二氧化氯消毒在生活飲用水消毒中的應(yīng)用

陳利敏

河南省安陽鋼鐵集團(tuán)公司公共事業(yè)部防疫站，河南安陽455004

水是萬物之源，而飲用水作為人類賴以生存的物質(zhì)條件，在人們?nèi)粘Ｉ钪懈钦紦?jù)著至關(guān)重要的地位。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，人們的飲用水逐漸拜托傳統(tǒng)的高溫消毒手段，轉(zhuǎn)而開始飲用現(xiàn)成的瓶裝或桶裝的純凈水。這些純凈水的來源實(shí)際上絕大部分都是自來水經(jīng)過一定消毒處理后得來的，不同時(shí)代不同地域的消毒方式不盡相同，而且消毒處理的標(biāo)準(zhǔn)也不一樣，大多純凈水實(shí)際上都沒有達(dá)到指定的消毒標(biāo)準(zhǔn)。特別是某些礦區(qū)的居民，其飲用水來源單一，也很難保證水質(zhì)的清潔和安全，所以需要對飲用水進(jìn)行徹底的消毒處理，否則會(huì)直接威脅居民生命安全。中國自從自來水普及之后，長久以來都是使用傳統(tǒng)的固態(tài)消毒劑對水質(zhì)進(jìn)行最初的消毒之后再供給出去。但這種方法難以保證消毒劑的均勻投放，其消毒效果也不甚理想，所以存在許多未知的不安全因素。尤其是細(xì)菌繁殖高峰期，更是防不勝防。而近年來，二氧化氯（CLO2）作為一種安全有效的消毒劑逐漸得到廣泛使用，與其他消毒劑相比更是占有絕對優(yōu)勢，所以如今在飲用、醫(yī)療、殺菌等方面都能得到一定利用。

1 傳統(tǒng)含氯化消毒劑的缺陷

長期以來，人們都是使用含氯消毒劑對飲用水進(jìn)行消毒。這是因?yàn)楹认緞┚哂袣⒕Ч?、物美價(jià)廉、操作簡單等優(yōu)勢，所以在很長一段時(shí)間在全球消毒領(lǐng)域都受到廣泛關(guān)注。但是隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加快，在水源短缺的同時(shí)，許多地區(qū)有限的生活用水幾乎受到毀滅性的污染，這時(shí)傳統(tǒng)的氯化消毒劑漸漸難以適應(yīng)污染日益嚴(yán)重的水源。其缺點(diǎn)和不足表現(xiàn)為以下幾方面：首先，水中的微生物會(huì)在優(yōu)勝劣汰中逐漸適應(yīng)所生存的環(huán)境，包括長期含有含氯消毒劑的水，它們也會(huì)逐漸適應(yīng)。所以長期使用含氯消毒劑，對水的副作用也很明顯。其次，對腸道病毒的殺毒作用不明顯，因?yàn)槟c道病毒比腸道病菌的生存能力更強(qiáng)。再次，殺毒效果容易受外界因素影響。比如水質(zhì)的渾濁度、水溫、水深和水流速度等都能在一定程度上影響消毒效果。最后，含氯物質(zhì)可能會(huì)與水中的某些物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成更為有害的鹵化副產(chǎn)物。

2 二氧化氯在飲用水消毒中的運(yùn)用

早在70年代，許多西方國家就已經(jīng)開始將CLO2用于飲用水消毒。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們對生活飲用水的要求日益提高，CLO2也逐漸用于飲用水的消毒處理。并在此基礎(chǔ)上研發(fā)除了CLO2生發(fā)器，這又進(jìn)一步推動(dòng)了二氧化氯的普及。CLO2用于飲用水消毒主要有以下幾方面特點(diǎn)。

2.1 從氣味和味道上改善水質(zhì)

CLO2是一種氧化劑，它能快速有效分解水中的有機(jī)物和無機(jī)物，并且對有毒物質(zhì)進(jìn)行氧化，從而使飲用水的顏色趨于澄清，祛除或減輕異味，并能使飲用水的味道得到凈化?？偠灾?，CLO2能使水逐漸向無色、無味、無臭方向轉(zhuǎn)化。在沉淀、過濾等環(huán)節(jié)之后，這也是整個(gè)凈化消毒環(huán)節(jié)非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

