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二氧化氯(ClO2)是一種氣體，在常溫常壓下溶於水中濃度最高為3000mg╱L
氯消毒飲用水導致三氯甲烷類物質的產生，這些物質經研究確認它們具有致癌危害，1979年(國際飲水協會)規定飲水中三鹵甲烷(THM)的最大含量為0.10mg╱L。因此，各國水處理工作者展開了代用技術的研究。臭氧(O3)是一種氧化劑和非常有效的消毒劑，但是由於O3的製取技術比較複雜，造價昂貴操作技術要求高等原因，阻礙其廣泛的應用。二氧化氯(ClO2)氧化能力和消毒效果與臭氧相等。作為氧化劑，它所氧化的產物中沒有氯代有機副產物。作為消毒劑，它有廣闊的消毒效果。因此，二氧化氯是理想的飲水消毒劑。目前亞洲一些國家和地區的自來水開始採用二氧化氯消毒。為了帶動用戶了解二氧化氯消毒的有關問題，現將國內外有關資料和研究結果綜合總述如下，供水處理工作者選擇消毒劑的參考。
二氧化氯(ClO2)滅菌消毒劑量小，時間短效果好。1944年美國首次將ClO2用於飲水消毒。目前北美和歐美有許多水處理廠應用ClO2，估計今後會有急劇增加的趨勢。
二氧化氯加入水中後，約有70%的量很快地反應完，故氧化滅菌快。在水處理中ClO2的投加劑量是0.1~5.0mg╱L，飲用水消毒只需0.2mg╱L在PH值7.0的水中，小於0.1mg╱L五分鐘內殺滅腸道致病菌PH值6~10的範圍內殺菌效果不受影響。二氧化氯和氯比較在PH值6.5時；二者相近，但在PH值8.5時ClO2比Cl2快20多倍，在生活污水中ClO2 5mg╱L - 30秒，工業污水中2mg╱L –5分鐘；4mg╱L – 60秒，大腸桿菌全部消滅。LONGLEY(1980)作廢水消毒試驗證明，在同樣條件下二氧化氯對細菌和噬菌體的滅活率遠遠超過氯。二氧化氯滅活芽孢的能力也很強。SOKOLOVA(1971)報導，對報炭疽芽孢的殺菌比氯大5倍。HENCH(1974)曾用脊髓灰質炎病等作試驗證明，發現二氧化氯的殺菌後效果比氯和臭氧都好。KAWAIA(1979)報告，用二氧化氯、氯化溴和氯三種消毒劑對f2病毒滅活作用中，也證明二氧化氯效果最好。二氧化氯還有解毒作用，可以分解破壞水中的肉毒桿菌等類。
我們在研究過程中選用大腸桿菌、痢疾桿菌、枯草桿菌、芽孢金黃色葡萄球菌、f2噬菌體和一般細菌，以不同的滅菌時間和不同的劑量進行了滅菌消毒試驗，結果證明大腸桿菌等菌株含菌數2.16×105個╱ml，投加ClO2消毒劑0.2mg╱L，5分鐘全部殺滅。對比試驗顯示達到相同的消毒效果，ClO2消毒劑0.2mg╱L作用5分鐘，而Cl2則需1.5mg╱L作用15分鐘，ClO2比Cl2強3倍，時間則大大縮短。
控制三鹵甲烷(THM)類的形成，減少致癌物質。二氧化氯可以控制三鹵甲烷類產生，減少鹵化有機物的形成。二氧化氯氧化酚鹽，生成簡單的有機酸(HOCL)和P-苯；ClO2與腐植酸、富里酸兩者都不會生成三氯甲烷，ClO2不僅能控制三鹵甲烷，而且能減少總鹵化有機物，且能消除YHM和TOX前趨物的量，因此用ClO2消毒飲用水可以減少致癌物質，Pcoria自來水公司用ClO2代替氯以後，水中三鹵甲烷生成量減少90%。
