(壹)、液氯消毒
氯氣加入水中產生壹系列化學變化。不同的水質其化學反應的過程也不壹樣,但最終起消毒作用的產物為次氯酸和次氯酸根離子。
1. 當水中無氨氮存在時
CL2+HO2→HOCL+H++CL– …………………….(1)
次氯酸是壹種弱電介質
HOCL→H++OCL– ………………………………(2)
次氯酸與次氯酸根在水裏所占的比例主要取決於水的pH值,HOCL和OCL–都具有氧化能力,但HOCL是中性分子,可以擴散到帶負電荷細菌的表面,並滲入細菌體內,氯原子氧化作用破壞細菌體內的酶,使細菌死亡;而OCL–帶負電,難於靠近帶負電荷的細菌,所以雖有氧化能力也難起消毒作用。
從圖Ⅰ可以看出,在pH值5.6-9.5範圍內,水的pH值越低,HOCL的百分含量越大,因而消毒效果越好。
2. 當水中存在氨氮時,(1)式產生的HOCL就會和氨化合,產生壹類叫胺的化合物,其成份視水的pH值及CL2和NH3含量的比值而定。
NH3+HOCL →NH2CL+H2O………………….(3)
NH3+2HOCL→NHCL2+2H2O…………………(4)
NH3+3HOCL →NCL3+3H2O………………….(5)
當水的PH值在5-8.5之間時,NH2CL和NHCL2同時存在,但PH值低時,NHCL2較多,NHCL2的殺菌能力NH2CL強,所以水的PH值低壹些,也是有利於消毒作用的。NCL3要在PH值低 於4.4時才產生,在壹般的飲用水中不大可能形成。
所以,無論水中是否存在氨氮,在使用液氯消毒時,在pH值6.8-8.5範圍內,pH值越低,消毒效果比PH值高的消毒效果好。
(二)、二氧化氯消毒
二氧化氯化學性質活潑,易溶於水,在20℃下溶解度為107.98g/L,是氯氣的溶解度的5倍。氧化能力為氯氣的2倍。CLO2是中性分子,在水中幾乎100%以分子狀態存在,所以極易穿透細胞膜,滲入細菌細胞內,將其核酸(DNA或RNA)氧化後,從而阻止細菌的合成代謝,並使細菌死亡。在飲用水中 CLO2滅菌反應如下式.(6)、(7)所示。
CLO2+ e→CLO2–…………………………………………(6)
CLO2+2H2O+4e→CL–+4OH–……………………………(7)
實驗測知,式(6)式的電極電位0.95V ,式(7) 式的電極電位0.78V。所以使用二氧化氯消毒還可以氧化水中的壹些還原性金屬離子(如Fe2+ Mn2+等),即對水中的鐵、錳有著不錯的去處效果。CLO2的氧化能力與溶液的酸堿性有關,溶液酸性越強,CLO2的氧化能力越強。但在PH值6-10範圍內的殺菌效果幾乎不受PH值影響。
綜上,在凈水工藝條件下,用液氯消毒,起殺菌作用的主要是HOCL,其殺菌效果比OCL–高近80倍。由圖表Ⅰ可以看出pH值越高,HOCL離解的越多,當pH值大於8時即達到75%的OCL–,消毒效果就愈發降低。經過眾多試驗結果得出,CLO2可以在範圍內殺滅細菌,液氯只有在近中性條件下才能有效地殺滅細菌。
二、兩種消毒劑殺滅飲用水中細菌的情況
在飲用水中投加消毒劑的目的主要是殺滅對人體有害的病原菌、病菌,及其它致病的病原微生物。經過消毒處理的水,不是將水中所有的細菌殺滅,可以允許含有少量的對人體健康無害的細菌,但壹定要達到《生活飲用水衛生標準》的要求。
