二溴海因消毒劑的研究進(jìn)展及其在蠶業(yè)中的應(yīng)用

孫 波 周洪英

(湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，湖北武漢 430064)

二溴海因，即1，3－二溴－5，5－二甲基乙內(nèi)酰脲，又稱1，3－二溴 －2，4－咪唑啉二酮，為白色或淡黃色粉末。二溴海因是一種新型殺菌消毒劑，具有殺菌譜廣、殺菌作用強(qiáng)、消毒后無殘留毒物、不產(chǎn)生刺激性氣味等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于工業(yè)水處理、醫(yī)療污水、室內(nèi)外游泳池及養(yǎng)殖水環(huán)境的消毒。前人對(duì)二溴海因已經(jīng)有了一定的認(rèn)識(shí)和研究，近年來，對(duì)二溴海因的消毒效果、毒性以及復(fù)合型消毒劑研究方面有了新的進(jìn)展。

1 二溴海因的消毒效果

二溴海因在水中水解生成次溴酸，殺菌作用主要是次溴酸與菌體接觸，破壞菌體細(xì)胞壁，導(dǎo)致細(xì)菌DNA漏出并斷裂，且微生物對(duì)其不產(chǎn)生抗藥性。二溴海因的殺菌效率為常規(guī)含氯消毒劑的40倍以上。研究表明［1－3］，二溴海因可有效殺滅大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌等細(xì)菌繁殖體和枯草桿菌黑色變種芽孢等細(xì)菌芽孢。2002年版的《消毒技術(shù)規(guī)范》中，對(duì)消毒劑滅活病毒效果的評(píng)價(jià)確定為脊髓灰質(zhì)炎病毒滅活試驗(yàn)［4］。選擇二溴海因?qū)顾杌屹|(zhì)炎病毒進(jìn)行懸液定量試驗(yàn)結(jié)果表明［5－6］，含有效溴250 mg/L的二溴海因消毒液對(duì)脊髓灰質(zhì)炎病毒作用45 min，含有效溴500 mg/L對(duì)脊髓灰質(zhì)炎病毒作用15 min，或含有效溴1000 mg/L對(duì)脊髓灰質(zhì)炎病毒作用5 min，可有效殺滅脊髓灰質(zhì)炎病毒。用超聲波霧化二溴海因，可用于流動(dòng)采血車內(nèi)空氣的消毒，殺菌率為89.8%，而紫外線殺菌率為77.1%;動(dòng)態(tài)環(huán)境下二溴海因消毒效果也優(yōu)于紫外線［7］。

目前，啤酒生產(chǎn)廠家大多使用過氧化氫消毒劑進(jìn)行管道、容器的消毒，該類消毒劑對(duì)設(shè)備的腐蝕性大，對(duì)人的皮膚粘膜也有刺激性，并且消毒液穩(wěn)定性差。陳繼平等［8］在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬啤酒生產(chǎn)試驗(yàn)，按參考文獻(xiàn)［4］的方法進(jìn)行微生物檢測結(jié)果表明，采用濃度250 mg/L的二溴海因?qū)艿涝O(shè)備進(jìn)行消毒，可達(dá)到啤酒生產(chǎn)的微生物控制要求。二溴海因沒有明顯的亞急性毒性，在食品行業(yè)中較為安全［9］。

二溴海因?qū)λw中常見細(xì)菌均有較強(qiáng)的殺滅作用，水溫、有機(jī)物含量及pH值對(duì)其殺菌效果影響較輕，用含有效溴1 mg/L的二溴海因消毒液作用30 min、1.5 mg/L 作用20 min、2 mg/L 作用10 min，可完全殺滅自來水中的大腸桿菌;在游泳池水中，用含有效溴1 mg/L作用1 h，可使水中細(xì)菌總數(shù)由1960 cfu/mL降為0;在海水中，用含有效溴10 mg/L作用1 h，可使海水中的大腸菌群和糞大腸菌群，分別由29000 cfu/L和15720 cfu/L，下降到10 cfu/L以下;在醫(yī)院污水中，用含有效溴25 mg/L作用1 h，可使污水中糞大腸菌群由消毒前的＞23800 mpn/L下降至 ＜900 mpn/L［10－11］。

二溴海因在固體狀態(tài)下54℃放置14 d，有效溴下降率為0.15%，在溶解狀態(tài)下54℃放置14 d，有效溴下降率為86.62%［12］。在使用二溴海因進(jìn)行消毒處理時(shí)，為達(dá)到良好的消毒效果，快速測定消毒劑中有效溴的殘留量，是推廣使用二溴海因消毒劑的一個(gè)必備條件。采用碘量法檢測有效溴濃度，當(dāng)濃度低于25 mg/L時(shí)，測定誤差較大。馬玉林等［13］采用比色法測定消毒處理后的水中有效溴殘留量，結(jié)果表明:該方法簡便、直觀、準(zhǔn)確率較高，檢出極限為1 mg/L。二溴海因消毒處理后，當(dāng)微生物指標(biāo)合格時(shí)，用比色法測定水中有效溴殘留量，便于及時(shí)掌握二溴海因消毒劑的使用量和消毒處理效果。

