二氧化氯用于飲用水消毒的研究分析

來源：http://www.ssygc.com/ 作者：余氯檢測(cè)儀 時(shí)間：2019-08-12

　　摘要：水是人類生命存在的必要成份，人們的日常生活的方方面面離不開它。目前，我國(guó)的飲用水凈化消毒使用的最廣泛的殺菌消毒劑是二氧化氯。但是，隨著研究的不斷深入，研究人員發(fā)現(xiàn)用二氧化氯消毒的飲用水中殘留一些毒副產(chǎn)品，可能會(huì)危害人體健康。本文探討了二氧化氯用于飲用水消毒的研究，并在此基礎(chǔ)上提出了幾點(diǎn)應(yīng)該引起關(guān)注的問題。

　　關(guān)鍵詞：二氧化氯;飲用水;消毒

　　人類作為一個(gè)有機(jī)體對(duì)水的依賴性非常大，人每天都要喝水。俗話說病從口入，飲用水直接決定了一個(gè)人健康與否。用二氧化氯對(duì)飲用水進(jìn)行消毒，可以有效預(yù)防控制傳染性疾病的傳播。二氧化氯的物理特性為：常溫下為黃綠色氣體，溶解在水中變成黃綠色混合液，該混合液在陰暗的條件狀態(tài)穩(wěn)定。[1]從1908年二氧化氯用于飲用水消毒開始，它就一直是對(duì)飲用水進(jìn)行消毒的首選產(chǎn)品，并且在世界范圍內(nèi)廣泛使用。

　　一、二氧化氯對(duì)飲用水消毒原理

　　二氧化氯通常情況為黃綠色有刺激性氣味的氣體，在氣壓超過40千帕的環(huán)境下會(huì)從氣體變?yōu)橐兹苡谒囊后w。二氧化氯和水中的有機(jī)物發(fā)生的是氧化反應(yīng)，所以用二氧化氯對(duì)飲用水進(jìn)行消毒不會(huì)生成新的有機(jī)鹵化物。二氧化氯的滲透性較強(qiáng)，它的液體形態(tài)完全由分子組成，能夠非常容易的進(jìn)入細(xì)胞。二氧化氯實(shí)現(xiàn)消毒作用主要是通過進(jìn)入細(xì)菌的細(xì)胞內(nèi)，破壞它的遺傳基因鏈，進(jìn)而阻礙細(xì)菌進(jìn)行代謝活動(dòng)，最終殺死細(xì)菌細(xì)胞。它的殺菌功能極強(qiáng)，盡管目前細(xì)菌的變異情況嚴(yán)重，但是無論哪種細(xì)菌都不能避免被二氧化氯殺死的結(jié)局。研究表明，二氧化氯在凈化水質(zhì)方面比液氯有明顯的優(yōu)勢(shì)，隨著二氧化氯投入量的增大，它殺菌所用的時(shí)間也隨之降低，殺菌的效果也更加明顯。二氧化氯不僅能夠殺菌，還能降低水中氯化物、硫化物和金屬離子的含量，這在一定程度上提高了飲用水質(zhì)量。

　　二、二氧化氯毒性

　　人們一直以為用二氧化氯對(duì)飲用水進(jìn)行消毒是非常安全的。因?yàn)槎趸鹊南拘Ч纫郝葟?qiáng)，所以液氯逐漸被二氧化氯取代。二氧化氯在消毒過程中不會(huì)生成THMs等一系列的有害成分，更不會(huì)使水中的使其他發(fā)生變異。研究發(fā)現(xiàn)，將二氧化氯和液氯結(jié)合使用對(duì)飲用水進(jìn)行消毒，可以極大的降低消毒后毒副產(chǎn)物的數(shù)量。二氧化氯憑借其強(qiáng)大的氧化作用，能夠和消毒后水中含有的能夠組合變異成毒副產(chǎn)物的物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，可以將這些物質(zhì)的結(jié)構(gòu)改變或者直接消滅這類物質(zhì)，從而降低毒副產(chǎn)物生成的可能性。

　　近幾年，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，用二氧化氯將飲用水消毒也不是一個(gè)萬無一失的方法。因?yàn)槎趸劝l(fā)生還原反應(yīng)或者二氧化氯本省含有雜質(zhì)，在消毒結(jié)束后，水中會(huì)含有大量的含有氯酸鹽、亞氯酸鹽物質(zhì)和少量的其他一些有機(jī)物質(zhì)，這些物質(zhì)中少部分有一定的毒性。實(shí)驗(yàn)表明，水中的這些含有氯酸鹽、亞氯酸鹽的無機(jī)物有一定的毒性，能夠降低血液中谷胱甘肽的含量，進(jìn)而使紅細(xì)胞內(nèi)高鐵血紅蛋白增多，導(dǎo)致人體的甲狀腺功能受損，影響人體的正常發(fā)育。[2]

　　為了提高飲用水質(zhì)量，在用二氧化氯消毒時(shí)，應(yīng)該采取一定的措施將水中超標(biāo)產(chǎn)物的含量控制在不至于危害人體健康的范圍內(nèi)。許多國(guó)家已經(jīng)規(guī)定了飲用水中氯酸鹽、亞氯酸鹽物質(zhì)的含量標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國(guó)現(xiàn)有的法律法規(guī)也對(duì)飲用水安全標(biāo)準(zhǔn)作出了明確規(guī)定。