(壹)、消毒劑投加量對消毒效果的影響
為了研究消毒劑投加兩對消毒效果的影響,對我公司的沈澱水(未加消毒劑)、濾前水(預加1.5 mg/L消毒劑)、濾後水(又加1.5 mg/L消毒劑)進行了細菌學指標的檢測,檢測結果見圖表Ⅱ。
從試驗結果可以得出:
1. 二氧化氯和液氯對大腸桿菌均有較好的滅菌效果,且隨著投加量增大殺菌率增大;二氧化氯的滅菌效果稍優於液氯。投加量為1.5mg/L時,液氯的殺菌率是94.76%,二氧化氯的殺菌率則達97.62%。
2.二氧化氯殺滅細菌的效果明顯優於液氯。
(二)、水溫對消毒劑殺菌效果的影響
消毒劑的殺菌能力隨著溫度的上升而增強,溫度低時每上升10℃,細菌死亡率成倍增加。圖表Ⅲ為Benarde等試驗的不同溫度下二氧化氯接觸時間與大腸桿菌存活率的關系。由圖可見,溫度升高,滅菌時間相對縮短,殺菌效果相對增強。
三、兩種消毒劑對飲用水中有機鹵代物 形成的影響
隨著人們對用液氯消毒飲用水所產生的有機鹵代物致癌作用的研究,國家自然科學基金資助了對比液氯消毒與二氧化氯消毒處理水中有機物情況的項目。對用液氯消毒和用二氧化氯消毒的四種同壹自來水廠飲用水的富集水樣進行GC/MS分析,其試驗結果見圖表Ⅳ。
由試驗結果表明,凡是投加液氯消毒,不僅有機物種類多,含量大,且均形成較多的有機鹵代物(如CHCl3、CHBr3等)。如投加0.7 mg/L液氯的水樣檢出2種氯代物和7種溴代物,含量為9.76%;而用二氧化氯消毒的水樣,未檢出有機鹵代物。二氧化氯消毒壹般只起氧化作用,不起氯化作用,這是二氧化氯消毒幾乎不形成有機鹵代物的根本原因。可見,源水嚴重汙染或水體中有機物含量高時,二氧化氯是最好的選擇。
四、我廠對飲用水消毒劑的合理應用
我廠引進的高效復合二氧化氯發生器,其制備消毒劑的原理是利用氯酸鈉水溶液與鹽酸溶液在壹定溫度和負壓下充分反應,產生以二氧化氯為主、氯氣為輔的消毒氣體,來進行飲用水消毒的。
該設備在投入使用初期,由於管垢中的銹蝕物要消耗壹些二氧化氯,二氧化氯消耗量較大,運行成本較高。運行壹個月左右後,二氧化氯的投加量趨於穩定。統計生產實踐所耗用的成本,進行經濟技術分析,我們得出,在達到同樣的消毒效果時,消耗二氧化氯的量要比液氯的消耗量低壹些,但制備二氧化氯的原料成本要比液氯成本高0.02元/噸。為了保證水質,同時兼顧節約成本,我廠在冬季水源汙染少、濁度低時,使用液氯消毒;到了夏季,水源汙染較重或者水源中有機物含量偏高時,使用二氧化氯消毒。
五、結論
液氯作為經典的飲用水消毒方式,消毒能力強,貨源充足,價格低廉,投加設備較為簡單,有著價廉物美的優勢。但當水中有機物含量高時,會產生有致癌作用的鹵化有機物。
二氧化氯作為後發展起來的消毒方式,殺菌能力比液氯消毒強,殺菌效果不受水的pH值影響,只發生氧化作用不發生氯化作用達到消毒效果,避免了有機鹵代物的問題。但是二氧化氯制取出來即須應用,不能貯存,制取原料價格較貴。
無論是液氯消毒還是二氧化氯消毒,都有各自的優點和缺點。我應該根據生產實踐中的實際情況,因水制宜,合理選用飲用水消毒劑,力爭得到最好的性價比
壹、獸用消毒劑的種類及機理
消毒劑的種類有多種,常用的獸用消毒藥主要是:酚、醛、醇、酸、堿、氯制劑、碘制劑、重金屬鹽類、表面活性劑等類型消毒劑。
