文/圖 華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 陳昌福、武漢科研時(shí)代生物技術(shù)有限公司 周鑫軍

　　摘要：將定量的二氧化氯（ClO2）投放在不同體積的蒸餾水中，活化反應(yīng)不同時(shí)間后，從不同濃度的反應(yīng)容器中吸取定量的ClO2制劑溶液，添加在盛裝含有嗜水氣單胞菌（Aeromonas hydrophila）的滅菌養(yǎng)殖池水中，靜置40min后，以培養(yǎng)法檢測(cè)ClO2制劑溶液對(duì)滅菌養(yǎng)殖池水中A.hydrophila以及養(yǎng)殖池水中可培養(yǎng)細(xì)菌的殺滅效果。結(jié)果表明，ClO2制劑活化階段的濃度變化，可以導(dǎo)致溶液中溶氧量、pH和氧化還原電位的明顯變化，即ClO2制劑溶液中溶氧量隨著ClO2制劑濃度降低而逐漸降低，pH則隨著ClO2制劑溶液濃度降低而由酸性逐漸朝偏堿性變化，氧化還原電位呈現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì)。ClO2制劑活化階段濃度控制在50000~100000mg/L的范圍內(nèi)，并且將活化時(shí)間控制在15~20min，活化后的ClO2制劑溶液對(duì)滅菌養(yǎng)殖池水中A.hydrophila以及養(yǎng)殖池水中可培養(yǎng)細(xì)菌，顯示出比較強(qiáng)的殺菌效果。

　　關(guān)鍵詞：二氧化氯；制劑；活化時(shí)間；殺菌效果

　　中國水產(chǎn)頻道獨(dú)家報(bào)道，1811年由英國化學(xué)家漢弗萊.戴維（Humphry Davy）在實(shí)驗(yàn)室采用硫酸將氯酸鉀酸化的方式，成功地制備出了一種特殊氣體，并且將這種黃綠色的氣體稱為“憂氯”。直到1881年，卡扎羅利.舍恩拉科（Cazaroli.Schenlako）才鑒別出這種氣體是二氧化氯（ClO2）和氯氣（Cl2）的混合物。

　　1940年，泰勒（Taylor）等報(bào)道了一種具有強(qiáng)烈漂白性質(zhì)的新型化學(xué)商品，即亞氯酸鈉（NaClO2）。泰勒等研究者還相繼探討了NaClO2進(jìn)行酸化或者同Cl2反應(yīng)的過程，從NaClO2中釋放出ClO2的化學(xué)反應(yīng)與特性等。

　　因?yàn)镹aClO2具有容易產(chǎn)生能用于水處理的ClO2，因此，采用NaClO2生發(fā)ClO2進(jìn)行飲用水處理的技術(shù)，已經(jīng)被應(yīng)用70多年了。早在1944年，紐約州尼亞加拉瀑布城成為首先開始采用NaClO2生發(fā)ClO2控制飲用水臭味的城市。迄今為止，在歐洲和北美的市政當(dāng)局，已經(jīng)廣泛地采用了NaClO2生發(fā)ClO2進(jìn)行飲用水后消毒處理的技術(shù)。

　　幾十年來，隨著人們對(duì)ClO2的理化特性研究的逐步深入，對(duì)ClO2的認(rèn)識(shí)也在不斷地深化�，F(xiàn)在，國內(nèi)、外眾多的研究者對(duì)ClO2研究仍持有濃厚的興趣。因此，迄今為止對(duì)ClO2的研究依然是世界各國各方面的科學(xué)技術(shù)人員所關(guān)注的熱點(diǎn)課題，尤其是ClO2的應(yīng)用研究獲得了在越來越廣泛領(lǐng)域中的快速進(jìn)展。

　　自從ClO2問世以來，已經(jīng)被世界許多國家作為優(yōu)異消毒劑而廣泛地用于人類飲用水、醫(yī)療衛(wèi)生防疫、食品加工業(yè)、油井解堵和畜、禽活動(dòng)場所等的消毒。正是由于ClO2具有其他消毒劑難以比擬的諸多優(yōu)點(diǎn)和消毒效率，早在20世紀(jì)80年代，ClO2就被世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）確定為迄今為止唯一的A1級(jí)消毒劑。