2.2 殺菌消毒兩不誤

CLO2作為一種消毒劑，具有廣泛而強(qiáng)力的消毒作用。作為氧化物質(zhì)，它的氧化效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的氯制劑。而CLO2在與水中的細(xì)菌、有毒物質(zhì)以及微生物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，能夠?qū)ζ渲械陌被徇M(jìn)行分解破壞，減少營養(yǎng)物質(zhì)的產(chǎn)生，從根源上摧毀微生物的生存環(huán)境，從而達(dá)到殺死細(xì)菌的目的。此外，CLO2還能對飲用水消毒設(shè)備中的濾網(wǎng)等進(jìn)行消毒凈化，并且對依附于設(shè)備中的微生物和各種有毒物質(zhì)進(jìn)行氧化作用和消毒作用，從各個(gè)渠道抑制細(xì)菌的繁殖，從而實(shí)現(xiàn)全面的消毒殺菌效果。

3.3 適應(yīng)水的pH值變動(dòng)

受自然原因或人為因素的影響，水溫和水的pH值往往會(huì)發(fā)生一定變化，以往的氯化消毒劑往往難以適應(yīng)這些外界因素的變化，其消毒效果也會(huì)發(fā)生或多或少的減弱。傳統(tǒng)的氯化劑基本上都是利用氯化物遇水生成HCLO的原理達(dá)到殺菌效果，也就是通過HCLO穿透病毒的細(xì)胞壁完成對細(xì)菌內(nèi)部的全面殺滅。這種方法往往存在很多不確定因素，因?yàn)槠錃⒍拘Ч诤艽蟪潭壬弦蕾囉贖CLO的含量。然而在水的pH值發(fā)生變化的情況下，水里的HCLO含量也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，從而影響殺菌消毒的效果。而CLO2則能有效解決這一問題，因?yàn)镃LO2的性能相對穩(wěn)定，對外部環(huán)境的適應(yīng)性較強(qiáng)，它往往能適應(yīng)PH在6～10之間的變動(dòng)。所以從對pH的適應(yīng)程度來講，選擇CLO2無疑比選擇其他氯化消毒劑更有意義。

2.4 減少有毒物質(zhì)的生成

在使用傳統(tǒng)氯化消毒劑的過程中，極容易與水中的微生物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生鹵代烴之類的有害物質(zhì)。作為氯化消毒劑的附帶產(chǎn)物，這類有害化學(xué)物質(zhì)往往對人體具有致癌作用，這是各個(gè)供水單位在飲用水消毒過程中應(yīng)該關(guān)注的一個(gè)問題。根據(jù)筆者的實(shí)地調(diào)查，針對采用同一水源進(jìn)行消毒處理的兩個(gè)飲用水處理廠，調(diào)查發(fā)現(xiàn)，采用氯化消毒的飲用水比采用CLO2消毒的飲用水含有更多的鹵代烴化合物。而且在利用二氧化氯進(jìn)行消毒處理的水中發(fā)現(xiàn)，后期處理的水中的鹵代烴已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了徹底的消除。

相比于其他氯化消毒劑，CLO2具有較好的溶解和分解作用，能夠有效分解水中的藻毒素、霉毒素等。此外，它還能殺滅大腸病毒，且效果比其他氯化劑顯著。對水中蛋白物質(zhì)的氧化也是對微生物生存環(huán)境的一種威脅，這種殺毒效果是從里到外，也是全面徹底的。

2.5 CLO2及其副產(chǎn)品對人畜無害

據(jù)調(diào)查可知，許多含氯消毒劑消毒不徹底，殘留下來的物質(zhì)與水中微生物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生三氯甲烷等致癌物質(zhì)，直接危機(jī)人類生命安全。但是CLO2在整個(gè)消毒過程中，其強(qiáng)大的氧化作用和消毒效果，直接降低了有害附帶物的誕生和繁殖的可能性，也很少有余氯與水中微生物生成其他致癌物質(zhì)，其副產(chǎn)品對人畜無害。

