二氧化氯在饮用水处理中的应用研究
二氧化氯对微生物杀灭作用研究
1 杀灭细菌研究
早在40年代就有大量关于二氧化氯作为杀菌剂的报道，如: Ridenour(1947)研究表明，在pH为7.0的水中当二氧化氯的浓度为0.1mg/L时，在5min内能杀灭一般肠道细菌，如伤寒杆菌、付伤寒杆菌、痢疾杆菌和大肠杆菌等，在pH 6～10范围内，其杀菌效果不受影响。Verma等人的研究结果表明，在pH为7和8时，对水中的埃希氏大肠杆菌的平均致死率，二氧化氯比氯气高37%，二氧化氯在pH为8时的杀菌效果比pH为7时的好，而氯则相反。bnqLQy(1980)的消毒试验也表明，在同样条件下，二氧化氯对细菌和噬菌体的灭活率远远超过氯。施来顺等采用二氧化氯和氯的复合消毒液，在有效氯含量为45mg/L～50mg/L时，对水溶液中金黄色葡萄球菌、大肠杆菌与白色念珠菌作用1～2分钟，或以含有90.0mg/L有效氯溶液对枯草杆菌黑色变种芽抱作用5分钟，杀灭率均可达99.9%以上。Ridenour等人的研究也表明，溶液pH值为6～10时，对二氧化氯的杀菌作用无明显影响。Gill等人研究，在pH为6～9范围内，二氧化氯的杀菌效果至少是pH 为6时自由氯杀菌效果的两倍。
2 杀灭细菌芽胞研究
银燕等人研究了二氧化氯溶液对细菌芽孢的杀灭效果，进行了悬液定量杀菌试验。研究结果表明以含二氧化氯25.0mg/L的溶液作用20min，对枯草杆菌黑色变种芽孢的平均杀灭率为99.9%。以其100mg/L溶液作用10min，杀灭率达100%。刘继敏等人对二氧化氯消毒剂（维诺消净王）的杀菌效果进行了试验观察。以含500mg/L二氧化氯的溶液对布片上枯草杆菌黑色变种芽胞作用10min，杀灭率达100%。以含50%上牛血清的菌悬液染于布片上，对其杀菌作用没有明显影响。未经柠檬酸活化的该剂置于54℃14d，二氧化氯含量平均下降率为4.79%。Longley KE研究表明，二氧化氯杀灭细菌芽胞的作用较同浓度氯者为强。
3 灭活病毒研究
二氧化氯分于和病毒的衣壳蛋白之间有特异吸附作用，致使病毒的粒子表面聚集了高浓度的消毒剂分子，从而加强了它对病毒的灭活作用。据国外报导，它对乙型肝炎病毒、淋病双球菌、艾滋病病毒等均有良好杀灭效果。1992年12月上海瑞金医院用二氧化氯作临床消毒效果监测表明：二氧化氯浓度为10mg/L的消毒液，作用时间2～5min，能完全破坏乙肝病毒。王丽等人研究了二氧化氯对水中流感病毒（包括流感病毒I型，流感病毒II型和流感病毒III型）的消毒效果，结果表明： 投加量为40mg/L时，作用20min， 对试验的流感病毒具有很好的灭活效果，且在pH值为3.0～8.0的范围内均达到很好的消毒效果，而液氯在试验的投加量，时间和pH值范围内均不能灭活流感病毒。Noss研究指出，对于噬菌体，在pH为7.2和水温为5℃投加二氯化氯0.6mg/L，30s后就可将其杀死99%。 Kawata等人报道，以5.0mg/L二氧化氯作用30秒钟或以7.5mg/L作用20秒钟，可分别将 噬茵体灭活4个对数级以上。王福玉等]测定了二氧化氯对 噬茵体的灭活作用，发现用0.15mg/L二氧化氯作用10分钟，可将其全部杀灭，用2mg/L二氧化氯作用1分钟，杀灭率达到100%。当二氧化氯浓度为0.5mg/L，水温20℃，水中pH值在7.0左右时，对水中脊髓灰质炎Ⅲ型病毒杀灭时间为2分钟。对柯萨奇病毒，在浓度为0.5mg/L，水中PH值为7.0，温度为15℃，杀灭99%的时间为3秒钟。由此可见，二氧化氯是目前使用的化学消毒剂中最理想的杀菌消毒剂。
