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     目前，從水體消毒的種類來說，有lvqi、次lv酸鈉、漂百分、sanlv異氰尿酸(二lv異氰尿酸鈉)、二氧化lv、雙氧水、臭氧等藥劑和方式，此外還有紫外線消毒等一些手段。

     由于lvqi在運(yùn)輸、存儲方面存在安全隱患；在定量投加方面，因lvqi在水中的溶解度較低，lvqi容易散失，使得水中留存余量難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)；同時，lvqi瓶氣壓不斷變化，存在投加計量不夠準(zhǔn)確的問題；lvqi具有*的擴(kuò)散性，對環(huán)境存在毒害作用；游離lv的高活性容易形成許多象四lv化碳一類的致癌物質(zhì)，故而，在常規(guī)消毒領(lǐng)域，取消液lv的主張越來越多，也日益受到人們的關(guān)注。

     就拿lvqi的安全性來說，就始終是一個讓人時時警覺的問題。在我國，幾乎每年都有l(wèi)vqi罐泄漏的安全事故發(fā)生。lvqi作為危險品受到各國安全機(jī)關(guān)的嚴(yán)格管制。前些年，發(fā)生在福建三明火車站lvqi瓶運(yùn)輸中的跑lv事件，造成幾千人的緊急疏散；在北京有些游泳場由于操作人員不謹(jǐn)慎，三分鐘的跑lv，就有37名孩子住進(jìn)醫(yī)院。2005年3月29日18時50分，江蘇省淮安市境內(nèi)，一輛山東魯H－00099裝有液lv危險品的運(yùn)輸車，行至京滬高速公路上行線103KM＋300M處，與一輛魯QA0938貨車相撞，導(dǎo)致魯H－00099側(cè)翻液lv泄漏。截止3月31日8時，此事故已造成28人中毒死亡，285人被送往醫(yī)院救治。事故發(fā)生后，有關(guān)部門立即組織疏散村民群眾近1萬人，造成京滬高速公路宿遷至寶應(yīng)段關(guān)閉20個小時。我國的天津地區(qū)就明確規(guī)定公共yu了場所禁用lvqi進(jìn)行消毒。

       在國外許多發(fā)達(dá)，如美國、德國、日本等對lvqi的使用有嚴(yán)格的限制，lvqi主要用于污水處理。而公用場所和中小型自來水廠一般不再使用液lv，而多使用次lv酸鈉液體進(jìn)行消毒。當(dāng)然，也可根據(jù)用水量的情況，采用其它消毒方法。如小量飲用水的消毒就可以采用諸如紫外線、臭氧、雙氧水等手段進(jìn)行滅菌殺毒。

     lvqi、次lv酸鈉、二氧化lv和臭氧^[1]都是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中比較容易見到的幾種強(qiáng)氧化劑，除臭氧以外，它們均為非天然存在的化學(xué)物質(zhì)。一般都可以用作水體殺生劑。它們不僅具有滅殺細(xì)菌和病毒的功能，還能夠漂白紙張、纖維以及用作化學(xué)合成等。廣泛用于自來水消毒、游泳池水消毒、污水處理、循環(huán)水除藻、造紙工業(yè)、化學(xué)合成業(yè)、以及醫(yī)藥衛(wèi)生和防疫等各個領(lǐng)域。

      但是，不同的藥劑具有不同的性能和特點，就如同不同廠家的產(chǎn)品具有并不相同的質(zhì)量一樣。lvqi、次lv酸鈉、二氧化lv和臭氧在物理化學(xué)性能上，以及實際使用中都有很大的區(qū)別。就這幾種消毒劑的應(yīng)用來講，次lv酸鈉zui為安全有效，易于儲存，使用zui為方便。

       有關(guān)lvqi的性能和使用情況，我們已很熟悉了。液lv的殺菌效果很好，且容易獲得，經(jīng)濟(jì)廉價，而且投加方便，占用地方很小，但其安全性比較低，管理上容易疏忽。在這里，不再對液lv的情況進(jìn)行詳細(xì)分析，具體探討和比較一下次lv酸鈉、二氧化lv和臭氧三種消毒劑的性能以及相關(guān)設(shè)備的使用特點。

