二氧化氯的性質及殺菌消毒機理

一、二氧化氯的性質
        二氧化氯是由漢費萊‐戴維于1811年發現到的。1843年時米隆用鹽酸將氯酸鉀酸化獲得了一種黃綠色氣體，并將這一氣體吸收在堿性溶液里獲得了亞氯酸鹽（以及氯酸鹽），而米隆沒有將這種氣體作為二氧化氯識別。1811年Garzaralli-Thumlackh鑒別出這種氣體是二氧化氯和氯氣的混合物。

       二氧化氯為黃紅色氣體，帶有一種辛辣氣味，在空氣中的體積濃度超過10%時便有爆炸性，但在水溶液中則無危險性。比重為3.09克/升（11℃），熔點-59.5℃，沸點9.9℃（壓力為731mmHg時的沸點）。在20℃和30mmHg壓力下，二氧化氯在水中的溶解度為2.9克/升。在水中能被光分解，與氨不起反應。對人體有刺激，當大氣中二氧化氯含量為14mg/L時，就可使人覺察；45mg/L時，明顯地刺激呼吸道。二氧化氯的揮發性較大，稍一曝氣即從溶液中逸出。溫度升高、曝光或與有機質相接觸，會發生爆炸。因此，在實際應用中，二氧化氯須避光保存，一般情況下，現場制備，現場使用。

二、二氧化氯的作用

        1、二氧化氯殺滅病菌和病毒的作用

        二氧化氯是一種廣譜型的消毒劑，它對水中的病原微生物，包括病毒、細菌芽孢、配水管網中的異養菌、硫酸鹽還原菌及真菌等均有很高的殺滅作用。

        二氧化氯能在pH值很寬的范圍內殺滅大腸桿菌，其殺滅效果與溫度T有關，是溫度（1/T）的函數，這一優點彌補了因溫度升高而使二氧化氯在水中溶解度降低的缺點。二氧化氯在水中的擴散速度較氯快，所以在低濃度時較氯更為有效。二氧化氯對孢子的殺滅作用比氯強，對水中的放線菌、野生菌種、孢子體等均有較好的殺滅作用。

        2、二氧化氯的氧化作用

        2.1 二氧化氯對錳的氧化

        二氧化氯能夠把二價錳氧化成四價錳，使之形成不溶于水的二氧化錳（MnO₂），即：

       2ClO₂+5Mn²⁺+6H₂O=5MnO2+12H⁺+2Cl^-

       通過氧化，二氧化氯對錳的去除率為69%～81%，而氯對錳的去除率僅為25%，一般二氧化氯的投加量為5.0mg/L。

        2.2 二氧化氯對鐵的氧化

      二氧化氯同樣也能夠把二價的鐵氧化成三價的鐵，形成氫氧化鐵沉淀，即：

            ClO₂+5Fe（HCO₃）2+13H₂O=5Fe（OH）₃+10CO₃^2-+Cl^-+21H⁺

       通過氧化，二氧化氯對鐵的去除率為78%～95%，而氯對鐵的去除率僅為50%左右，一般二氧化氯的投加量為2.0mg/L。

        2.3 二氧化氯對硫化物的氧化

        二氧化氯在pH值5～9的區間內，很快將硫化物（S^2-）氧化成硫酸鹽（SO₄^2-），即：

          8ClO₂+5S^2-+4H₂O=5SO₄^2-+8Cl^-+8H⁺

        當二氧化氯的投加量為3.0mg/L時，硫的去除率為81%。

        2.4 二氧化氯對氰化物的氧化

        二氧化氯可以將氰化物氧化成二氧化碳和氮，即：

            2ClO₂+2CN^-=2CO₂+N₂+2Cl^-

        當氰化物的濃度為3.0mg/L，二氧化氯的投加量為5.0mg/L，其氰化物的去除率一般都大于85%。

        2.5 二氧化氯對*的氧化

        二氧化氯對*的氧化去除效果隨著二氧化氯投加量的增加而提高（它對*的去除率明顯優于液氯）。當源水中*濃度為2.0mg/L加5mg/L 二氧化氯時，*的去除率一般大于85%。傳統的氯消毒隨著液氯投加量的增加，氯代酚的量隨之增加，而投加二氧化氯時，則基本上不形成氯代酚。

        2.6 二氧化氯對有機物的氧化

        二氧化氯對有機物的的氧化降解，與氯所不同的zui大特點是，它不會生成有機氯代物。二氧化氯可以控制三鹵甲烷（THM）的形成，減少總有機鹵的生成。*，三鹵甲烷的前驅物質通常有以下3類：一類是天然大分子有機物，如腐殖酸、灰黃霉酸等；另一類是小分子有機物，如酸類化合物、苯胺、苯醌、氨基酸等多種有機物；第三類是藻類及代謝產物。

       我們知道，黃腐酸是腐殖質的主要組成物質，腐殖質里黃腐酸（FA）的含量高達90%。通過研究和試驗表明，二氧化氯與黃腐酸幾乎不生成氯仿，而液氯與黃腐酸反應，則會生成大量氯仿。而且，氯仿的生成量隨著液氯的投加量和水中腐殖質含量的增加而增加。

        3、二氧化氯的殺菌消毒機理

       二氧化氯是上*的含氯消毒劑中*的消毒劑（滅菌劑），它可以殺滅一切微生物,包括細菌繁殖體、細菌芽孢、真菌、分枝桿菌和病毒等。 其對微生物的殺滅機理為：二氧化氯對細胞壁有較強的吸附穿透能力，可有效地氧化細胞內含巰基的酶，還可以快速地抑制徽生物蛋白質的合成來破壞微生物。