　　三、使用二氧化氯對(duì)飲用水消毒注意事項(xiàng)

　　1、消毒時(shí)選擇合適的水源。一般來說，二氧化氯對(duì)富里酸、腐殖酸等腐殖物質(zhì)質(zhì)含量高的原水的消毒能力強(qiáng)，消毒效果也更加明顯。[3]此外，藻類或者酚濃度較高的原水在用二氧化氯處理時(shí)，也能達(dá)到較好的凈化效果。

　　2、選擇合適二氧化氯生產(chǎn)方式。如果選對(duì)了二氧化氯的生產(chǎn)設(shè)備，就能生產(chǎn)出質(zhì)量上乘的二氧化氯，處理原水時(shí)就能在很大程度上降低副產(chǎn)物的產(chǎn)量，提高二氧化氯的利用率。因此，在生產(chǎn)二氧化氯時(shí)，應(yīng)該選用合適的生產(chǎn)設(shè)備和精湛的生產(chǎn)工藝。目前，使用最多的生產(chǎn)工藝包括：電解法、亞氯酸鹽氧化法和氯酸鹽還原法。

　　(1)使用電解法生產(chǎn)二氧化氯是使用最廣泛的生產(chǎn)方法。所謂電解法就是指將食鹽按照一定的配制比例放在水中，然后將食鹽水通電，將電解出的二氧化氯氣體收集保存在玻璃容器中。因?yàn)檫@種方法耗能小、操作簡(jiǎn)單、產(chǎn)量高、成本低，所以一直受到生產(chǎn)商的青睞。在實(shí)際的生產(chǎn)活動(dòng)中，選用合適的電極材料和離子隔膜，并且適當(dāng)改進(jìn)生產(chǎn)環(huán)境，能夠極大地提高二氧化氯產(chǎn)量。

　　(2)由于亞氯酸鹽價(jià)格較高，而且用亞氯酸鹽氧化法生產(chǎn)二氧化氯需要的原材料較多，工藝復(fù)雜，所以批量生產(chǎn)中幾乎不會(huì)選用這種方法。

　　(3)氯酸鹽還原法主要依靠各成分之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)提煉出二氧化氯。在生產(chǎn)中，氯酸鹽的利用率因使用的還原劑不同而不同。

　　3、降低水中毒副產(chǎn)物含量。我國(guó)對(duì)飲用水中氯酸鹽、亞氯酸鹽等物質(zhì)的含量設(shè)定了一定范圍，以保證飲用水安全健康。在凈水廠對(duì)原水進(jìn)行消毒時(shí)，沒有規(guī)定二氧化氯的使用量，因此常常會(huì)出現(xiàn)使用過量的情況，從而使氯酸鹽含量超標(biāo)。此時(shí)必須采用一定的方法，降低氯酸鹽濃度，使飲用水質(zhì)量恢復(fù)到安全保準(zhǔn)。

　　目前，去除氯酸鹽的方法主要有還原法和氧化法。

　　(1)氧化法是指將臭氧投入消毒后的水中，使它和氯酸鹽、亞氯酸鹽等物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，但是這一方法也產(chǎn)生副產(chǎn)品，所以一般不會(huì)采用。

　　(2)使用最廣泛的是亞鐵還原法，這一方法可以將亞氯酸鹽還原為氯離子，而亞鐵則被亞氯酸鹽氧化為Fe3+，F(xiàn)e3+可以在堿性物質(zhì)的作用下快速沉淀，從而能極大提高飲用水凈化速度和凈化質(zhì)量。使用亞鐵還原法不會(huì)產(chǎn)生有害副產(chǎn)物，可以說是目前效果最好的方法。因?yàn)閬嗚F比較容易獲得，價(jià)格低廉，所以該方法有良好的使用前景。

　　結(jié)束語

　　二氧化氯以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用在飲用水凈化行業(yè)。因?yàn)槎趸仍谒|(zhì)凈化方面具有造價(jià)低、效果好等優(yōu)勢(shì)，逐漸取代液氯的地位，成為最受歡迎的飲用水消毒劑。但是二氧化氯消毒也有不足之處。本文著重介紹了消除二氧化氯消毒產(chǎn)生的有毒副產(chǎn)物的方法，希望可以在實(shí)踐生產(chǎn)中提高飲用水的安全性。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]鐘格梅，唐振柱.二氧化氯消毒飲用水的研究進(jìn)展[J].環(huán)境與健康雜志，2010，08：742-744.

　　[2]何濤.二氧化氯飲水消毒技術(shù)安全性研究[D].中國(guó)疾病預(yù)防控制中心，2008.

　　[3]時(shí)旭亮.凈化水廠二氧化氯消毒本質(zhì)安全性的研究[D].中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，2010.

　　作者簡(jiǎn)介：劉嘉(1981-)，男，山東淄博人，學(xué)歷：大學(xué)，工作單位：淄博市引黃供水管理局，研究方向：水利工程。

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