酚類 這類消毒劑能使病原微生物的蛋白變性、沈澱而起殺菌作用,能殺死壹般細菌。復合酚能殺滅芽胞、病毒和真菌。主要有苯酚、復合酚、煤酚等。
醛類 醛類的殺菌作用也是較強的,其中以甲醛的效果較好,也最常用。隨著生產技術的進步和養殖業的需求,戊二醛、鄰苯二甲醛等高效消毒劑也被廣泛應用。
酸類 酸類消毒劑的殺菌原理是高濃度的氫離子能使菌體蛋白變性和水解,而低濃度的氫離子可以改變細菌體表蛋白兩性物質的離解度,抑制細胞膜的通透性,影響細菌的吸收、排泄、代謝和生長。氫離子還可與其它陽離子在菌體表面競爭性吸附,妨礙細菌的正常活動。
堿類 用於畜禽消毒的堿類消毒藥主要有苛性鈉、苛性鉀、石灰、草木灰、蘇打等。堿類消毒作用的機理是陰性氫氧根離子能水解蛋白質和核酸,使細菌酶系統和細胞結構受損害,同時堿還能抑制細菌的正常代謝機能,分解菌體中的糖類,使菌體復活。它對病毒有強大的殺滅作用,可用於許多病毒性傳染病的消毒,高濃度堿液亦可殺滅芽胞。堿類消毒劑最常用於畜禽飼養過程中場區及圈舍地面、汙染設備(防腐)及各種物品以及含有病原體的排泄物、廢棄物的消毒。
醇類 醇類主要用於皮膚、器械以及註射針頭、體溫計等的消毒,如:75%的酒精。
表面活性劑類 這類消毒藥又稱除汙劑或清潔劑,可降低菌體的表面張力,有利於油的乳化而除去油汙,產生壹定的清潔作用。另外,表面活性劑還能吸附於細菌表面,改變菌體細胞膜的通透性,使菌體內的酶、輔酶和中間代謝產物選出,阻礙了細菌的呼吸和糖酵解的過程,使菌體蛋白變性,而出現殺菌作用。常用的有新潔爾滅、洗必泰、杜米芬等。
氧化劑類 這是壹類含不穩定的結合態氧的化合物,遇到有機物或酶即可放出初生態氧,而後破壞菌體的活性基因,發揮消毒作用。常用的氧化劑消毒劑有高錳酸鉀、過氧乙酸等。
鹵素類 鹵素(包括氯、碘等)對細菌原生質及其它結構成分有高度的親和力,易滲入細胞,之後和菌體原漿蛋白的氨基或其它基團相結合,使其菌體有機物分解或喪失功能呈現殺菌作用。在鹵素中氟、氯的殺菌力最強,依次為溴、碘,但氟和溴壹般消毒時不用。常用的該類消毒劑包括:漂白粉精、次氯酸鈉溶液、優氯凈、強力消毒王、碘酊、復方絡合碘等。
二、消毒劑對微生物殺滅效果評價試驗現狀
評價消毒產品的消毒效果,應以中華人民***和國衛生部2002年頒布的《消毒技術規範》為依據。但是該規範中規定的某些實驗方法和操作技術還存在諸多問題。評價消毒效果主要是評價對微生物(細菌、病毒、真菌、芽胞等)的殺滅作用以及有機物、PH值、溫度等因素對其效果的影響。
《消毒技術規範》(2006征求意見版)中指出檢驗消毒產品對細菌、真菌的滅活效果時所選用的基礎實驗菌種包括:金黃色葡萄球菌ATCC 6538、銅綠假單胞菌ATCC 15442、大腸桿菌 8099、枯草桿菌黑色變種ATCC 9372、龜分枝桿菌膿腫亞種ATCC19977、白色葡萄球菌 8032、白色念珠菌ATCC 10231、黑曲黴菌ATCC 16404。在上述規定的菌株基礎上,根據消毒劑特定用途或試驗特殊需要,還可增選其他菌株。病毒滅活試驗所用試驗病毒株為脊髓灰質炎病毒1型(poliovirus-Ⅰ,PV-Ⅰ)疫苗株和艾滋病病毒1型(human immunodeficiency virus,HIV-1)美國株。
