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中國大陸:今後飲用水消毒液氯必將被二氧化氯所取代

  • 轉載單位:毒物及化學物質局 綜合規劃組
簡介: 二氧化氯是目前國際公認的一種高效,低毒,快速,廣譜的第四代新型滅菌消毒劑。是聯合國世界衛生組織確認的安全、高效、無毒新型強氧化殺菌消毒劑。二氧化氯遲早要全部替代傳統的液氯,美國環境保護署和食品藥物管理局批准,廣泛應用於食品保鮮、加工,飲用水的消毒、殺菌、除臭等,然而目前在中國大陸大量使用的氯氣和含氯的漂白粉消毒劑,在殺菌的同時,又帶來游離氯對各種有機物的氯化作用,產生氯酚、三氯甲烷、戴奧辛等致癌物,危害人類的健康。二氧化氯的優勢引起人們的足夠重視,新建水廠已開始直接選用二氧化氯發生器取代加氯機,一些存在氯消毒問題老水廠也在考慮用二氧化氯替代氯氣進行改造,今後飲用水消毒液氯必將被二氧化氯所取代。


關鍵字:飲用水消毒 二氧化氯


  今後飲用水消毒液氯必將被二氧化氯所取代
  作為第四代消毒劑的二氧化氯,高效、安全、無污染,已被世界衛生組織列為A1級消毒劑,在此之前,消毒劑經歷了
  第一代:甲醛,具有強烈刺激性氣味,很快被淘汰;
  第二代:戊二醛,消毒效果好,但使用劑量大,價格高,應用受限;
  第三代:液氧,產生三鹵甲烷等多種致癌副產品。
  而正是因為二氧化氯克服了以上三代消毒劑的缺點,同時憑著自身獨具的特點,日益成為國際市場上的主流產品。二氧化氯是目前國際公認的一種高效,低毒,快速,廣譜的第四代新型滅菌消毒劑。是聯合國世界衛生組織確認的安全、高效、無毒新型強氧化殺菌消毒劑。美國環境保護署和食品藥物管理局批准,廣泛應用於食品保鮮、加工、飲用水的消毒殺菌除臭等。二氧化氯在中國大陸遲早要全部替代傳統的液氯。


  理由之一:clo2消毒不產生氯酚、三氯甲烷及戴奧辛等致癌物質。
  在中國大陸大量使用的氯氣和含氯的漂白粉消毒劑,在殺菌的同時,又帶來游離氯對各種有機物的氯化作用,而產生氯酚、三氯甲烷、戴奧辛等致癌物,嚴重危害人類的健康。二氧化氯殺菌消毒,它是高效強氧化劑,其有效氯含量為氯氣2.63倍,就能對微生物細胞壁有較強的吸附和穿透能力,可有效地氧化微生物細胞內含巰基微生物的酶,還可以快速地抑制微生物蛋白質的合成來破壞微生物,濃度≤1.0PPmCLO2對高等動物細胞蛋白質變性基本無影響,在氧化過程中既不產生味道和刺激性也不產生氯酚、三氯甲烷及戴奧辛等致癌物質。


  理由之二:氧化能力和殺菌能力遠優液氯。
  二氧化氯(ClO2)是一種水溶性的強氧化劑,在常溫常壓下是黃綠色的氣體,但在更低的溫度下則呈液態,其分子量為67.45,沸點11°C,熔點-59°C,氣體ClO2密度為3.09(11°C),液體ClO2的密度為1.64,0℃的飽和蒸汽壓為500torr。二氧化氯在水中以二氧化氯單體存在,不聚合生成ClO2氣體,在20°C和4kpa壓力下,溶解度為2.9g/L在水中不與有機物結合,不生成三氯甲烷致癌物,因此被稱為不致癌的消毒劑ClO2結構中有一個帶有孤對電子的氯-氧雙鍵結構,極不穩定,光反應會產生氧自由基,具有強的氧化性。下表列出了二氧化氯與其他氧化類消毒劑的氧化能力,亦即殺菌能力的比較(用有效氯表示),氧化劑ClO2、H2O2、NaClO2、KMnO4、Cl2、NaClO氧化能力263%、209%、157%、111%、100%、93%,如果以氯氣的氧化能力為100%的話,二氧化氯的理論氧化能力是氯氣的2.6倍,次氯酸鈉的2.8倍,雙氧水的1.3倍。


理由之三:大大節省費用。
  一是無需獨立設置隔離加氯間,可選任何一個15-20m2房間做消毒間,可省去全部修建加氯間的土建費。二是設備費用大約可節省1/3(與加氯設備比較),採用clo2消毒設備不需要漏氯報警系統(如吸收塔、漏氯報警儀等)。三是中國大陸國內液氯的市場的平均價格每噸上漲1000元,由原來的2500元/噸上調到3500元/噸;而生產clo2的原料價格在不斷下調,目前氯酸鈉價格4000元/噸,亞氯酸鈉14500元/噸,鹽酸800元/噸;四是主要考慮用液氯的不安全性,從儲存、運輸、辦證、審批各個環節相當困難,而相比之下原料不存在儲存、運輸、辦證、審批的問題。


