二氧化氯

紅黃色有強烈刺激性臭味氣體：11℃時液化成紅棕色液體，-59℃時凝固成橙紅色晶體。有類似氯氣和硝酸的特殊刺激臭味。液體為紅褐色，固體為橙紅色。沸點11℃。相對蒸氣密度2.3g/L。遇熱水則分解成次氯酸、氯氣、氧氣，受光也易分解，其溶液於冷暗處相對穩定。二氧化氯能與許多化學物質發生爆炸性反應。對熱、震動、撞擊和摩擦相當敏感，極易分解發生爆炸。受熱和受光照或遇有機物等能促進氧化作用的物質時，能促進分解並易引起爆炸。若用空氣、二氧化碳、氮氣等惰性氣體稀釋時，爆炸性則降低。屬強氧化劑，其有效氯是氯的2.6倍。與很多物質都能發生劇烈反應。腐蝕性很強。

可溶性：極易溶於水而不與水反應，幾乎不發生水解（水溶液中的亞氯酸和氯酸只佔溶質的2%）；在水中的溶解度是氯的5～8倍。溶於鹼溶液而生成亞氯酸鹽和氯酸鹽。

水中溶解度：20℃時0.8g/100ml、8300mg/L

化學鍵：Cl原子以sp雜化軌道形成σ鍵，分子為V形分子。氯原子中的一個電子垂直於O-Cl-O平面，並與O,O的4個電子形成 3原子 5電子 大π鍵(離域π鍵)。

氧化作用：

1.對錳的氧化

二氧化氯能夠把二價錳氧化成四價錳，使之形成不溶於水的二氧化錳(MnO2)，即：

2ClO2+5Mn+6H2O=5MnO2+12H+2Cl通過氧化，二氧化氯對錳的去除率為69%～81%，而氯對錳的去除率僅為25%，一般二氧化氯的投加量為5.0mg/L。

2.對鐵的氧化

二氧化氯同樣也能夠把二價的鐵氧化成三價的鐵，形成氫氧化鐵沉澱，即：

ClO2+5Fe(HCO3)2+13H2O=5Fe(OH)3+10CO3+Cl+21H 通過氧化，二氧化氯對鐵的去除率為78%～95%，而氯對鐵的去除率僅為50%左右，一般二氧化氯的投加量為2.0mg/L。

3.對硫化物的氧化

二氧化氯在pH值5～9的區間內，很快將硫化物(S)氧化成硫酸鹽(SO4)，即：

8ClO2+5S+4H2O=5SO4+8Cl+8H 當二氧化氯的投加量為3.0mg/L時，硫的去除率為81%。

4.對氰化物的氧化

二氧化氯可以將氰化物氧化成二氧化碳和氮，即：

2ClO2+2CN=2CO2+N2+2Cl 當氰化物的濃度為3.0mg/L，二氧化氯的投加量為5.0mg/L，其氰化物的去除率一般都大於85%。

優點

● ● 廣譜性：能殺死病毒、細菌、原生生物、藻類、真菌和各種孢子及孢子形成的菌體

● ● 高效：0.1ppm下即可殺滅所有細菌繁殖體和許多致病菌，50ppm可完全殺滅細菌繁殖體、肝炎病毒、噬菌體和細菌芽孢

● ● 受溫度和氨影響小：在低溫和較高溫度下殺菌效力基本一致

● ● pH適用範圍廣：能在pH2～10範圍內保持很高的殺菌效率

● ● 安全無殘留：不與有機物發生氯代反應，不產生三致物質和其它有毒物質

● ● 對人體無刺激等優點：低於500ppm時，其影響可以忽略，100ppm以下對人沒任何影響。

安全性

國外大量的實驗研究顯示，二氧化氯是安全、無毒的消毒劑，無“三致”效應（致癌、致畸、致突變），同時在消毒過程中也不與有機物發生氯代反應生成可產生“三致作用”的有機氯化物或其它有毒類物質。但由於二氧化氯具有極強的氧化能力，應避免在高濃度時（>500ppm）使用。當使用濃度低於500ppm時，其對人體的影響可以忽略，100ppm以下時不會對人體產生任何的影響，包括生理生化方面的影響。對皮膚亦無任何的致敏作用。事實上，二氧化氯的常規使用濃度要遠遠低於500ppm，一般僅在幾十ppm左右。因此，二氧化氯也被國際上公認為安全、無毒的綠色消毒劑。