我們用ClO2消毒劑消毒水，測完了水中三氯甲烷(CHCL3)含量和Ames(致癌、致突變)毒性試驗。水樣中投加0.1mg╱L，30分鐘後CHCL3含量由原水的47.35mg╱L下降到20.44mg╱L(本試驗ClO2投加量偏低) Ames試驗顯示，當原水Ames試驗為陽性的條件下；ClO2消毒後轉為陰性對比試驗的Cl2致癌物質比原水增強。
在飲水消毒中既使少量ClO2加入，也可以充份控制三鹵甲烷，當ClO2╱Cl2之比 = 0.25(濃度比)時；三鹵甲烷減少20%，ClO2╱Cl2之比 = 1.9時；THM減少80%。美國許多水處理廠和環保局通過一系列試驗，認為選擇ClO2控制THM是最好的方法。
二氧化氯(ClO2)在氧化無機鹽、除色、除臭上效果好。二氧化氯能氧化分解水中無機鹽。ClO2能破壞氰化物，如(氰化鈉、氰化鉀)形成氰酸鹽和二氧化碳及氮，在氧化過程中不會形成氧化氰；二氧化氯可以迅速地將二價錳氧化成不溶性高價錳能把硫化物、酚類化合物、氨類化合物等迅速氧化、使其失去原有的特性；二氧化氯除色、除臭、抑制藻類生長效果也很好。在除鐵裝置中採用二氧化氯組份消毒劑於濾前加投、能迅速地把二價鐵氧化成三價鐵把溶解性二價錳氧化成不溶性高價錳、一般過濾方法即可除去。這樣可以改變採用錳砂除鐵、除錳的傳統技術。我們實驗還證明ClO2可以防止管道結垢，甚至可以把管道中的結垢剝落。也可防止冷卻塔中藻類的生長。
安全無毒性
國外學者進行的動物實驗證明，只有高濃度的二氧化氯或亞氯酸鹽才會對動物有影響，低劑量一般不會造成影響。實驗中小白鼠飲含亞氯酸鹽100mg╱L的水，血紅蛋白量明顯減少，飲含10mg╱L的水就沒有引起這種變化。再讓老鼠飲10mg╱L的二氧化氯，6個月後檢查動物體重、器官重、氧化酸活性(過氧化氫和蘭孢漿素)，以及內臟的維生素含量，沒有發現不良影響；Calsbicse (1978)報告，讓大鼠長期飲含二氧化氯100mg╱L的水，兩年後也未檢查出對動物健康有害的作用。在動物急性和亞急性毒性試驗結果證明，小鼠灌胃LD50 0.067g╱kg(以Cl2計)，相當於常規飲水消毒含餘氯量(0.5~1.0mg╱L)的6374~3367倍，可以認為是完全無毒性。
至於對人體健康影響，美國衛生效應實驗室(HERL)曾在一個小鎮上進行過這方面的研究。該鎮每年夏季用二氧化氯消毒飲用水，在研究其間亞氯酸鹽離子平均含量為5mg╱L，研究人員測定了受試者的平均細胞容量、血細胞比率、網狀細胞計數、白細胞計數、血中尿素氮、肌酸和膽紅數等，未發現二氧化氯對這些指標有什麼影響。1983年美國國家環保局規定水中的三鹵甲烷含量必須在0.1mg╱L以下，並推薦為ClO2取代Cl2的最優方案之一。而且反覆論證和考驗了ClO2對飲水的處理效果，經過嚴格的實驗證實了ClO2處理飲水的可靠性和安全性，並對公眾進行了廣泛的宣傳。目前世界上有二千多家自來水廠採用二氧化氯消毒，估計今後有迅速發展的趨勢。在亞洲經濟比較發達的國家和地區開始逐漸減少使用氯器消毒飲水。
應用場合(在不同的場合各有不同的專業應用技術)
飲用水消毒滅菌。
游泳池水消毒除臭，遊樂場館、水族館的消毒和防止藻類生長。
工業和醫院污水滅菌、除臭、脫色、降低有機物含量。
冷卻塔循環水的滅菌防藻類生長。
消除鐵細菌、硫細菌對管徑造成的堵塞。
對硫化物、鐵和錳、氫化物、酚類化合物的氧化還原。
地下水除鐵除錳濾前氧化。
化肥廠生產循環水中氧化氨氮和亞硝酸鹽，控制細菌生長。
游泳池水的純化劑。