　　ClO2制劑作為在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中的消毒劑，在我國也已經(jīng)有了比較長的歷史�，F(xiàn)在，在我國水產(chǎn)養(yǎng)殖中使用的比較多的是各ClO2種類型的ClO2粉劑或者顆粒制劑。這些ClO2制劑在使用之前均需要用少量水將“活化”，待其完成這個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程，充分生成ClO2后再將其潑灑在養(yǎng)殖水體中進(jìn)行消毒殺菌。本試驗(yàn)通過對(duì)滅菌后養(yǎng)殖水體中魚類致病菌的殺菌效果，探討了ClO2制劑在“活化”過程中采用的濃度與時(shí)間，對(duì)ClO2制劑溶液殺菌效果的影響，籍以確定ClO2制劑在“活化”時(shí)應(yīng)該采用的最佳濃度與時(shí)間�，F(xiàn)將試驗(yàn)結(jié)果報(bào)告如下。

　　本次試驗(yàn)中所采用的ClO2制劑，為河南省新鄉(xiāng)市康大消毒劑有限公生產(chǎn)的ClO2粉劑。批號(hào)為200815，含量為8.0%。

　　用于完成殺菌試驗(yàn)的養(yǎng)殖池水，取自武漢市新洲區(qū)汪集鎮(zhèn)魚苗孵化場同一個(gè)養(yǎng)殖池塘的池水。將取回的養(yǎng)殖池水經(jīng)過浮物生物網(wǎng)過濾后，在每個(gè)容量為250.0mL玻璃三角瓶中加入100.0mL養(yǎng)殖池水，經(jīng)高壓滅菌處理后，備用（圖1）。

圖1，盛裝在玻璃三角瓶中經(jīng)過高壓滅菌的養(yǎng)殖池水

　　將引起淡水魚類細(xì)菌性敗血癥的病原菌嗜水氣單胞菌（Aeromonas hydrophila），采用腦心浸液瓊脂（BHIA，Difco）培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)。方法是將保存菌株接種在盛有培養(yǎng)基的平皿中，置于25℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h后，采用滅菌生理鹽水分別洗下培養(yǎng)皿中的A.hydrophila菌落，用滅菌生理鹽水將其調(diào)節(jié)成菌液濃度為107cfu/mL的活菌液，置于4℃冰箱中保存，備用。

　　1.4 ClO2制劑的活化濃度與時(shí)間

　　將河南省新鄉(xiāng)市康大消毒劑有限公生產(chǎn)的ClO2粉劑，準(zhǔn)確稱取1.0g分別投放與盛有10.0mL、20.0mL、40.0mL、60.0mL、80.0mL和100.0mL蒸餾水的玻璃燒杯中，待其活化1.0min、5.0min、10.0min、15.0min、20.0min、25.0min、30.0min、35.0min和40.0min后，分別從各種濃度的ClO2制劑溶液中，準(zhǔn)確吸取定量溶液做以下殺菌試驗(yàn)（圖2）。

圖2，按照不同濃度與時(shí)間在玻璃燒杯中進(jìn)行二氧化氯制劑的活化狀態(tài)

　　待不同劑量的ClO2粉劑按照設(shè)定的劑量在蒸餾水中溶解完畢后，采用由臺(tái)灣衡欣科技股份有限公司生產(chǎn)的掌上型溶氧計(jì)、筆型氧化還原計(jì)和上海力辰邦西儀器科技有限公司生產(chǎn)的酸度計(jì)，分別對(duì)ClO2溶液中的溶氧量、pH和氧化還原電位進(jìn)行測(cè)定（圖3）。

圖3，對(duì)ClO2溶液中溶氧量、pH和氧化還原電位進(jìn)行測(cè)定的狀況

　　在無菌條件下，向每個(gè)盛有100.0mL滅菌養(yǎng)殖池水的玻璃三角燒瓶中，加入0.5mL濃度為107cfu/mL的A.hydrophila活菌液，輕輕搖動(dòng)玻璃三角瓶使活菌液均勻分布，將盛有活菌液的玻璃三角瓶繼續(xù)靜置15min后，按照0.30mg/L、0.60mg/L和0.90mg/L的濃度，向不同的玻璃三角瓶中添加按照不同活化濃度與時(shí)間制備的ClO2制劑溶液。

