二氧化氯的性质及杀菌消毒机理

Posted 2023-01-15 有机物

篇首语：那就是假话，所谓天才。勤奋的工作才是实在。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了二氧化氯的性质及杀菌消毒机理相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

一、二氧化氯的性质

        二氧化氯是由汉费莱‐戴维先生于1811年发现到的。1843年时米隆用盐酸将氯酸钾酸化获得了一种黄绿色气体，并将这一气体吸收在碱性溶液里获得了亚氯酸盐(以及氯酸盐)，而米隆没有将这种气体作为二氧化氯识别。1811年Garzaralli-Thumlackh鉴别出这种气体是二氧化氯和氯气的混合物。

       二氧化氯为黄红色气体，带有一种辛辣气味，在空气中的体积浓度超过10%时便有爆炸性，但在水溶液中则无危险性。比重为3.09克/升(11℃)，熔点-59.5℃，沸点9.9℃(压力为731mmHg时的沸点)。在20℃和30mmHg压力下，二氧化氯在水中的溶解度为2.9克/升。在水中能被光分解，与氨不起反应。对人体有刺激，当大气中二氧化氯含量为14mg/L时，就可使人觉察；45mg/L时，明显地刺激呼吸道。二氧化氯的挥发性较大，稍一曝气即从溶液中逸出。温度升高、曝光或与有机质相接触，会发生爆炸。因此，在实际应用中，二氧化氯须避光保存，一般情况下，现场制备，现场使用。

二、二氧化氯的作用

        1、二氧化氯杀灭病菌和病毒的作用

        二氧化氯是一种广谱型的消毒剂，它对水中的病原微生物，包括病毒、细菌芽孢、配水管网中的异养菌、硫酸盐还原菌及真菌等均有很高的杀灭作用。

        二氧化氯能在pH值很宽的范围内杀灭大肠杆菌，其杀灭效果与温度T有关，是温度（1/T）的函数，这一优点弥补了因温度升高而使二氧化氯在水中溶解度降低的缺点。二氧化氯在水中的扩散速度较氯快，所以在低浓度时较氯更为有效。二氧化氯对孢子的杀灭作用比氯强，对水中的放线菌、野生菌种、孢子体等均有较好的杀灭作用。

        2、二氧化氯的氧化作用

        2.1 二氧化氯对锰的氧化

        二氧化氯能够把二价锰氧化成四价锰，使之形成不溶于水的二氧化锰(MnO₂)，即：

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

       通过氧化，二氧化氯对锰的去除率为69%～81%，而氯对锰的去除率仅为25%，一般二氧化氯的投加量为5.0mg/L。

        2.2 二氧化氯对铁的氧化

      二氧化氯同样也能够把二价的铁氧化成三价的铁，形成氢氧化铁沉淀，即：

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

       通过氧化，二氧化氯对铁的去除率为78%～95%，而氯对铁的去除率仅为50%左右，一般二氧化氯的投加量为2.0mg/L。

        2.3 二氧化氯对硫化物的氧化

        二氧化氯在pH值5～9的区间内，很快将硫化物(S^2-)氧化成硫酸盐(SO₄^2-)，即：

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

        当二氧化氯的投加量为3.0mg/L时，硫的去除率为81%。

        2.4 二氧化氯对氰化物的氧化

        二氧化氯可以将氰化物氧化成二氧化碳和氮，即：

            2ClO₂+2CN^-=2CO₂+N₂+2Cl^-

        当氰化物的浓度为3.0mg/L，二氧化氯的投加量为5.0mg/L，其氰化物的去除率一般都大于85%。

        2.5 二氧化氯对苯酚的氧化

        二氧化氯对苯酚的氧化去除效果随着二氧化氯投加量的增加而提高(它对苯酚的去除率明显优于液氯)。当源水中苯酚浓度为2.0mg/L加5mg/L 二氧化氯时，苯酚的去除率一般大于85%。传统的氯消毒随着液氯投加量的增加，氯代酚的量随之增加，而投加二氧化氯时，则基本上不形成氯代酚。

        2.6 二氧化氯对有机物的氧化

        二氧化氯对有机物的的氧化降解，与氯所不同的最大特点是，它不会生成有机氯代物。二氧化氯可以控制三卤甲烷(THM)的形成，减少总有机卤的生成。众所周知，三卤甲烷的前驱物质通常有以下3类：一类是天然大分子有机物，如腐殖酸、灰黄霉酸等；另一类是小分子有机物，如酸类化合物、苯胺、苯醌、氨基酸等多种有机物；第三类是藻类及代谢产物。

       我们知道，黄腐酸是腐殖质的主要组成物质，腐殖质里黄腐酸(FA)的含量高达90%。通过研究和试验表明，二氧化氯与黄腐酸几乎不生成氯仿，而液氯与黄腐酸反应，则会生成大量氯仿。而且，氯仿的生成量随着液氯的投加量和水中腐殖质含量的增加而增加。

        3、二氧化氯的杀菌消毒机理

       二氧化氯是国际上公认的含氯消毒剂中唯一的高效消毒剂（灭菌剂），它可以杀灭一切微生物,包括细菌繁殖体、细菌芽孢、真菌、分枝杆菌和病毒等。其对微生物的杀灭机理为：二氧化氯对细胞壁有较强的吸附穿透能力，可有效地氧化细胞内含巯基的酶，还可以快速地抑制徽生物蛋白质的合成来破坏微生物。