2 二溴海因的安全使用

2.1 二溴海因的毒性

二溴海因作為一種新型殺菌消毒劑，與傳統(tǒng)的含氯消毒劑相比有諸多優(yōu)點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，人們對(duì)二溴海因的毒性進(jìn)行了研究，為擴(kuò)大應(yīng)用范圍與安全使用提供參考。

在水生動(dòng)物養(yǎng)殖方面，房英春等［14－15］研究了二溴海因?qū)︴庺~和斑點(diǎn)叉尾鮰的急性毒性，得出二溴海因?qū)︴庺~的半致死濃度為76～89 mg/L，安全濃度為 7.62 mg/L;對(duì)斑點(diǎn)叉尾鮰24、48、72、96 h 的半致死濃度分別為 52.3、37.8、35.2、29.6 mg/L，安全濃度為2.96 mg/L;遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于消毒濃度0.2～0.3 mg/L，其毒性明顯小于含氯消毒劑。王志錚等［16］采取全程不換藥和6 h后換藥2種染毒方式進(jìn)行試驗(yàn)得出，二溴海因?qū)δ嗦莺筒屎缑鳈迅虻闹露拘?yīng)，均隨實(shí)驗(yàn)時(shí)間的延長而緩慢增強(qiáng)，二溴海因?qū)δ嗦莺筒屎缑鳈迅虬踩|(zhì)量濃度分別為40、79 mg/L。

房英春等［17］用二溴海因與常用消毒劑三氯異氰尿酸這2種藥物對(duì)孔雀魚進(jìn)行急性毒性試驗(yàn)對(duì)比，并分別記錄藥物濃度在12、24、48 h出現(xiàn)的魚體中毒癥狀和死亡數(shù)，根據(jù)試驗(yàn)魚的死亡率及死亡時(shí)間，得出二溴海因?qū)兹隔~的安全濃度為4.68 mg/L，最低致死濃度為47.50 mg/L;三氯異氰尿酸對(duì)孔雀魚的安全濃度為 0.23 mg/L，最低致死濃度為2.25 mg/L，說明二溴海因的安全濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于三氯異氰尿酸。王躍斌等［18］研究發(fā)現(xiàn)，二溴海因?qū)ｒ赜左w的半致死濃度為14.46～16.15 mg/L，安全濃度為1.45 mg/L，安全濃度數(shù)值遠(yuǎn)高于推薦的治療濃度0.20～0.30 mg/L，但二溴海因?qū)ｒ氐陌胫滤罎舛群桶踩珴舛让黠@低于其對(duì)孔雀魚的半致死濃度(46.00～51.00 mg/L)和安全濃度(4.68 mg/L)，也低于對(duì)鯉魚的半致死濃度和安全濃度［14］。海蜇對(duì)三氯異氰尿酸的安全濃度為0.10 mg/L［18］，說明海蜇幼體對(duì)三氯異氰尿酸很敏感，在生產(chǎn)中應(yīng)謹(jǐn)慎使用。二溴海因在防治水生動(dòng)物細(xì)菌性疾病，殺滅水體不良藻類，改善養(yǎng)殖環(huán)境方面具有良好的功效，同時(shí)，也有一定的毒性，生產(chǎn)中需科學(xué)合理地使用。

2.2 二溴海因的使用

二溴海因自身的性質(zhì)決定了在使用時(shí)有多方面的注意事項(xiàng)［19］。首先，根據(jù)要消毒的對(duì)象選擇不同的消毒濃度，以免產(chǎn)生中毒反應(yīng)。二溴海因在固體狀態(tài)下，具有較高的穩(wěn)定性，而在溶解狀態(tài)下，其殺滅效率會(huì)逐步減弱;所以，在用二溴海因消毒時(shí)，盡量做到現(xiàn)配現(xiàn)用。其次，水體中的有機(jī)物濃度對(duì)二溴海因的消毒效果有一定的影響，隨著水體中有機(jī)物濃度的增大，殺滅率明顯下降。再次，溫度對(duì)二溴海因的消毒效果也有一定的影響，當(dāng)水溫在10℃以下時(shí)，消毒效果較差;當(dāng)溫度從10℃升為20℃時(shí)，二溴海因消毒液的殺滅效果提高1倍;所以，消毒過程中可適當(dāng)提高溫度［12］。