　　將添加完ClO2制劑溶液后的玻璃三角瓶再繼續(xù)靜置40.0min后，從每一個(gè)玻璃三角瓶中取50.0μL水樣，均勻涂布在盛有BHIA培養(yǎng)基的平皿中（圖4），將涂布好的培養(yǎng)皿置于在28℃恒溫培養(yǎng)箱中，連續(xù)培養(yǎng)48h。

　　根據(jù)培養(yǎng)皿中長出的菌落數(shù)量，判斷按照不同活化濃度與時(shí)間制備的ClO2制劑溶液的殺菌效果，并且根據(jù)殺菌效果推定ClO2粉劑的最佳活化濃度與時(shí)間。

圖4，采用細(xì)菌培養(yǎng)法檢測(cè)ClO2制劑溶液的殺菌效果

　　將相同劑量的ClO2制劑投放在不同容量的蒸餾水中溶解完畢后，檢測(cè)ClO2制劑溶液中的溶氧量、pH和氧化還原電位的結(jié)果見表1。由表1所示結(jié)果可以看出，除ClO2制劑溶液濃度達(dá)到200000.0mg/L時(shí)，溶液中的溶氧量的濃度難以測(cè)定外，隨著ClO2制劑溶液的濃度降低，溶液中溶氧量的濃度逐漸降低，pH則由酸性逐漸朝偏堿性變化，氧化還原電位呈現(xiàn)出了逐漸降低的趨勢(shì)。

表1，不同濃度二氧化氯（ClO2）制劑溶液中的溶氧量、pH和氧化還原電位變化

　　將ClO2制劑稀釋成不同濃度并活化不同的時(shí)間后，用培養(yǎng)法檢測(cè)不同濃度的ClO2制劑溶液對(duì)A.hydrophila殺滅效果見圖5。由圖5可以看出，在本試驗(yàn)中設(shè)定的ClO2制劑濃度范圍內(nèi)，ClO2制劑活化階段的時(shí)間控制在1.0~20min的范圍內(nèi)，活化階段的濃度控制在100000~20000mg/L的范圍內(nèi)，將活化后的ClO2制劑溶液用量控制在0.3mg/L以上時(shí)，對(duì)A.hydrophila殺滅顯示了最好的效果。

圖5，不同濃度ClO2制劑溶液經(jīng)過不同時(shí)間活化后的殺菌效果

　　將ClO2制劑稀釋成不同濃度并活化不同的時(shí)間后，用培養(yǎng)法檢測(cè)不同濃度的ClO2制劑溶液對(duì)養(yǎng)殖水體中可培養(yǎng)細(xì)菌殺滅效果見圖6。由圖6可以看出，在本試驗(yàn)中設(shè)定的ClO2制劑濃度范圍內(nèi)，ClO2制劑活化階段的時(shí)間控制在15~20min的范圍內(nèi)，活化階段的濃度控制在100000mg/L的范圍內(nèi)，將活化后的ClO2制劑溶液用量控制在0.3mg/L以上時(shí)，對(duì)養(yǎng)殖水體中可培養(yǎng)菌顯示出了最好的殺菌效果。

圖6， ClO2制劑活化的時(shí)間與濃度對(duì)養(yǎng)殖池水中可培養(yǎng)細(xì)菌的殺菌效果

　　由于ClO2制劑具有很強(qiáng)的反應(yīng)活性和氧化能力，作為水處理的消毒劑可表現(xiàn)出優(yōu)良的消毒效果和氧化作用。已經(jīng)有大量研究結(jié)果證實(shí)，ClO2在飲用水消毒中幾乎不形成CHCl3等有機(jī)鹵代物，且具有殺滅細(xì)菌、病毒、隱孢子蟲、賈第蟲、藻類和浮游動(dòng)物等的效果優(yōu)于液氯等氯制劑。ClO2與水體中的無機(jī)物和有機(jī)物，尤其是與有機(jī)物的反應(yīng)表現(xiàn)以氧化作用為主；而液氯則以氯取代為主，Cl2與水體中的前驅(qū)物質(zhì)作用形成了顯著數(shù)量的CHCl3等有機(jī)鹵代物。

