气体二氧化氯应用技术的研究进展与趋势
1811年,英国科学家H1amphrey Davy发现了二氧化氯(CIO
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)。自发现至今,研究者们针对二氧化氯的研究从未中断过,包括物理、化学性质,毒理特性,吸收光谱,以及多种领域的应用技术等。二氧化氯是一种强氧化剂,当发生典型的单电子转移生成亚氯酸根(CIO
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)时,其氧化还原电位为0.95V。当1 mol的CIO
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,被还原为氯离子(Cl
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)时,发生5 mol电子转移,因此其有效氯含量为263%(52.6%×5),氧化能力是CI
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的2.63倍。利用其强氧化性,二氧化氯常被用作消毒剂,是一种公认的高效、广谱消毒剂,几乎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。
二氧化氯可溶于水,且在水溶液中基本保持不离解的形式,能有效破坏水体中的微量有机污染物,如苯并芘、葸醌、氯仿、四氯化碳、酚、氯酚、氰化物等,氧化有机物时不发生氯代反应,不生成有致癌作用的三卤甲烷(THMs)。因此,长期以来二氧化氯以溶液态被用作消毒剂,尤其在饮用水处理中得到广泛应用。二氧化氯的沸点为9.9~1l℃,其气体颜色与浓度有关,常温下为黄绿色至橘红色,具有良好的扩散和穿透特性。利用二氧化氯的气态和消毒特性,国外于1999年开始研究气体二氧化氯的消毒技术,取得了许多效果理想的研究结果,使气体二氧化氯消毒技术获得了快速发展。国内于2006年开始出现相关研究报告,先后用于水果、蔬菜的消毒,空间、物体表面消毒及去除甲醛污染等,紧随国外技术发展脚步,但在相关领域仍存在一些问题和缺失。本文综述国内外气体二氧化氯应用技术的研究进展,并提出该研究领域中存在的问题,以期客观、奎面地介绍该技术的发展现状,为推进国内气体二氧化氯应用技术的研究和应用提供借鉴。
1 气体二氧化氯空间及物体表面消毒
气体消毒剂具有良好的扩散性和穿透性,在空间及物体表面消毒中具有较强的优势。由于空间内物体表面的复杂性,使传统的喷雾、擦拭等消毒方法不再满足全面消毒的需求,如不易实现半封闭物体内部、设备底部等表面的消毒。常用的甲醛熏蒸消毒存在耗时、费力的问题,且甲醛于2004年被世界卫生组织明确列为致癌物质,在许多欧美等发达国家被禁止使用,促使气体二氧化氯登上历史舞台。
尤其是在2001年,美国炭疽邮件事件中,美国环境保护署(USEPA)评价了气体二氧化氯对疑似炭疽污染的参议院办公大楼、华盛顿布伦特伍德邮局分拣中心等整栋建筑的消毒效果。使气体二氧化氯空间消毒技术获得广泛关注及认可。2006年,美国ClorDiSys公司的商品化气体二氧化氯消毒机获得USEPA的注册批准,使气体二氧化氯消毒机走上了商业化推广道路。2007年,美国国家卫生基金会(NSF)修订NSF/ANSI 49标准,指定气体二氧化氯可替代甲醛用于生物安全柜的灭菌一。2008年,wood等在美国国防部的支持下,研制了一种大型车载式气体二氧化氯消毒系统,其目标为可以对9912m。的整栋建筑进行消毒,为美国应对类似炭疽邮件事件的大型建筑整体消毒提供了技术储备。
2015年,西非埃博拉疫情期间,美国学者探讨了气体二氧化氯消毒埃博病毒的可行性。Doona等将美国Natick士兵中心研制的便携式气体二氧化氯灭菌器应用于埃博拉污染的医疗器械的灭菌,Lwoe等研究表明,气体二氧化氯对含血液污垢的物体表面消毒无效,如使用气体二氧化氯消毒,须对表面,2003-2016年围内外研奔机构评价了气体二氧化氯对不同空间及物体表面的消毒效果,部分主要研究结果如表1所列,表明气体二氧化氯能够实现生物安全实验室及其内部设备、医院、普通实验室、救护车、图书馆、餐厅等对象的彻底、快速消毒。
表1气体二氧化氯对空间及物体表面消毒的研究结果
由表1的研究结果可知,当气体二氧化氯用于高水平消毒或灭菌时,需要较高的浓度和较长的消毒时间,而在应对图书馆等普通室内环境消毒时,可使用低于8 h加权浓度值(0.28mg/m
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)的浓度长时间暴露,达到消除常见室内细菌的目的。在杀灭细菌芽孢时,需要较高的相对湿度,一般应不小....
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