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高效消毒剂二氧化氯的合成及应用

2021-08-03 06:15:20| 来源:| 编辑:| 点击:3次

高效消毒剂二氧化氯的合成及应用

二氧化氯分子式ClO2,分子量67.5。纯二氧化氯具有强氧化能力,可以杀灭多种微生物,是一种高效、广谱的消毒剂,因其消毒后水中不形成致癌物三卤甲烷,美国国家环保局在1983年推荐用以取代液氯消毒饮水,1993年又规定造纸厂用其漂白纸浆。

1、二氧化氯的制备

二氧化氯可用阳离子半透膜食盐水溶液电解或用化学法合成。用志用设备通过电解食盐溶液可生产二氧化氯。我国预防医学科学院环境卫生与卫生工程研究所曾于1989年引进美国Tetravalent公司生产的二氧化氯协同消毒器,该消毒器可同时生产ClO2、Cl2、O3和H2O2,溶于水中协同杀菌。

该消毒器的关键部件是隔在阳极室与阴极室之间可让阳离子通过的半透膜。在直流电的作用下,阴极室得到NaOH溶液,阳极室得到Cl、ClO和少量的O、HO等强氧剂。产气量随电解电压、电解电流、食盐浓度以及阳极有效面积的增加而递增。现在天津市钛金新技术研究所已经生产二氧化氯消毒器。

二氧化氯可用以下化学方法合成:

1.1 氧氯灵 该消毒剂原药呈白色颗粒状粉剂,以二元型包装,同时混溶于水中,可迅速产生二氧化氯。

氧氯灵由亚氯酸钠(1份),酸性激发剂(10份)以及增效剂AD-10(30ppm),与BS-25(200ppm)配制而成。因氧氯灵溶液中二氧化氯的浓度随配方中的亚氯酸钠含量而增减,故在氧氯灵名称后缀以数字以示配制的溶液中所含亚氯酸钠浓度(酸性激发剂随之作相应增减)。例如,氧氯灵-1500即表示配制的溶液中含亚氯酸钠1500ppm,酸性激发剂1500ppm,AD-1030ppm与BS-25200ppm的配方。

1.2 稳定型二氧化氯消毒剂 将氯酸钠和盐酸反应,使产生的气体通过亚氯酸钠柱,得较纯化的二氧化氯,再通入12%过氧碳酸钠的溶液中即成。在制备过程中,该溶液PH值从10.5降至9.0±0.5时即停止通入二氧化氯,得到透明液体用碘量法测定二氧化氯的含量为5%。

1.3 二氧化氯复合消毒液 二氧化氯复合消毒液系由LX型二氧化氯水溶液发生器以化学法产生。在发生器中,于负压条件下,两种氯酸盐受过渡金属氧化物的催化与无机酸反应,生成二氧化氯复合消毒液。其PH值为2.0,比重为1.0(20℃)。经碘量法测定,有效氯含量为3246.1mg/L。用紫外分光光度计与红外分光光度计检测,溶液中含二氧化氯和氯,其中二氧化氯占60~70%。

2、二氧化氯的浓度测定

测定溶液中二氧化氯含量,一般采用碘量法。当二氧化氯溶液中含有次氯酸钠或亚氯酸盐时,因次氯酸钠或亚氯酸盐在酸性条件下能使碘化钾释出游离碘,由之测出的二氧化氯含量偏高。Ingols等人报道了利用二氧化氯与酪氨酸(3-对羟基丙氨酸)显色反应测定二氧化氯含量的方法,操作简单,出结果快,但测定范围仅为0.2~0.25mg/L,低于常用二氧化氯浓度。军事医学科学院卫生学环境医学研究所杨宗芬等人对上述方法进行了研究改进,使二氧化氯测定范围增大到0.5~5.0mg/L。

测定仪器使用751型紫外分光光度计,测定波长采用490nm。由于二氧化氯不稳定,比色测定时间不宜超过15分钟。此法对大于5.0mg/L的二氧化氯溶液需用无离子水稀释后再测定,低于0.5mg/L时测定的准确性差。

3、二氧化氯的杀菌作用

氧氯灵-1500作用25分钟可达灭菌要求;以氧氯灵-1000作用2分钟可破坏HBsAg。其溶液放置24小时,杀菌作用下降。

对细菌繁殖体,氧氯灵-500作用1~5分钟即可将其完全杀灭;对真菌,氧氯灵-1000作用10分钟亦可达到同样的效果,在试验条件下,有机物对杀菌作用影响不大。药液PH值超过3时,菌效果明显下降。

稳定型二氧化氯消毒剂中的二氧化氯以亚氯酸盐的形式存在,经用盐酸活化释放出二氧化氯后才有杀菌作用。试验证明,活化与PH值有关,PH<0.5时可快速释放活性二氧化氯,杀菌能力与纯二氧化氯溶液相似,有效浓度为2.0mg/L接触时间3分钟,可杀灭大肠杆菌99.999%~99.9999%。有效浓度250mg/L接触5分钟可使HBsAg阳性病人血清转阴。PH>0.5时,二氧化氯释放速度减慢,活化不完全,杀菌能力较弱。

二氧化氯复合消毒液,含4.5mg/L有效氯溶液对金黄色葡萄球菌与大肠杆菌作用2分钟,以5.0mg/L有效氯溶液对白色念珠菌作用1分钟,以90.0mg/L有效氯溶液对枯草杆菌黑色变种芽胞作用5分钟,杀灭率达99.9%以上。对HBsAg,用含200.0mg/L有效氯溶液作用60分钟或用400.0mg/L有效氯溶液作用5分钟,可将其抗原性破坏。

4、二氧化氯的毒性及腐蚀性

二氧化氯复合消毒液(含有效氯1700mg/L)对小鼠经口LD50>10000mg/kg,属实际无毒类。用日本大耳兔进行急性皮肤刺激试验,二氧化氯未见皮肤刺激。活化二氧化氯对不锈钢、碳钢、铝、及铜有中度腐蚀。

5、二氧化氯消毒剂的应用

5.1 饮水Tuthill消毒等报道,美国Chicopee市饮用加有0.36mg/L二氧化氯处理的水,以减少用氯气消毒所产生的三卤甲烷。

5.2 内镜消毒 中国人民解放军总医院用氧氯灵进行过胃镜消毒现场观察,用氧氯灵处理胃镜2分钟可使三分之一以上胃镜无菌生长。全部胃镜平均菌数仅为8.03/50m2。

5.3 食品机械消毒 天津市某食品厂用二氧化氯对食品管道消毒,使产品细菌含量大幅度降低,提高了产品质量。

5.4 食品容器消毒 对饮料瓶等用二氧化氯进行消毒可延长食品保存时间,延长货架期。

5.5 游泳池水消毒 用二氧化氯消毒游泳池水可有效地杀灭水中病原体,并降低刺激性。

5.6 污水消毒 医院污水用二氧化氯消毒比用氯气消毒安全所需费用也较低。

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