化氯反应的选择性

二氧化氯与酚类反应不产生氯酚，与有机物、无机物的反应具有强的选择性，这使二氧化氯与腐殖质及有机物反应几乎不产生发散性有机卤化物，不生成有致癌作用的三卤甲烷（THM）。而用氯气处理含酚的水时，便有氯酚臭味产生。因为二氧化氯是氧化剂而不是氯化剂，二氧化氯主要是通过氧化反应来进行与其它物质的反应。而氯气不仅通过无选择性氧化，也通过亲电取代反应，这就产生大量的氯化有机物（TOX），包括三卤甲烷类的强致癌物质。因此，从健康与环境的角度看，二氧化氯取代氯气有极其重要的意义。另外，由于氯气需要的投加量比二氧化氯高得多，高的余氯排放将污染环境，需要预先脱氯才可排放，这就造成处理成本的增加。例如，投加2.0 ppm的二氧化氯，作用近30秒就可以杀死近100%的微生物，残余二氧化氯为0.9 ppm，相同条件下，投加5.0 ppm的氯气作用5分钟，杀菌率为90%，而残余氯气为2.25 ppm。因此，使用二氧化氯可以提高处理水的质量，改善饮用水的口感和品位。

2.5二氧化氯的除藻作用

二氧化氯不仅能杀死微生物，而且能分解残留的细胞结构，具有杀孢子和杀病毒的作用，从而可以有效地控制细菌、藻类及粘泥。

用二氧化氯处理水池的藻类臭味，与硫酸铜处理法相比，发现在可比拟的处理成本下，二氧化氯比硫酸铜更有效。并且由于少用了硫酸铜，也可减缓对设备的腐蚀。

当剂量为1 mg/l，每天4次投加二氧化氯来控制冷凝器的生物膜也比氯有效得多，这不仅可以消除氯化所引起的气味，控制了粘泥，提高了热交换率，而且减少了锈蚀、垢下腐蚀和水力阻力，以及减少停车减产和清洗或更换热器带来的损失。另外，微生物对二氧化氯的耐药性也较差，可以长期使用而不产生显著的抗药性，或与氯交替使用来对付细菌的抗药性。

2.6温度升高，二氧化氯的杀菌能力增强

我们对常见细菌作了大量的实验，例如对大肠杆菌，加二氧化氯0.25 mg/l，在25°C达到99.9%的杀死效果需190分钟。而在30摄氏度时仅需10S。这对循环水的杀生来讲是很有利的。

一些研究表明，采用二氧化氯的混合物，由于协同增效作用，可以提高消毒杀菌效果。例如对污水中的大肠杆菌，大肠杆菌噬体F2和QX174以及PolioI型病毒，加二氧化氯12mg/l或氯气25mg/l，在2分钟内的灭活效果相等，如使用氯气8mg/l和二氧化氯2mg/l，也可以获得同样效果，而且TOX量大大减少，既安全又经济。

2.7二氧化氯的氧化作用很强

它能有效地破坏水体中的微量有机污染物，如苯并芘，蒽醌，氯仿，四氯化碳，酚和氰化物等氧化有机物时不发生氯化反应，同时还有助凝和脱臭作用，可以降低水的浊度，提高水质的新鲜度，可以用于污水和恶臭气体的治理。

水体经二氧化氯消毒后能保持剩余消毒作用，但无残留毒性，对人体无害。二氧化氯消毒液在使用浓度时对皮肤粘膜无刺激作用，其在急性毒性和遗传毒理学上都是绝对安全的。二氧化氯消毒液用于食品加工设备、用具、盛装食品和饮料的容器。管道及果蔬等消毒后，不需再行清洗，可直接生产包装和食用，安全性有保证，因此使二氧化氯消毒液成为最终消毒用的理想药剂和管网中的余氯保持剂。二氧化氯杀菌消毒液可反复使用多次，因而可以大大节约消毒费用。

3.结束语

每年氯制剂的氯化作用所产生的三氯甲烷、四氯化碳、氯酚等具有强致癌的有机氯化物的大量排放，造成环境及水质的严重污染，并威胁人类健康！二氧化氯作为一种绿色消毒剂，其应用之广泛，不管环境角度还是从卫生角度，二氧化氯取代氯制剂都是必然的趋势。