王金柱    焦作职工医学院    454000

摘要：本文介绍了常用的化学消毒法和紫外线消毒法在应用中的原理及特点,指出紫外线消毒法可能取代传统的化学消毒法并且具有广阔的应用前景。

关键词：紫外线消毒   化学消毒

消毒方法大体上可以分为物理方法和化学方法两类。物理方法主要有机械过滤、加热、冷冻、辐射、微电解、紫外线和微波消毒等；化学方法主要有氯、二氧化氯、臭氧、氯胺、卤素、金属离子、阴离子表面活性剂及其它杀生剂等。近年来由于有关化学消毒副产物的报道的增多和人们对消毒的标准要求不断提高,物理消毒方法特别是紫外线消毒引起了专业人士的高度重视。

1.常用化学消毒法

1.1氯消毒

氯与水反应时，一般产生“歧化反应”，生成次氯酸（HOCl）和盐酸（HCl），其反应方程式为：

            Cl₂+H₂O    HOCl+ HCl

氯的灭菌作用主要是次氯酸，因为它是体积很小的中性分子，能扩散到带有负电荷的细菌表面，具有较强的渗透力，能穿透细胞壁进入细菌内部。氯对细菌的作用是破坏其酶系统，导致细菌死亡。而氯对病毒的作用，主要是对核酸破坏的致死性作用。

但氯消毒后，具有致畸、致癌、致突变的三卤甲烷等有害消毒副产物^[1]。为了避免有害消毒副产物的产生，采取的主要途径有：(1) 预处理去除三卤甲烷前驱物(主要是富里酸和腐殖酸)；(2) 采用代用消毒剂或消毒方法，近年来对用臭氧、二氧化氯和氯胺代替氯为消毒剂进行了大量的研究。

1. 2臭氧消毒

臭氧是强氧化剂，臭氧化和氯化一样，既起消毒的作用，也起氧化作用，但是臭氧的消毒能力和氧化性都比氯强，能氧化水中的有机物，并能杀死病毒、芽孢及细菌。

虽然臭氧消毒本身不产生卤代烷和总有机卤，但是生成的其他消毒副产物如醛、酮、醇等若经氯化，会产生三卤甲烷。因为臭氧在水中的溶解度极小，且易分解、稳定性差，几乎没有残余消毒能力，所以普遍将臭氧与其它消毒剂联合使用作为控制三卤甲烷等有害消毒副产物的优选方法。

1.3二氧化氯消毒

二氧化氯也是一种强氧化剂，其氧化能力是氯的25倍，消毒能力仅次于臭氧，高于氯。试验表明，二氧化氯在控制三卤甲烷的形成和减少总有机卤方面，与氯相比具有优越性，二氧化氯与水中的腐殖酸和富里酸等腐殖质都不会生成三卤甲烷，即使在饮水消毒过程中，投加少量的二氧化氯，也能有效地抑制三卤甲烷的生成。二氧化氯是广谱型消毒剂，对水中的病原微生物包括病毒、芽孢、真菌、致病菌及肉毒杆菌均有很高的灭活效果，有剩余消毒能力，二氧化氯对孢子和病毒的灭活作用均比氯有效，并且在高PH值与含氨的水中灭菌效果不受影响。另外，二氧化氯去除水中的色度、嗅、味的能力也较强。

制备二氧化氯的起始原料有氯酸钠和亚氯酸钠，其反应式为：

NaClO₃+ NaClO₂ + H₂O 2 ClO₂+2NaOH

因亚氯酸钠不能贮存，必须现场制取及时使用，且亚氯酸钠价格昂贵，成本较高。加入到水中的二氧化氯有50～70%转变为ClO^2-和ClO^3-，很多实验表明ClO^2-和ClO^3-对红细胞有损害^[3]，可引起高铁血红蛋白血症，对碘的吸收代谢有干扰，还会使血液胆固醇升高。

上述常用的三种消毒剂中，臭氧的杀菌能力最高，但是臭氧本身极易分解，消毒无持久性；二氧化氯既有相当强的杀菌能力，又具有相当好的持久性；氯对细菌有很强的灭活能力，但对病毒的灭活能力差，对芽孢无灭活能力。研究表明：在PH为6～9时，三种消毒剂灭活效率的优先次序为：臭氧>二氧化氯>氯；而稳定性的优先次序则为：二氧化氯>氯>臭氧。

2. 紫外线消毒

虽然传统的化学消毒方法被普遍采用，但是或多或少会产生有害的消毒副产物，人们把目光集中到紫外线消毒法上。

根据生物效应的不同，将紫外线按照波长划分为四个部分^[3]，其中消毒主要采用的是C波段紫外线，C波段(UV—C)，又称为灭菌紫外线，波长范围为275nm~200nm。即C波段紫外线会使细菌、病毒、芽孢以及其它病原菌的DNA丧失活性，从而破坏它们的复制和传播疾病的能力。

大量的研究和实验证明，紫外线的消毒灭菌主要是通过紫外线对微生物的辐射，生物体内的核酸吸收了紫外线的光能，损伤和破坏了核酸的功能使微生物致死，从而达到消毒的目的。

紫外线消毒法与化学消毒法相比具有如下缺点：紫外线的灭菌作用只在其辐照期间有效，容易遭受二次污染。但是紫外线消毒法同时具有很多化学法无法替代的优点：在一些产业中例如水产养殖和食品工业等，不需要化学消毒剂的持续性，否则会由于化学药剂的影响造成水生物死亡﹑食品中产生嗅味等副作用，况且氯化消毒会形成三卤甲烷等有害的消毒副产物；在一些生物技术例如发酵中，需要对水进行消毒后接种工艺需要的菌种，这样持续性的消毒效果显然是不需要的；在循环水系统中，经常使用氯消毒会造成腐蚀问题，例如游泳池，还有在石油开采的地下水回灌中，如果采用化学药剂消毒，细菌容易产生抗药性而在土壤中继续繁殖从而堵塞地层，形成二次污染；消毒速度快﹑效率高﹑占地面积小；设备操作简单，便于运行管理和实现自动化等，近年来紫外线消毒逐渐得到广泛的应用。

3. 结论

紫外线消毒机理的深入揭示，紫外线技术的不断发展以及消毒装置在设计上的日益完善，紫外线消毒法有望成为代替传统的化学消毒法的主要物理消毒方法之一。

参考文献:

[1] 周葆珍.饮用水氯化消毒致癌问题..给水排水,1983(3):32-33

[2] 许保玖著.给水处理理论.北京:中国建筑工业出版社,2000.

[3] 傅金祥,李亚峰,赵玉华等.居住区生活饮用水二次污染控制理论与技术研究.技术报告.2000.