3 二溴海因復(fù)合型消毒劑的研究

針對(duì)二溴海因的性質(zhì)和生產(chǎn)使用中存在的問題，人們用二溴海因?yàn)樵?，輔助其他化工品研制開發(fā)了一些效果突出的二溴海因復(fù)合型新型藥劑，改善了二溴海因的消毒效果。如二溴海因復(fù)方消毒劑、復(fù)合保鮮劑和二溴海因/二氧化硅復(fù)合粒子等［20］。

二溴海因復(fù)方消毒劑是以二溴海因輔以無水硫酸鈉的白色或淡黃色粉末，有輕微刺激性氣味，有效溴含量116 g/kg，該消毒劑的殺菌效果隨有效溴含量的增加、作用時(shí)間的延長而增強(qiáng)。李焰等［21］以二溴海因?yàn)闅⒕鷦?，以硬脂酸單甘酯及吐溫?0為涂膜劑，研制了一種新型水果和蔬菜復(fù)合保鮮劑，它具有高效、低毒的特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)證實(shí)最佳保鮮條件:50 kg臍橙使用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%的二溴海因、質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%的硬脂酸單甘酯、質(zhì)量分?jǐn)?shù)2.0% ～4.0%吐溫－80的水基乳液進(jìn)行保鮮處理，貯藏3個(gè)月后臍橙的腐爛率僅為11%，4個(gè)月后也只有20%的腐爛率。秦娟等［22］以相同成分，再加分散劑制備復(fù)合保鮮劑，用于蜜桔殺菌保鮮，防腐保鮮效果十分顯著，用質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.03%的二溴海因、質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.05%的溴氯海因的復(fù)合保鮮劑可達(dá)到較好的保鮮效果，貯藏50 d后蜜桔的好果率為95%左右，3個(gè)月后的好果率分別可達(dá)到85.2%和81.2%;貯藏的水果營養(yǎng)物質(zhì)損失少、果實(shí)飽滿。劉臘芹等［20］合成了二溴海因/二氧化硅復(fù)合粒子，其中，二溴海因和二氧化硅之間以物理作用方式結(jié)合，具有較高的比表面積，在水中的分散性更好，使得有效殺菌組分與菌體的接觸更加充分;當(dāng)二溴海因含量在有效劑量以上時(shí)，復(fù)合粒子對(duì)菌體的抑制率明顯高于單純二溴海因，復(fù)合粒子的緩釋效果不僅可以提高二溴海因的緩釋性，延長其殺菌時(shí)間，而且利用二氧化硅的親水性，使二溴海因能夠在水中自然潤濕下降而不浮在水面，使二溴海因在水體中分散更加均勻，最終提高了二溴海因的利用率和殺菌效果。

4 二溴海因在蠶業(yè)應(yīng)用上的研究

石瑞常等［23］以二溴海因加助燃劑制成方格蔟熏煙消毒劑，對(duì)病毒、細(xì)菌、真菌均有很好的消毒作用，用于方格蔟消毒的體積質(zhì)量規(guī)定為3 g/m3，完全可以達(dá)到消毒的目的。石瑞常等［24］用二溴海因還制成蠶用熏煙消毒劑魯煙1號(hào)，用于家蠶病原體的消毒效果很好，對(duì)感染家蠶的主要病毒、細(xì)菌、真菌病原均有很好的滅活效果，對(duì)家蠶核型多角體病毒和質(zhì)型多角體病毒，用2 g/m3魯煙1號(hào)熏煙30 min以上，對(duì)蘇云金芽孢桿菌用2 g/m3或1 g/m3魯煙1號(hào)分別熏煙1 h和2 h，對(duì)白僵菌和曲霉菌的分生孢子用1 g/m3魯煙1號(hào)熏煙30 min，均可達(dá)到100%殺滅病原茵的消毒效果，為蠶業(yè)新型消毒劑的研究和應(yīng)用提供了參考。

5 展望

傳統(tǒng)的含氯消毒劑二氯異氰尿酸鈉、三氯異氰尿酸，或以此類原料為主要成份的制劑，水溶性都較差，殺菌效果不太理想，并且有強(qiáng)烈的刺激性;而二溴海因具有殺菌譜廣、殺菌作用強(qiáng)、消毒后無殘留毒物、不產(chǎn)生刺激性氣味等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)和食品等行業(yè)，與傳統(tǒng)含氯消毒劑相比，有諸多優(yōu)點(diǎn)和良好的應(yīng)用前景;隨著研究的不斷深入和人們生活水平的不斷提高，二溴海因的應(yīng)用范圍和需求量將大大增加。

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