3 使用CLO2消毒需要注意的問題

為了保證飲用水消毒工作的順利進(jìn)行，國家已經(jīng)出臺(tái)了《城鎮(zhèn)供水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》。在該《標(biāo)準(zhǔn)》中國家明確規(guī)定了飲用水消毒中CLO2的投放標(biāo)準(zhǔn)：與水混合半小時(shí)后水中的CLO2剩余量不低于0.1mg/L,管網(wǎng)末梢水不低于0.02mg/L。此外，國家對飲用水的安全標(biāo)準(zhǔn)也有嚴(yán)格限定，在對飲用水是否達(dá)標(biāo)的考察過程中，主要是以細(xì)菌含量、大腸菌群、余氯等因素作為評定標(biāo)準(zhǔn)。 鑒于CLO2能殺死多種多樣的細(xì)菌和病毒，所以在投放過程中，每次的投放量應(yīng)該以殺死某一種微生物的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，并且應(yīng)從最大程度上降低病菌細(xì)胞的成活率?？傊?，CLO2并不是投的越多越好，而是要參照一定標(biāo)準(zhǔn)來完成消毒。在實(shí)地考察中，余氯往往是最為關(guān)鍵的一項(xiàng)，因而常常會(huì)通過現(xiàn)場檢測進(jìn)行判定。

為了盡量保證生活飲用水的安全衛(wèi)生，建議國家和水廠進(jìn)行一下幾方面的努力：首先，根據(jù)水中的病毒種類，對CLO2在飲用水消毒中的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)定，確立水質(zhì)安全的具體評定標(biāo)準(zhǔn)。其次，對用于飲用水消毒的CLO2的劑量和質(zhì)量嚴(yán)加把關(guān)。不可將安全標(biāo)準(zhǔn)不達(dá)標(biāo)的CLO2投入使用，這也是為了減少消毒過程中氯化物和微生物互相作用形成的有害物質(zhì)。再次，根據(jù)不同地域的不同水質(zhì)，不同水源的不同微生物生存種類和數(shù)量，在CLO2消毒的基礎(chǔ)上研發(fā)出更多因地制宜的飲用水消毒技術(shù)和產(chǎn)品。最后，鑒于目前的水質(zhì)安全檢測操作不便，受時(shí)間、地域等限制較大，所以飲用水質(zhì)檢部門有必要建立快捷、方便、實(shí)用性較強(qiáng)的檢測機(jī)制和檢測設(shè)備，以提高水質(zhì)檢測效率。

4 結(jié)語

綜上所述，二氧化氯在生活飲用水的消毒處理中作用重大，不僅能從根本上改善水質(zhì)，而且還能在不危害人體健康的情況下有效殺死病毒和細(xì)菌。更為難得是，它能適應(yīng)水溫、水的PH等一些變化因素，減少氯和其他微生物起化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生有害物質(zhì)的可能性。所以將CLO2用于飲用水消毒所產(chǎn)生的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都是非?？捎^的。但在該技術(shù)運(yùn)用過程中，要注意將消毒劑控制在有效劑量范圍內(nèi)，國家和供水單位都要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，消毒劑不可錯(cuò)投濫投。隨著科技發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，生活飲用水將會(huì)面臨更多不可預(yù)知的污染和惡化，所以更多以CLO2為基礎(chǔ)的副產(chǎn)品都會(huì)被研發(fā)出來，更好地服務(wù)于生產(chǎn)和生活。

[1]羅曉鴻,王占生,張錫輝.飲用水消毒劑的比較與評價(jià)[J].給水排水,1994，20（10）:43-45.

[2]完顏華,安奎進(jìn),陳建東.二氧化氯的特性及在水處理中的應(yīng)用[J].鐵道勞動(dòng)安全衛(wèi)生與環(huán)保,1994，21（3）:219-221，238.

[3]尚華.二氧化氯消毒劑的特性及應(yīng)用前景[J].寧夏機(jī)械,2003（4）.

[4]劉晨暉.二氧化氯消毒劑在生活飲用水中的應(yīng)用前景[J].甘肅水利水電技術(shù),1996（1）.