　　有研究者按照中華人民共和國衛(wèi)生部2002年版的《消毒技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定的消毒劑活性檢測(cè)方法，選用金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、大腸桿菌（Escherichia coli）和枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）等菌種，對(duì)ClO2消毒劑殺菌效力的進(jìn)行判定，試驗(yàn)鑒定結(jié)果表明，對(duì)這些細(xì)菌的殺滅效果隨著ClO2消毒劑的投量增加而增加，而且其消毒效果始終優(yōu)于Cl2。ClO2對(duì)于水生致病菌和非致病菌，均具有非常好的殺菌效果。有試驗(yàn)結(jié)果證明，對(duì)水體中存在的E.coli、S.aureus、B.subtilis、藤黃八疊球菌（Sarcina lutea）、綠膿桿菌（Pseudomonas aeruginosa）、舒氏痢疾桿菌（Shigella schmitzti）、沙門氏菌屬（Salmonella）和志賀氏菌（Shigella）等致病菌菌具有良好的殺菌效果；同時(shí)，對(duì)水體中的無色桿菌屬（Achromobacter）、假單胞桿菌屬（Pseudomonas）、微桿菌屬（Microbacterium）、鏈霉菌屬（Streptomyces）、梭狀芽孢桿菌屬（Clostridium）、短桿菌屬（Brevibacterium）芽孢桿菌屬（Bacillus）、八疊球菌屬（Methanosarcina）葡萄球菌屬（Staphylococcus）和微球菌屬（Micrococcaceae）等大量的非致病菌（屬），也具有優(yōu)于Cl2的良好殺菌效果。

　　根據(jù)陳超然等的試驗(yàn)結(jié)果，ClO2對(duì)淡水養(yǎng)殖魚類的幾種常見致病菌，即柱狀黃桿菌（Flavobacterium cloumnare）、嗜水氣單胞菌（Aeromonas hydrophila）、遲緩愛德華氏菌（Edwardsilla tarda）和鰻弧菌（Vibrio anguillarum）的殺滅效力，較漂白粉、三氯異氰脲酸等氯制劑高3~5倍。

　　ClO2對(duì)水體中存在的隱孢子蟲（Cryptosporidiumn spp.）和藍(lán)氏賈第鞭毛蟲（Giardia lamblia）具有良好的殺滅效果。有研究結(jié)果證實(shí)，當(dāng)ClO2投量達(dá)到3.0mg/L時(shí)，反應(yīng)30min，即可100.0%殺死低濃度隱孢子蟲卵囊和藍(lán)氏賈第鞭毛蟲。

　　各種藻類對(duì)水體環(huán)境造成的污染問題，已經(jīng)引起人們的強(qiáng)烈關(guān)注。這是因?yàn)樵孱惒粌H產(chǎn)生可以影響動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)的毒素，危害動(dòng)物和人類的健康，而且產(chǎn)生的藻類產(chǎn)物還可以作為CHCl3的前驅(qū)物質(zhì)。因此，殺滅水體中的有害藻類是必要的。有研究結(jié)果證實(shí)，ClO2作為殺藻劑是有效的，尤其是對(duì)水體中的藍(lán)藻的殺滅效果優(yōu)于Cl2。ClO2對(duì)于水體中的微囊藻毒素（MC-LR、MC-YR和MC_RR）也具有良好的去除效果。