紙漿和獸脂等之漂白劑。
廢水的消毒劑。
氯消毒飲用水導致三氯甲烷類物質的產生，這些物質經研究確認它們具有致癌危害，1979年(國際飲水協會)規定飲水中三鹵甲烷(THM)的最大含量為0.10mg╱L。因此，各國水處理工作者展開了代用技術的研究。臭氧(O3)是一種氧化劑和非常有效的消毒劑，但是由於O3的製取技術比較複雜，造價昂貴操作技術要求高等原因，阻礙其廣泛的應用。二氧化氯(ClO2)氧化能力和消毒效果與臭氧相等。作為氧化劑，它所氧化的產物中沒有氯代有機副產物。作為消毒劑，它有廣闊的消毒效果。因此，二氧化氯是理想的飲水消毒劑。目前亞洲一些國家和地區的自來水開始採用二氧化氯消毒。為了帶動用戶了解二氧化氯消毒的有關問題，現將國內外有關資料和研究結果綜合總述如下，供水處理工作者選擇消毒劑的參考。
二氧化氯(ClO2)滅菌消毒劑量小，時間短效果好。1944年美國首次將ClO2用於飲水消毒。目前北美和歐美有許多水處理廠應用ClO2，估計今後會有急劇增加的趨勢。
二氧化氯加入水中後，約有70%的量很快地反應完，故氧化滅菌快。在水處理中ClO2的投加劑量是0.1~5.0mg╱L，飲用水消毒只需0.2mg╱L在PH值7.0的水中，小於0.1mg╱L五分鐘內殺滅腸道致病菌PH值6~10的範圍內殺菌效果不受影響。二氧化氯和氯比較在PH值6.5時；二者相近，但在PH值8.5時ClO2比Cl2快20多倍，在生活污水中ClO2 5mg╱L - 30秒，工業污水中2mg╱L –5分鐘；4mg╱L – 60秒，大腸桿菌全部消滅。LONGLEY(1980)作廢水消毒試驗證明，在同樣條件下二氧化氯對細菌和噬菌體的滅活率遠遠超過氯。二氧化氯滅活芽孢的能力也很強。SOKOLOVA(1971)報導，對報炭疽芽孢的殺菌比氯大5倍。HENCH(1974)曾用脊髓灰質炎病等作試驗證明，發現二氧化氯的殺菌後效果比氯和臭氧都好。KAWAIA(1979)報告，用二氧化氯、氯化溴和氯三種消毒劑對f2病毒滅活作用中，也證明二氧化氯效果最好。二氧化氯還有解毒作用，可以分解破壞水中的肉毒桿菌等類。
我們在研究過程中選用大腸桿菌、痢疾桿菌、枯草桿菌、芽孢金黃色葡萄球菌、f2噬菌體和一般細菌，以不同的滅菌時間和不同的劑量進行了滅菌消毒試驗，結果證明大腸桿菌等菌株含菌數2.16×105個╱ml，投加ClO2消毒劑0.2mg╱L，5分鐘全部殺滅。對比試驗顯示達到相同的消毒效果，ClO2消毒劑0.2mg╱L作用5分鐘，而Cl2則需1.5mg╱L作用15分鐘，ClO2比Cl2強3倍，時間則大大縮短。
控制三鹵甲烷(THM)類的形成，減少致癌物質。二氧化氯可以控制三鹵甲烷類產生，減少鹵化有機物的形成。二氧化氯氧化酚鹽，生成簡單的有機酸(HOCL)和P-苯；ClO2與腐植酸、富里酸兩者都不會生成三氯甲烷，ClO2不僅能控制三鹵甲烷，而且能減少總鹵化有機物，且能消除YHM和TOX前趨物的量，因此用ClO2消毒飲用水可以減少致癌物質，Pcoria自來水公司用ClO2代替氯以後，水中三鹵甲烷生成量減少90%。
我們用ClO2消毒劑消毒水，測完了水中三氯甲烷(CHCL3)含量和Ames(致癌、致突變)毒性試驗。水樣中投加0.1mg╱L，30分鐘後CHCL3含量由原水的47.35mg╱L下降到20.44mg╱L(本試驗ClO2投加量偏低) Ames試驗顯示，當原水Ames試驗為陽性的條件下；ClO2消毒後轉為陰性對比試驗的Cl2致癌物質比原水增強。