金魚毒性實驗及小白鼠毒性實驗中得到兩個結果：a.ClO2的安全濃度為0.75mg/L，b. 由小白鼠急性經口毒性實驗，ClO2屬實際無毒型水處理劑。

急性毒性試驗,最高灌以劑量10000mg/kg穩定性二氧化氯時，小鼠仍無明顯中毒癥狀,飲食與活動均正常。試驗過程中各組動物均無一死亡表。經計算，其經口LD50>10000mg/kg。

急性皮膚刺激性，觀察表明，去除藥物后1~48小時，兔脊背敷貼部位皮膚均未出現紅斑和水腫等刺激癥狀，反應積分均為0。

急性眼粘膜刺激性，向兔眼結膜囊內滴入濃度9.7~11.4mg/L穩定性二氧化氯溶液5s后，用生理鹽水沖洗乾淨。兔眼結膜血管在6h內出現輕度充血，至24h癥狀基本消失，癥狀48h完全消失。家兔48h眼刺激積分指數為0，屬無刺激性物質。

用作氧化劑、脫臭劑、殺生劑、保鮮劑、漂白劑等。二氧化氯因為其具有殺菌能力強，對人體及動物沒有危害以及對環境不造成二次污染等特點而備受人們的青睞。二氧化氯不僅是一種不產生致癌物的廣譜環保型殺菌消毒劑，而且還在殺菌、食品保鮮、除臭等方面表現出顯著的效果。

二氧化氯還可以用於漂白，如紡織與造紙元採用氯氣漂白的都可以用二氧化氯替代。

二氧化氯的主要用途在自來水的消毒，和麵粉與木質紙漿的漂白。

它能很有效地對抗病毒、細菌和包括梨形鞭毛蟲（Giardia lamblia）與隱孢子蟲（Cryptosporidium）等原生生物所引起的囊腫與卵囊。

從1956年比利時的布魯塞爾把自來水消毒劑由氯氣改成二氧化氯后，二氧化氯開始被廣泛地使用。

在襲擊紐奧良的颶風卡特里娜過後，二氧化氯就被用來清除被洪水淹沒後房屋上的危險黴菌。而中國政府也於2006年3月6日預告二氧化氯為自來水消毒劑。

1．殺菌、消毒方面

⑴對飲用水的消毒 二氧化氯是凈化飲用水的一種十分有效的凈水劑，其中包括良好的除臭與脫色能力、低濃度下高效殺菌和殺病毒能力。二氧化氯用於水消毒，在其濃度為0.5～1mg/L時，1分鐘內能將水中99%的細菌殺滅，滅菌效果為氯氣的10倍，次氯酸鈉的2倍，抑制病毒的能力也比氯高3倍，比臭氧高1.9倍。二氧化氯還有殺菌快速，pH範圍廣（6-10），不受水硬度和鹽份多少的影響，能維持長時間的殺菌作用，能高效率地消滅原生動物、孢子、黴菌、水藻和生物膜，不生成氯代酚和三鹵甲烷，能將許多有機化合物氧化，從而降低水的毒性和誘變性質等多種特點。

⑵對空氣的殺菌 空氣中含有大量可以致病的細菌，特別是飲食業場所及食品加工廠生產車間空氣中微生物種類和數量多而複雜，對於這些微生物普遍採用的是紫外線滅菌方式，但由於室內空氣相對濕度大，紫外線殺菌效果並不理想。而二氧化氯製劑的滅菌能力強，分解迅速無殘留，非常適於飲食業及食品加工業的有關場所的空氣噴霧殺菌及消毒。此外，春秋兩季是感冒、氣管炎等傳染病的多發季節，可以用二氧化氯對環境進行消毒，不但能殺滅病原微生物，還能消除異味，清新空氣。因此，二氧化氯是十分理想的預防“非典”的環境消毒劑。

⑶對廚房用具、食品機械設備的消毒 廚房用具、食品機械設備、容器等如果不經徹底的消毒，容易對食品造成污染，導致食物中毒的發生。用二氧化氯對廚房用具、食品機械設備、容器等進行消毒，可殺滅大腸桿菌、金黃色葡萄球等。

⑷在醫療領域 二氧化氯用於口腔含漱，可有效控制牙齦炎、牙斑菌和口臭，用作坐浴或沖洗，可防止多種疾病，等等。在1998年抗洪救災中，抗洪戰士用二氧化氯消毒液洗臉、坐浴、擦身、泡腳、泡洗內衣褲等，其神奇作用再次被驗證。實踐證明，二氧化氯對防治紅眼病、皮膚病及除臭有良好效果。