次lv酸鈉

     次lv酸鈉的分子式是NaOCl，屬于強(qiáng)堿弱酸鹽，它清澈透明，是一種能*溶解于水的液體。但由于次lv酸鈉液不易久存，次lv酸鈉多以電解低濃度食鹽水現(xiàn)場制備。

     次lv酸鈉液體可通過電解食鹽水制備，這種設(shè)備稱為次lv酸鈉發(fā)生器。次lv酸鈉的生成過程可以通過化學(xué)方程式表達(dá)如下：

其總反應(yīng)表達(dá)如下：

            NaCl + H₂O → NaOCl + H₂↑           

    電極反應(yīng)：

    陽極：       2Cl^- - 2e → Cl₂

    陰極：       2H⁺ + 2e → H₂

    溶液反應(yīng)：   2NaOH + Cl₂ → NaCl + NaOCl + H₂O

      當(dāng)然，次lv酸鈉消毒液體以次lv酸鈉發(fā)生器生產(chǎn)為*。因為，它生產(chǎn)出的次lv酸鈉液體比較穩(wěn)定、單一，也容易保存，不含制lv廠出品的那些復(fù)雜甚至有害的成分。

關(guān)于次lv酸鈉發(fā)生器，我國已于1990年1月12日發(fā)布了GB 12176-90 標(biāo)準(zhǔn)。它是一種已經(jīng)認(rèn)可、可以信賴、十分穩(wěn)定、并有資料可查詢的產(chǎn)品。次lv酸鈉發(fā)生器已經(jīng)有一百多年的歷史了，已經(jīng)證明是一種運(yùn)行成本很低、藥物投加準(zhǔn)確、消毒效果ji加的設(shè)備。

       就消毒而言，次lv酸鈉液還是具有明顯優(yōu)勢的。作為一種真正高效、廣譜、安全的強(qiáng)力滅菌、殺病duyao劑，它同水的親和性很好，能與水任意比互溶，它不存在液lv、二氧化lv等藥劑的安全隱患，且其消毒效果被*為和lvqi相當(dāng)加之其投加準(zhǔn)確，操作安全，使用方便，易于儲存，對環(huán)境無毒害，不存在跑氣泄漏，故可以在任意環(huán)境工作狀況下投加。

      事實上，次lv酸鈉廣泛用于包括自來水、中水、工業(yè)循環(huán)水、游泳池水、醫(yī)院污水等等各種水體的消毒。次lv酸鈉還能夠破壞氰根離子，用作處理含氰廢水。高濃度的次lv酸鈉液體還可以用于剝離設(shè)備及管道上附著的沾泥^[2]。

    次lv酸鈉的殺菌原理主要是通過它的水解形成次lv酸，次lv酸再進(jìn)一步分解形成新生態(tài)氧[O]，新生態(tài)氧的*氧化性使菌體和病毒的蛋白質(zhì)變性，從而使病源微生物致死。（lvqi消毒的原理亦同）。

根據(jù)化學(xué)測定，次lv酸鈉的水解受PH值的影響，當(dāng)PH超過9.5就會不利于次lv酸的生成。但是，絕大多數(shù)水質(zhì)的PH值都在6—8.5，而對于PPM級濃度的次lv酸鈉在水里幾乎是*水解成次lv酸，其效率高于99.99%。其過程可用化學(xué)方程式簡單表示如下：

NaOCl + H₂O → HOCl + NaOH

HClO → HCl + [O]

    次lv酸在殺菌、殺病毒過程中，不僅可作用于細(xì)胞壁、病毒外殼，而且因次lv酸分子小，不帶電荷，可滲透入菌（病毒）體內(nèi)與菌（病毒）體蛋白、核酸、和酶等發(fā)生氧化反應(yīng)，從而殺死病原微生物。 