在飲水消毒中既使少量ClO2加入，也可以充份控制三鹵甲烷，當ClO2╱Cl2之比 = 0.25(濃度比)時；三鹵甲烷減少20%，ClO2╱Cl2之比 = 1.9時；THM減少80%。美國許多水處理廠和環保局通過一系列試驗，認為選擇ClO2控制THM是最好的方法。
二氧化氯(ClO2)在氧化無機鹽、除色、除臭上效果好。二氧化氯能氧化分解水中無機鹽。ClO2能破壞氰化物，如(氰化鈉、氰化鉀)形成氰酸鹽和二氧化碳及氮，在氧化過程中不會形成氧化氰；二氧化氯可以迅速地將二價錳氧化成不溶性高價錳能把硫化物、酚類化合物、氨類化合物等迅速氧化、使其失去原有的特性；二氧化氯除色、除臭、抑制藻類生長效果也很好。在除鐵裝置中採用二氧化氯組份消毒劑於濾前加投、能迅速地把二價鐵氧化成三價鐵把溶解性二價錳氧化成不溶性高價錳、一般過濾方法即可除去。這樣可以改變採用錳砂除鐵、除錳的傳統技術。我們實驗還證明ClO2可以防止管道結垢，甚至可以把管道中的結垢剝落。也可防止冷卻塔中藻類的生長。
安全無毒性
國外學者進行的動物實驗證明，只有高濃度的二氧化氯或亞氯酸鹽才會對動物有影響，低劑量一般不會造成影響。實驗中小白鼠飲含亞氯酸鹽100mg╱L的水，血紅蛋白量明顯減少，飲含10mg╱L的水就沒有引起這種變化。再讓老鼠飲10mg╱L的二氧化氯，6個月後檢查動物體重、器官重、氧化酸活性(過氧化氫和蘭孢漿素)，以及內臟的維生素含量，沒有發現不良影響；Calsbicse (1978)報告，讓大鼠長期飲含二氧化氯100mg╱L的水，兩年後也未檢查出對動物健康有害的作用。在動物急性和亞急性毒性試驗結果證明，小鼠灌胃LD50 0.067g╱kg(以Cl2計)，相當於常規飲水消毒含餘氯量(0.5~1.0mg╱L)的6374~3367倍，可以認為是完全無毒性。
至於對人體健康影響，美國衛生效應實驗室(HERL)曾在一個小鎮上進行過這方面的研究。該鎮每年夏季用二氧化氯消毒飲用水，在研究其間亞氯酸鹽離子平均含量為5mg╱L，研究人員測定了受試者的平均細胞容量、血細胞比率、網狀細胞計數、白細胞計數、血中尿素氮、肌酸和膽紅數等，未發現二氧化氯對這些指標有什麼影響。1983年美國國家環保局規定水中的三鹵甲烷含量必須在0.1mg╱L以下，並推薦為ClO2取代Cl2的最優方案之一。而且反覆論證和考驗了ClO2對飲水的處理效果，經過嚴格的實驗證實了ClO2處理飲水的可靠性和安全性，並對公眾進行了廣泛的宣傳。目前世界上有二千多家自來水廠採用二氧化氯消毒，估計今後有迅速發展的趨勢。在亞洲經濟比較發達的國家和地區開始逐漸減少使用氯器消毒飲水。
應用場合(在不同的場合各有不同的專業應用技術)
飲用水消毒滅菌。
游泳池水消毒除臭，遊樂場館、水族館的消毒和防止藻類生長。
工業和醫院污水滅菌、除臭、脫色、降低有機物含量。
冷卻塔循環水的滅菌防藻類生長。
消除鐵細菌、硫細菌對管徑造成的堵塞。
對硫化物、鐵和錳、氫化物、酚類化合物的氧化還原。
地下水除鐵除錳濾前氧化。
化肥廠生產循環水中氧化氨氮和亞硝酸鹽，控制細菌生長。
游泳池水的純化劑。
紙漿和獸脂等之漂白劑。
廢水的消毒劑。
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