　　美國化學(xué)品制造協(xié)會(huì)（chemical manufacturers association）的ClO2專家小組，就NaClO2對(duì)大鼠兩代發(fā)育與繁殖影響的研究結(jié)果表明，未發(fā)現(xiàn)NaClO2對(duì)大鼠的發(fā)育與繁殖有任何不利的影響。獲得的結(jié)論是在常用的水體消毒濃度范圍內(nèi)，ClO2、ClO^-₂和ClO^-₃不會(huì)對(duì)人體造成不良影響。黃君禮等采用霍恩氏法和蓄積系數(shù)法對(duì)含有ClO2、ClO^-₂和ClO^-₃的水溶液以及這些物質(zhì)的混合水溶液，完成了對(duì)小鼠的急性毒性和蓄積毒性的測(cè)試，并且通過對(duì)大鼠90d的喂養(yǎng)試驗(yàn)，研究了ClO2及其副產(chǎn)物ClO^-₂和ClO^-₃混合水溶液對(duì)試驗(yàn)大鼠的亞急性毒性，包括對(duì)大鼠的體重增長，食物利用效率、血液學(xué)指標(biāo)、血清生長指標(biāo)、肝（腎）/體重比值方差統(tǒng)計(jì)分析，以及肝（腎）病理組織學(xué)顯微檢測(cè)。結(jié)果表明，ClO2的濃度為276.5mg/L的水溶液，NaClO2和NaClO3濃度為200.0mg/L的水溶液，以及總濃度為553.0mg/L的ClO2的混合水溶液，均為實(shí)際無毒水溶液；276.5mg/L的ClO2、200.0mg/L的NaClO2和NaClO3水溶液，也是無明顯蓄積性毒性的水溶液；混合水溶液對(duì)大鼠體重增長和食物利用效率沒有產(chǎn)生顯著性影響（p>0.05）；對(duì)大鼠的血液學(xué)指標(biāo)均未產(chǎn)生顯著影響（p>0.05）；對(duì)供試大鼠的谷-丙轉(zhuǎn)氨酶、總蛋白、白蛋白和球蛋白的檢測(cè)結(jié)果表明，其對(duì)照組和高劑量雌、雄大鼠相比，無顯著性差異（p>0.05）；各試驗(yàn)組和對(duì)照組大鼠肝體比（%）和腎體比（%）經(jīng)方差分析，各組之間無顯著差異（p>0.05）；組織病理學(xué)檢查結(jié)果顯示，各試驗(yàn)與對(duì)照組大鼠的肝、腎組織均未出現(xiàn)病變�？梢姡�ClO2對(duì)高等脊椎動(dòng)物的毒性是非常低的。

　　我國廣大水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)者需要注意的是，與在陸地上使用消毒劑不同，在水產(chǎn)養(yǎng)殖中使用的消毒劑，如果選擇的種類不當(dāng)，因?yàn)樗�產(chǎn)養(yǎng)殖用消毒劑大多是直接投放在水體中的，一旦出現(xiàn)污染或者殘留問題，對(duì)環(huán)境的危害就可能更加嚴(yán)重。適宜在水產(chǎn)養(yǎng)殖中使用的消毒劑最好能具備如下幾個(gè)特點(diǎn)：首先，消毒后無殘留，即消毒過程中沒有有害物質(zhì)生成；其次，用量少，可以減輕消毒劑使用者的勞動(dòng)強(qiáng)度；其三，殺菌效果好，對(duì)微生物具有良好的殺滅效果；其四，毒性小，對(duì)操作者安全而沒有毒害作用，等等。在眾多的消毒劑中，似乎只有二氧化氯（ClO2）能具備上述所有的特點(diǎn)。

　　早在2012年4月17日，我國在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在1759號(hào)公告中公布第三批地標(biāo)升國標(biāo)《獸藥試行標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)正標(biāo)準(zhǔn)目錄（3）》，因?yàn)楫?dāng)時(shí)市場上的ClO2制劑存在“不同企業(yè)該類產(chǎn)品的處方和劑型、活化所需酸的比例、反應(yīng)時(shí)間等均不一致，試行質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中一步碘量法無法控制產(chǎn)品中二氧化氯的含量”的問題，ClO2被從水產(chǎn)用“國標(biāo)漁藥”的清單中移出了。

　　但是，由于ClO2作為水體消毒劑，具有其他任何消毒劑都難以比擬的優(yōu)良特點(diǎn)，迄今為止，因?yàn)?span style="color: rgb(106, 94, 59); font-family: -apple-system-font, BlinkMacSystemFont, " helvetica="" neue",="" "pingfang="" sc",="" "hiragino="" sans="" gb",="" "microsoft="" yahei="" ui",="" yahei",="" arial,="" sans-serif;="" font-size:="" 15px;="" letter-spacing:="" 1px;="" text-align:="" justify;="" background-color:="" rgb(255,="" 255,="" 255);"="">ClO2制劑作為水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中優(yōu)良的消毒劑的理由是非常充分的，依然是水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)這比較信賴的消毒劑產(chǎn)品。盡快地建立能保證ClO2“質(zhì)量可控、安全有效”的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，讓這種優(yōu)良產(chǎn)品名正言順地出現(xiàn)在我國的漁藥市場上，應(yīng)該是我國漁藥制售企業(yè)和相關(guān)科技工作者的面臨的一項(xiàng)很有現(xiàn)實(shí)意義的任務(wù)。