R-NH-R + HOCl → R₂NCl + H₂O

同時，lv離子還能顯著改變細(xì)菌和病毒體的滲透壓使其喪失活性而死亡。

     在消毒方面，值得肯定的是，由于次lv酸鈉發(fā)生器所生產(chǎn)的消毒液中不象lvqi、二氧化lv等消毒劑在水中產(chǎn)生游離分子lv，所以，一般難以形成因存在分子lv而發(fā)生lv代化合反應(yīng)，生成不利于人體健康的有毒有害物質(zhì)。并且，次lv酸鈉也不會象lvqi同水反應(yīng)會zui后形成鹽酸那樣，對金屬管道構(gòu)成嚴(yán)重腐蝕。不過，它同氨可以發(fā)生反應(yīng)，在水中生成微量的帶有氣味的lv氨化合物，但這種物質(zhì)也是一種安全的殺生藥劑，只是遠(yuǎn)不及次lv酸鈉的殺生能力。

NH₃ + HOCl → NH₂Cl + H₂O

NH₂Cl + HOCl → NHCl₂ + H₂O

NHCl₂ + HOCl → NCl₃ + H₂O

    就運(yùn)行成本而言，采用次lv酸鈉消毒的運(yùn)行成本費(fèi)用是很低的，稍比lvqi高一些。根據(jù)英國所統(tǒng)計的一組數(shù)據(jù)表明，次lv酸鈉同lvqi成本相比大約為1.05 ：1^[3]。

       使用次lv酸鈉消毒以采用次lv酸鈉發(fā)生器為zui優(yōu)。以前，次lv酸鈉發(fā)生器未能在我國大范圍推廣的原因，主要是過去在陽極防腐材料方面不過關(guān)，其次是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后和對水處理技術(shù)不夠重視，再次是次lv酸鈉發(fā)生器比lvqi的一次性投入要略高等因素造成的。

      實際中，還有一些單位對水體消毒使用的是從lv堿工廠出產(chǎn)的次lv酸鈉液。事實上，lv堿工廠生產(chǎn)的次lv酸鈉液同次lv酸鈉發(fā)生器現(xiàn)場制備的次lv酸鈉液還是有一定區(qū)別的。次lv酸鈉是lv堿工廠生產(chǎn)過程中必然留下的一種副產(chǎn)品，它是通過堿液吸收多余的lvqi生成的。這是為了保障安全必須設(shè)置的一道工藝。對于大多數(shù)制lv堿的工廠來說，次lv酸鈉作為一種副產(chǎn)物，成分較復(fù)雜，還很容易分解。據(jù)一些報道分析，有些廠從經(jīng)濟(jì)效益上考慮，使用石墨做電極還產(chǎn)生出相當(dāng)多的二惡因成分。

2OH^- + Cl₂ → Cl^- + ClO^- + H₂O

        一般來講，該反應(yīng)通常在低溫下進(jìn)行，因為低溫下一分子lvqi還可以同八分子水結(jié)合成暫時性的水合lv，它在水中呈游離lv狀態(tài)。這樣，當(dāng)溫度略高時，它就會很自然地從水中釋放出來，不能長時間保存，很容易揮發(fā)失效，投加中也散逸出一些lvqi。另外，它需要大型塑料桶裝儲，占用一定空間，在運(yùn)輸、儲存和管理上也還是比較麻煩的。所以，這種含有一定游離分子lv的次lv酸鈉溶液用于水體消毒，當(dāng)然不及現(xiàn)場使用次lv酸鈉發(fā)生器好。但它還是比使用液lv消毒更為安全可靠。

       此外，還必須說明的是，采用次lv酸鈉消毒，不可避免地使水中存在一定鹽分。不過，由于投加是按每一噸水幾克的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的，象自來水等流動水體根本就不存在累積的問題，更不可能產(chǎn)生咸鹽的感覺。對于游泳池水來說，某一個較短時期可能有一些累積的，但由于游泳池本身會定期對凈化設(shè)備進(jìn)行反沖洗，因而需要補(bǔ)充一部分新鮮水，加之投加的量很小，約為百萬分之幾的量，從長期來看，池中也不會有鹽分累積，池水更不可能變得咸鹽的。通過我們的調(diào)查和走訪，我們也沒有發(fā)現(xiàn)哪一家用戶有使用次lv酸鈉發(fā)生器設(shè)備而造成池水變咸了的事例出現(xiàn)。