  理由之四:複合型CLO2發生器對水體消毒在運行成本和液氯相當。
  複合型CLO2發生器使用的原料:氯酸鈉(NaCLO3 晶體)市場價為4500元/噸;鹽酸溶液(HCL 31%)市場價為800元/噸,根據複合型二氧化氯發生器定額消耗量計算:
  NaCLO3 + 2HCL = CLO2 + 1/2CL2 + NaCL + H2O
  分子量106.5 73 67.5 35.5
  轉化率按85%計算,則生成1克CLO2和0.5克的氯需原料消耗量:
  NaCLO3(晶體):106.5÷67.5÷0.85=1.86克
  HCL(31%): 73÷67.5÷0.31÷0.85=4.10克
  生產1克CLO2和0.5克CL2需NaCLO3和31%的HCL成本費合計為:1.86×4200×10-6+4.10×800×10-6=0.0071+0.0033 = 0.013元(因二氧化氯和氯氣的氧化能力不同,二氧化氯中的氯以正四價態存在,所以二氧化氯的有效氯含量為263%,因此,生產1克CLO2和0.5克CL2實際相當產生的有效氯為3.13克,花費原料費0.013元,1克有效氯=0.013元÷3.13 = 0.0032元。


  結論:
  1.液氯消毒制水成本較低,每噸水成本為0.0036—0.0048元。
  2.若採用複合型二氧化氯發生器,按消毒1噸地下水投加有效氯量按1g計,需要運行成本費為0.01元÷3.13 = 0.0032元(考慮耗電的因素其運行成本在0.0032-0.0034元左右) 。高純型二氧化氯發生器運行成本約是複合型的4倍左右。複合型二氧化氯優勢較大。
  3.複合型二氧化氯產生一小部分氯氣,恰好給檢測和控制投加量帶來了方便,對生產成本和市民的健康提供保證。中國大陸國家對飲用水CLO2消毒新標準規定,消毒處理後的出廠水其餘氯值要滿足≥0.1PPm(mg/L)即可;也便於水體檢測監測部門的檢測。


  理由之五:水體消毒投加CLO2及其副產物對人體無危害。
  二氧化氯(ClO2)用於飲用水消毒處理時會產生的副產物,即亞氯酸根離子(ClO2-)和氯酸根離子(ClO3-)。
  哈爾濱工業大學病理研究室採用霍恩氏法和蓄積係數法對二氧化氯ClO2、亞氯酸鹽ClO2-和氯酸鹽ClO3-水溶液以及ClO2混合水溶液對小鼠急性毒性和蓄積毒性進行了測試,並通過對大鼠90天餵養試驗,研究了ClO2及其副產物ClO2-和ClO3-混合水溶液的亞慢性毒性,包括對大鼠體重增長、食物利用率、血液學指標、血清生化指標、肝(腎)/體重比值方差統計分析以及肝(腎)病理組織學顯微檢測。結果表明,276.5mg/L的ClO2水溶液,200mg/L的NaClO2和NaClO3水溶液以及總濃度為553mg/L ClO2混合水溶液均為實際無毒水溶液;276.5mg/L的ClO2、200mg/L的NaClO2和NaClO3水溶液也是無明顯蓄積性的水溶液;ClO2混合液對大鼠體重增長和食物利用率沒有產生顯著性影響(p>0.05);對大鼠血液學指標,如白細胞計數(WBC)、血紅蛋白(Hb)均未產生影響(p>0.05);對穀-丙轉氨酶(ALT)、總蛋白(TP)、白蛋白(ALB)和球蛋白(GLO)的檢測表明,其對照組和高劑量組雌雄相比無顯著性差異(p>0.05);各試驗組和對照組的大鼠肝體比(%)和腎體比(%)經方差分析,各組之間均無明顯差別(p>0.05);病理組織學檢查結果顯示,各試驗組和對照組其肝、腎組織均未見病變。

  二氧化氯是目前國際公認的一種高效,低毒,快速,廣譜的第四代新型滅菌消毒劑。是聯合國世界衛生組織確認的安全、高效、無毒新型強氧化殺菌消毒劑。二氧化氯遲早要全部替代傳統的液氯,美國環境保護署和食品藥物管理局批准,廣泛應用於食品保鮮、加工,飲用水的消毒、殺菌、除臭等,然而目前在中國大陸大量使用的氯氣和含氯的漂白粉消毒劑,在殺菌的同時,又帶來游離氯對各種有機物的氯化作用,產生氯酚、三氯甲烷、戴奧辛等致癌物,危害人類的健康。二氧化氯殺菌消毒,它是高效強氧化劑,其有效氯含量為氯氣2.63倍,就能對微生物細胞壁有較強的吸附和穿透能力,可有效地氧化微生物細胞內含巰基微生物的酶,還可以快速地抑制微生物蛋白質的合成來破壞微生物,濃度≤1.0PPmCLO2對高等動物細胞蛋白質變性基本無影響,在氧化過程中既不產生味道和刺激性也不產生氯酚、三氯甲烷及戴奧辛等致癌物質。目前,中國大陸建設部、衛生部、化工局已制定出新的標準,將二氧化氯推廣到各個行業及領域,逐步替代傳統消毒劑氯氣,二氧化氯的前景將越來越好。據悉,中國大陸市政工程華北設計研究院目前正在修編《室外給水設計規範》工作,將CLO2作為飲用水消毒列入規範之中,中國大陸國家建設部新出臺了新的《城鎮供水品質標準》中規定CLO2消毒標準:與水接觸30
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  • 資料發布日期:96-12-27
  • 資料檢視日期:108-01-03
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