减少数癌物的研究
使用二氧化氯的最大优点还在于它几乎不会产生致癌副产物三卤甲烷(THM)，据报道美国于1977年用氯、氯胺、二氧化氯和臭氧分别对俄亥俄河水进行消毒，然后将浓缩水样注入老鼠背部皮下，并用PMA促使肿瘤形成，观察这几种饮水消毒剂的反应产物的致癌性。试验结果表明，未消毒和二氧化氯消毒的河水没有增加肿瘤发生率，而其它三种消毒剂处理的河水，都使动物的肿瘤发生率明显增加。因此，他们认为，应用二氧化氯是有益的，无致癌副产物。Lykin等人对美国Ohio河水用二氧化氯或氯预处理，剂量为3～7mg/L，放置3天，用二氧化氯处理的余氯量为1.9mg/L，THM的量为1.4µg/L；用氯处理的余氯量为2.5 mg/L，THM量高达141µg/L。
除铁除锰的研究
二氧化氯能够有效地氧化Mn2+和Fe3+生成高价氧化物或氢氧化物沉淀而使之被除去，在正常饮水pH范围内，二氧化氯被还原为亚氯酸盐并快速地和或反应。碱性条件有利于此反应。黄君礼等人的研究结果也表明：二氧化氯能有效去除水中的无机污染物。
除臭脱色的研究
当今，不少水源水污染日趋严重，有的含有酚类、藻类、腐败的有机物等引起水有异味，有的水有颜色，二氧化氯在除臭脱色方面有良好的效果，与活性炭、紫外线和超声波等比较，二氧化氯效果最好。黄君礼等人的研究表明二氧化氯对水中硫化氢、硫醇、二甲基硫酸盐、甲酸、草酸、乙二酸盐、酚类等都具有较好的氧化作用。
二氯化氯消毒副产物对健康影响的研究
二氧化氯处理水后生成物为水、氯化物、二氧化碳和有机糖等无毒物质，不会与酚类结合生成氯酚化合物、不致畸、不致癌。 由于二氧化氯及其它无机产物(亚氯酸盐)有可能在动物体内引起高铁血红蛋白血症，国内外对其毒性问题非常重视，进行了大量研究。动物实验证明，只有接触高浓度二氧化氯或亚氯酸盐时，才会对动物产生不利影响，低剂量接触一股不会影响健康。有人实验大白鼠长期饮用含二氧化氯为19mg/L的水，两年后并未检出对动物健康有害的作用，关于二氧化氯对人体的危害也有实验，有志愿者服用剂量5mg/L含有二氧化氯的饮用水，接触84天未检测到任何危害作用。毒理学研究结果表明，二氧化氯的毒副作用牵涉造血功能，但只有过量的亚氯酸盐才会对溶血性敏感的人产生溶血性贫血。美国化学品剂制造协会(USCMA)二氧化氯专门小组在EPIA水办公室和环境利益集团资助下，进行了二氧化氯对小鼠毒性的研究，其研究结果并未证明对小鼠的繁殖与发育有任何有意义的不利影响。Divies S等人对二氧化氯的毒性进行了研究，研究结果表明，长时间饮用含二氧化氯的水，可能损害肝、肾、中枢神经系统的功能，影响血液的组成，抑制甲状腺的功能，氯酸盐可引起高铁血红蛋白的形成。美国环保局提示，亚氯酸盐可能在婴儿和少儿中引起神经系统效应和贫血。
结论
稳定性二氧化氯是靠强氧化能力破坏微生物细胞赖以生存的酶，阻止蛋白质的合成过程，从而将其分解杀死。因此二氧化氯没有抗药性。稳定性二氧化氯作为饮用水系统中的杀菌剂，效果明显优于氯气和其他含氯制剂，具有杀菌广谱，投加量小，药效维持时间长、不产生抗药性、消毒费用低，其在饮用水处理应用方面具有先进性、必要性、安全可靠性和实际可能性，是理想的饮有用水消毒剂。
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