二氧化lv

     二氧化lv的分子式是ClO₂，在高于11^oC時，二氧化lv沸騰，成為一種黃綠色氣體。它是一種極活潑的化合物，稍經(jīng)受熱，就會迅速而爆炸性分解為lvqi和氧氣。二氧化lv具有比lvqi更大的刺激性和毒性。由于它是氣體，易于擴(kuò)散，受熱又容易分解，在纖維表面停留時間較短，并且與水反應(yīng)還能生成具有較強(qiáng)漂白能力的HClO₂, 能夠不降解和損傷纖維，所以在造紙、印染等行業(yè)得到很好應(yīng)用。二氧化lv作為一種強(qiáng)氧化劑，同樣具有和lv相似的殺生能力。

       二氧化lv極其不穩(wěn)定，不能象次lv酸鈉那樣可以運(yùn)輸，運(yùn)輸中很容易發(fā)生爆炸事故，所以只有依靠現(xiàn)場制備。一般都是通過lv酸鈉同酸的反應(yīng)制備得到。但是，lv酸鈉與硫酸的反應(yīng)十分劇烈，所產(chǎn)生二氧化lv幾乎是爆炸性分解為lvqi和氧氣，這當(dāng)然與硫酸在反應(yīng)中大量放出熱量有關(guān)。用化學(xué)方程式表達(dá)如下：

              3NaClO₃ + 3H₂SO₄ → 3NaHSO₄ + 3HClO₃

              3HClO₃ → 2ClO₂↑ + HClO₄ + H₂O

              2ClO₂  →  Cl₂↑  +  2O₂↑

     zui為溫和的方法是草酸與lv酸鈉的反應(yīng)生成二氧化lvqi體：

           2NaClO₃ + 2H₂C₂O₄ → Na₂C₂O₄ + 2H₂O + 2CO₂↑ +2ClO₂↑

    國內(nèi)一些廠家采用鹽酸進(jìn)行定量控制滴加lv酸鈉的方法生成二氧化lv，這種設(shè)備有的可以獲得zui高不超過50%的二氧化lv和大于50%的lvqi。

    一般來說，lv酸鈉與鹽酸發(fā)生反應(yīng)過程比較復(fù)雜一些。如果使用稀鹽酸反應(yīng)，生成物可以獲得二氧化lv和lvqi的混合物氣體^[4]，但規(guī)模制備還必須設(shè)防爆裝置，操作也必須十分小心，因為二氧化lv受熱很容易爆炸性分解：

            NaClO₃ + HCl（?。?→ NaCl + Cl₂↑ + 2ClO₂↑ + 2H₂O

     實際上，這個反應(yīng)也是分為兩步完成的，lv酸鈉先同鹽酸反應(yīng)生成lv酸和lv化鈉，lv酸隨后分解成二氧化lv、lvqi和水。

     當(dāng)使用濃鹽酸與lv酸鈉反應(yīng)時，生成物中只有l(wèi)vqi放出，而沒有二氧化lvqi體^[4]：

             NaClO₃ + 6HCl（濃） → NaCl + 3Cl₂↑ + 3H₂O

      很顯然，在某一中間范圍的鹽酸濃度中，上述兩種反應(yīng)均有發(fā)生，可將上兩反應(yīng)方程式相加表述為^[4]：

              ClO₃^- + 7Cl^- + H⁺  →  4Cl₂↑ + 2ClO₂↑ + 5H₂O

       從上面方程表達(dá)式是來看，鹽酸同lv酸鈉反應(yīng)生成的二氧化lv含量是很不穩(wěn)定的，所生成氣體主要部分還是lvqi，少量為二氧化lv。

由于制取二氧化lv需要使用lv酸鈉或者lv酸鉀，所以運(yùn)行成本很高，大約為次lv酸鈉運(yùn)行成本的5倍以上^[2]。此外，由于鹽酸容易揮發(fā)，并具有強(qiáng)烈腐蝕性，因此，在管理上相對比較麻煩，需要較多的安全容器來儲存保管。

