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1、化学消毒剂用于饮用水消毒应用进展随着人们生活水平的提高,对饮用水水质的要求也越来越高,不仅要求无害且要求对人体健康有益。但与此相矛盾的是,现代工农业的迅速发展不仅使人工合成化学物质越来越多,也使通过各种途径进入水源水体的有机物质越来越多,导致饮用水水源的水质不断恶化。同时,随着现代微生物检测技术的发展,许多新的病原微生物诸如贾第虫和隐孢子虫等正逐渐在饮用水中被检出,水体中的大量微生物严重威胁着人类的健康和生命[1]。人类对饮用水的消毒是从化学法开始的,1820年人们将漂白粉应用于水消毒,之后,用于饮用水消毒的化学消毒剂在种类、使用方法等方面均有不断变化与发展。现就
2、近几年饮用水消毒用化学消毒剂的研究和应用作简单综述。��1液氯�1.1液氯性状氯分子式为Cl2,在常态下为黄绿色气体,经过压缩成液体后存储于钢瓶中,故又称为液氯。常压下氯的液化温度为-30.1℃,故当打开钢瓶阀门时,液氯立即气化成有强烈刺激性和窒息性的气体,空气中氯气浓度达到7.5mg/m3时可闻到氯味。氯气溶于水中很快水解成次氯酸:Cl2+H2O→HOCl+H++Cl-,次氯酸在水中可离解成次氯酸根:HOCl→H++16OCl-,其离解速度随pH值及温度升高而加快。�1.2消毒方法及效果液氯是传统的饮水消毒剂,1909年美国生产了商业液氯,1913年第一部实用的
3、加氯机进人市场,为使用液氯消毒饮用水提供了必要条件。液氯消毒主要通过氯气溶于水后生成的次氯酸作用,次氯酸是很小的中性分子,能够扩散到带负电的微生物表面并通过微生物的细胞壁穿透到内部,通过氧化作用使细胞中的磷酸丙糖去氢酶中的巯基被氧化而破坏,引起细菌死亡。液氯能有效杀灭各种微生物,如细菌繁殖体、细菌芽孢、真菌、病毒、隐孢子虫及贾第虫等。液氯消毒饮用水的加氯量一般为3～10mg/L,接触30min,用量应随余氯浓度0.3～4.0mg/L的要求而调整。近年国外的研究报告证实,3～5mg/L的自由氯不能完全抑制细菌生物膜在管网中的生长繁殖,要破坏生物膜一般需要1016mg
4、/L以上的自由氯。液氯消毒饮用水的效果与水温、pH值、接触时间、混合程度、污水浊度以及所含干扰物质有关。水的pH值与水温对液氯消毒效果有明显影响,酸性条件下氯水解生成的次氯酸浓度高,消毒效果就比碱性条件下强。高温条件下次氯酸易于透过细胞外膜,促进其在微生物细胞内的化学反应[3],故高温条件要比低温条件的消毒效果好。液氯能与水中的氨起反应增加耗氯量而使消毒效果下降,故当水中氨氮含量较高时可采用折点加氯法。此外,消毒效果还与氯存在的状态有关,游离氯的消毒效果比结合氯好,在室温下杀灭水中肠道病菌,当作用时间相同时,结合氯杀菌所需的用量要比游离氯多25倍,当用量相同时,结
5、合氯所需的杀菌时间为游离氯的100倍。�1.3使用安全性液氯及其水解物次氯酸会与水中天然的有机物(如腐植酸、富里酸、藻类)和无机物(如溴化物)发生取代、加成和氧化反应,生成约300余种副产物,其中主要有易挥发的三卤甲烷(包括氯仿、一溴二氯甲烷、二溴一氯甲烷、溴仿等)和难挥发的卤乙酸(包括一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸、二溴乙酸等)及卤乙腈,另外还生成三氯硝基甲烷、水合氯醛等无机副产物。卤乙酸是20世纪80年代中期被发现的,因其沸点高,不可吹脱,故致癌风险更大,如二氯乙酸和三氯乙酸的致癌风险分别是三卤甲烷的50倍和100倍。氯化消毒采用的方法不同,也可影响氯
6、化消毒副产物的产生,消毒剂使用量越高,残余消毒剂越多,形成的副产物就多;反应时间短,三卤甲烷的生成浓度就高;温度升高可使反应速度增快,有效氯浓度升高,副产物形成量也增加;pH值增高可使卤乙腈分解加速,三卤甲烷形成量就增加。16氯化消毒副产物虽然含量很低,但种类多,且这些物质多数是致癌或致突变物。目前减少氯化消毒副产物的途径有四:一是改善氯化消毒方法;二是设法降低水中形成卤代物的有机物前体,采取的措施有用高锰酸钾预处理、粒状活性炭过滤或用高锰酸钾与活性炭联用处理污染原水;三是采用非氯消毒剂如使用二氧化氯;四是采用颗粒活性炭吸附等方法去除氯消毒后形成的卤代物[1]。�
7、1.4应用前景随着人们健康意识的加强,液氯消毒产生副产物的现象将越来越引起人们的重视,故有逐渐被其他消毒方法所代替的趋势。但由于液氯消毒具有对微生物杀灭能力强且消毒作用持续性好,使用操作方便,余氯测定简单,消毒成本不高等因素,因此,液氯仍是目前较常用的一种饮用水消毒剂。��2次氯酸钠�2.1次氯酸钠性状次氯酸钠为无机氯化合物,分子式为NaOCl,将氯气通入氢氧化钠溶液中制得,电解食盐水也可得到次氯酸钠。纯次氯酸钠呈透明液体,次氯酸钠在水中能解离为次氯酸,NaOCl+H2O→NaOH+HOCl,工业制备的次氯酸钠含有效氯10%～12%,次氯酸钠发生器电解食盐产生的次
8、氯酸钠有效