評價消毒劑消毒效果的檢測方法主要包括中和試驗、消毒劑定性消毒試驗、消毒劑定量消毒試驗、消毒劑殺菌能量試驗、乙型肝炎表面抗原抗原性破壞試驗。具體試驗步驟可參見衛生部提出的《消毒與滅菌效果的評價方法與標準》。
三、獸用消毒藥的應用現狀
當前我國生產、經營和使用最廣泛的獸用消毒藥品主要為復合酚類、碘類、季胺鹽類和氯制劑四大類。當前養殖單位廣泛應用的效果確實的消毒藥主要有:
安滅殺 先靈葆雅公司生產,主要成分為15%的戊二醛和10%的COCO季胺鹽;
拜凈 拜耳動保生產,主要成分為十二烷氧化胺三碘氧化合物;
百勝-30/15 輝瑞動保生產,主要包含碘、磷酸、硫酸等成分;
農福 杜邦化工生產,主要成分為高效復合酚。
獸用消毒藥在實際應用中仍存在很多問題,如,忽略清除畜禽舍內的糞便、飼料殘渣、體表脫落物等有機物;認為飲水消毒劑對畜禽無害而隨意加大濃度,造成損失;認為使用溫開水做溶劑能增加所有消毒劑的消毒效果;不能做到交叉應用多種類型消毒劑,造成耐藥性的產生;認為消毒劑氣味越濃越好,造成畜禽黏膜損傷,影響效益。
四、展望
隨著經濟貿易的全球化,動物疾病流行也呈現全球化,壹些新的疾病的流行給畜禽養殖業造成了巨大損失。由於新型傳染病疫苗的研究需要較長周期,因此預防控制新型傳染病只能通過加強飼養管理和註重消毒等預防措施來實現。這種形勢下,研究壹種或多種新型、高效、廣譜、安全的消毒藥顯得十分必要。
理想的獸用消毒藥應具有高效、廣譜、作用迅速、活性長效、性質穩定、便於儲運、抗有機物幹擾、高度的安全性、成本適中等幾個特點。新型高效復合型消毒劑以及獸用消毒劑專用表面活性劑將成為未來研究的趨勢,在此基礎上,寵物手術(器械)專用消毒劑、奶牛乳頭專用消毒劑、種蛋專用消毒劑、SPF動物屏障設施專用消毒劑、生物安全實驗室專用消毒劑、疫苗滅活專用消毒劑等更加細化的專業實用型消毒劑的研究也會逐漸受到人們的關註。
延伸閱讀
獸用消毒藥監管過程中存在的問題
消毒藥品名稱繁雜 我國專業和兼產獸用消毒藥品的廠家較多,獸藥市場銷售的消毒劑品種更是繁多。除國產制品外,還有部分進口藥品。動物消毒藥品品種多而雜,同壹個功能的消毒藥品,有幾十個甚至上百個不同批準文號的產品,給用戶在使用消毒藥品的選擇上造成了壹定困難。
生產廠家刻意誇大消毒效果 部分廠家為了迎合消費者消費心理、促進產品銷量,刻意的在產品外包裝說明中誇大產品的消毒效果,以點蓋面,使用絕對化語言,甚至將自己的產品說成“萬能藥”。
產品質量良莠不齊 由於相關監管體制的不完善,部分經營者利用監管機構的疏忽大意,使大量的劣質消毒藥流入獸藥市場,既破壞了原有的市場秩序,又給相關養殖單位造成了巨大的經濟損失。同時劣質消毒藥生產者還利用獸藥銷售吃回扣的不良心理進入市場,這些受利益驅動的消毒藥價格回扣現象,給消毒藥品的管理帶來消極影響。
缺乏相關藥品的科學研究 獸用消毒藥的研究涉及消毒學、獸醫流行病學、環境衛生學和獸醫微生物學等相關方面的知識,研究起來費時費力。同時壹個消毒藥的問世要經過實驗室研究、中試放大和臨床等幾個步驟,轉化為產品的周期較長。目前應用的許多消毒藥都是公***衛生部門、防檢疫部門研究的,缺乏專門針對獸用消毒藥的試驗研究。