      在工業(yè)上，有一種制備二氧化lv水溶液的工藝^[1]，工藝比較復(fù)雜，具體方法是：讓二氧化氮由底部向上通過一個填充塔，而lv酸鈉溶液由上往下流動，反應(yīng)方程式表達(dá)如下：

                ClO₃^- + NO₂ → NO₃^- + ClO₂  

      這種水溶液濃度不高，處理起來比較安全（水溶液中二氧化lv含量超高30%時處理不當(dāng)也會引起爆炸），溶解實際上是一個物理過程。置于日光下時，溶液會緩慢地分解成酸的混合物。但是，這種方式的運(yùn)行成本更高，一般也不用于生活飲用水中消毒。

      據(jù)有關(guān)資料記載，純二氧化lv用于水的消毒也與lvqi近似，但稍有所不同。它具有兩個lvqi不具備的特點：一是它使用的PH范圍廣，在PH6—10內(nèi)能有效地殺滅絕大多數(shù)的微生物；二是它不會與氨發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生令人不愉快的味道。但是，它在水中分解時會產(chǎn)生亞lv酸鹽這種副產(chǎn)品，如用于游泳池消毒，亞lv酸鹽長時間的積累起來會使水變黃，還會出現(xiàn)對皮膚和眼睛的刺激，一般采用投加一定量lv的辦法來消除^[3]。

有些資料上有關(guān)于二氧化lv可以殺滅芽孢的說法，但具體機(jī)理和實際效果并不詳。目前，國內(nèi)使用二氧化lv用于自來水、中水等消毒非常成功的實例較少。由于所有氣體消毒劑溶解于水的能力較低，都存在非常不穩(wěn)定、不安全、易揮發(fā)的因素，很難使水體中達(dá)到應(yīng)有的余l(xiāng)v檢測量，故而，對自來水、游泳池等需要維持一定消duyao量來說，二氧化lv消毒比較困難達(dá)標(biāo)，其水體中余l(xiāng)v檢測值也較難得到保證。更何況，二氧化lv尚沒有l(wèi)vqi那么高的氣壓可通過加lv機(jī)同水體形成暫時水合物的能力，所以，從技術(shù)上來講，大規(guī)模使用二氧化lv投加也還非常不現(xiàn)實。

      通常認(rèn)為，二氧化lv的消毒原理也是和lvqi一樣,少量二氧化lv先同水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生亞lv酸HClO₂，亞lv酸是一種相當(dāng)弱的弱酸，具有氧化漂白作用。

                  2ClO₂ + H₂O  → HClO₂ + HClO₃

       工業(yè)上一般并不直接使用二氧化lv，而是應(yīng)用亞lv酸鈉溶液進(jìn)行漂白。通過將立時產(chǎn)生的二氧化lv水溶液和過氧化鈉混合即可得到單一的亞lv酸鈉。

                  2ClO₂ + Na₂O₂ → 2NaClO₂ + O₂

      亞lv酸鈉是一種軟性漂白劑，通過水解逐步釋放出亞lv酸，可以漂白許多天然和合成纖維而不會使它們降解，也可以漂白油、油漆和蜂蠟等^[1]。這一技術(shù)的出現(xiàn)和運(yùn)用在時間上并不長。誠然，使用該技術(shù)，從設(shè)備投資到運(yùn)行成本都是很高的，小規(guī)模的企業(yè)都難以承受。

國內(nèi)生產(chǎn)二氧化lv發(fā)生器的企業(yè)很少有掌握生產(chǎn)二氧化lv水溶液這種較高安全性技術(shù)的，多數(shù)都是采用lv酸鈉同鹽酸定量滴定，控制反應(yīng)生成量的辦法來實現(xiàn)。這樣的設(shè)備成本很低，但安全性是非常差的，稍不謹(jǐn)慎就會釀成事故，管理上需要特別細(xì)心。正在通過技術(shù)部門對于此類設(shè)備的安全性提出質(zhì)詢和鑒定，有關(guān)方面的專家要求對其進(jìn)行技術(shù)規(guī)范或者取締和淘汰。

       比如，在北京大學(xué)游泳館、北京的天壇醫(yī)院、二龍路醫(yī)院等單位使用二氧化lv用作水體消毒，都因相繼發(fā)生過安全事故而被迫停用。因為，受熱的二氧化lv很容易發(fā)生爆炸性分解，直接造成毒qi泄漏而污染環(huán)境：

                    2ClO₂  →  2O₂ + Cl₂

     此外，現(xiàn)在市面上還有一種采用與工業(yè)上使用電解飽和食鹽水生產(chǎn)lvqi*相同的辦法，生產(chǎn)一種稱為可以制備出二氧化lv的設(shè)備。其實，通過隔膜隔離陰陽兩極，這之中98%以上還是產(chǎn)生的lvqi。從原理上講，電解飽和食鹽水首先是lv離子得到電子生成lvqi，一部分lvqi同水反應(yīng)zui后生成次lv酸根離子，次lv酸根在電解中還可以進(jìn)一步氧化生成亞lv酸根、lv酸根離子，它們受熱分解可以產(chǎn)生一氧化二lv、二氧化lv等氣體。但是，在這種電解方法中，生成亞lv酸根、lv酸根離子的效率是很低的。也就是說通過電解轉(zhuǎn)換成二氧化lv的效率不僅很低，而且這種方式?jīng)]有必要，既浪費(fèi)電力，又很不經(jīng)濟(jì)。

        并且，作為lvqi、二氧化lv這些比空氣重的氣體也是很容易泄漏的，并會沿地面進(jìn)行擴(kuò)散。一旦污染形成，這些有毒qi體就不可能在一個較短的時間里消除。由于lvqi劇毒，腐蝕性也很強(qiáng)烈，二戰(zhàn)時期xi特勒就曾用來毒殺猶太人，所以lvqi一般由專門的lv堿工業(yè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，采用特制且干燥的lvqi瓶進(jìn)行封裝和運(yùn)輸。對lvqi還有專門安全機(jī)關(guān)監(jiān)管審查。

       事實上，這種設(shè)備在實際使用中也不是很成功的，出現(xiàn)了很多問題。跑泄lvqi嚴(yán)重，隔膜一般半年左右就損壞了，維修頻繁，藥物投加也達(dá)不到水質(zhì)設(shè)定的要求。象東單游泳館、北京體育大學(xué)游泳館、體委訓(xùn)練中心跳水館和一些醫(yī)院自安裝以后就無法正常使用，都不得不陸續(xù)改裝成使用次lv酸鈉進(jìn)行消毒。

二氧化lv*的化學(xué)腐蝕性幾乎同lvqi一樣，而且它的毒性還是lvqi的四十倍。

       拿lvqi來講，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究已經(jīng)證明，由于lvqi能同水中許多有機(jī)物發(fā)生lv化反應(yīng)，生成很多l(xiāng)v代有機(jī)物，而lv代有機(jī)物大多是極其有害健康的，比如生成的sanlv甲烷、四lv甲烷、二惡因等lv代物。專家們也經(jīng)常在使用lvqi消毒的自來水中檢測到致癌的sanlv甲烷、四lv甲烷等lv代物。據(jù)美國醫(yī)學(xué)學(xué)會統(tǒng)計，長期飲用使用lvqi消毒的自來水人群中，膀胱癌、直腸癌、結(jié)腸癌的發(fā)病率高對照組幾十倍，甚至上幾百倍^[5]。

1979年，美國環(huán)保署就制定了di義個有關(guān)lv化處理的飲用水中副產(chǎn)物含量的法規(guī)，限制供1萬人以上飲水的供水源中所有三鹵甲烷（其中sanlv甲烷是zui普遍的）不得超過每升100微克。1998年11月，美國環(huán)保署又通過了一個更加嚴(yán)格的水源標(biāo)準(zhǔn)，將三鹵甲烷的極限標(biāo)準(zhǔn)降低到每升80微克，同時還規(guī)定了其他有潛在危險的副產(chǎn)物，如溴酸鹽和鹵乙酸的極限，并規(guī)定水公司在用lv消毒之前，必須從水中清除活性有機(jī)化合物^[5]。