⑸水產養殖、畜禽養殖的消毒：二氧化氯水產養殖藥劑可用於治療魚、蝦、蟹、甲魚、蛙類等細菌性、病毒性疾病。對鯉、草、鰻、羅非魚等的赤皮、爛腮、出血性敗血病、腸炎、爛尾、水霉病等；蝦類病毒病、黑鰓、白毛病、列印病等；蟹類爛腮、水腫、腸炎、上岸症、顫抖等；甲魚腐皮病、紅、白底板病、出血病、穿孔病等；蛙類的皮膚病、眼病等病害具有獨特功效，並能去除水中異味，改善水質，增加水體含氧量。

殺菌效果：二氧化氯是一種廣譜、高效的滅菌劑。國外許多的研究結果表明，二氧化氯在極低的濃度（0.1ppm）下，即可殺滅許多諸如大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等致病菌。即使在有機物的干擾下，在使用濃度為幾十ppm時，也可完全殺滅細菌繁殖體、肝炎病毒、噬菌體和細菌芽孢等所有微生物。

二氧化氯消毒劑應用歷史

人類利用化學消毒劑進行殺菌消毒是從19世紀初開始的。1820年第一代化學消毒劑漂白粉問世后，人們將其主要用於飲用水消毒和感染創傷的治療上，並取得了良好地效果，開闢了化學殺菌消毒的第一個里程碑。此後，人們相繼發現了第二代消毒劑環氧乙烷，第三代消毒劑戊二醛。新一代高效化學消毒劑終於在千呼萬喚中問世，這就是被稱作第四代殺菌消毒劑的二氧化氯。二氧化氯誕生於1811年，早年人們並未用它殺菌消毒，直到1940年前後次氯酸鈉工業化生產之後，人們才開始大規模使用。1940年美國的尼亞加拉大瀑布率先採用它處理飲用水，取得良好效果，之後迅速推廣到全世界。人們陸續發現用氯氣對飲用水進行消毒時，水中的有機物會與氯氣發生取代反應，生成有機氯化合物，有機氯會在人體內積留產生慢性累積中毒，還會誘發癌病，世界環保聯盟即將全面禁止使用氯氣用於飲用水的消毒，建議採用廣普性、具有強氧化性的高效消毒劑二氧化氯進行飲用水的消毒。二氧化氯已被聯合國衛生組織（WHO）列為AⅠ級消毒劑。

中國應用二氧化氯消毒技術始於八十年代。1987年，廣東省衛生監督部門批准其可以用於食品消毒、保鮮及食品設備、用具消毒。1990年上海衛生管理部門批准其可以用於水處理、食品加工以及水產養殖、除臭等。我國衛生部也在2000年前明確提出，逐步用二氧化氯替代氯氣進行飲用水的消毒。

消毒劑對比

下表列出了二氧化氯消毒劑與常用其它消毒劑的比較：

2、保鮮

⑴食品的保鮮 二氧化氯屬無毒型消毒劑，一般使用濃度較小，可直接用於水果、蔬菜、肉類的殺菌、保鮮。將水果、蔬菜在二氧化氯溶液中浸泡片刻，即能殺死微生物又不與脂肪酸反應，不破壞蔬菜的纖維組織並對果蔬的味道、營養無任何損害，且無需再用清水清洗。在流通領域中，有些不宜水洗的果蔬，可用固體的二氧化氯與果蔬一起裝入包裝箱，可長時間緩慢放出二氧化氯，既滅菌，又可達到保鮮作用。經二氧化氯溶液浸泡的魚、雞、禽類，不僅可消除腥臭味，還可有效控制微生物生長，延長儲藏期，並能保持鮮美的口味。用二氧化氯處理禽蛋，保鮮效果亦良好，且不影響蛋的孵化。

⑵除臭、除異味 二氧化氯能和空氣中的硫化合物及水中鐵和錳化合物相作用，但是不與氨反應，因此可消除空氣和水中的臭味。用二氧化氯溶液對冰箱進行擦洗，可達到消除異味的作用。在衛生間中可用二氧化氯溶液進行噴霧，可迅速去除臭味。

發達國家已將二氧化氯應用到幾乎所有需要殺菌消毒領域。在中國，二氧化氯的應用雖然剛剛起步，但有理由相信，在不久的將來，二氧化氯一定會成為生產和生活中必不可少的日常用品，其發展前景無限廣闊。

3．漂白

⑴紡織 用於棉紗、麻等天然纖維的漂白。

⑵造紙 紙漿漂白，提高白度。

(3)食用菌 竹筍等食品的漂白

● ● 各種場合下的生活、飲用、自來水的消毒

● ● 賓館、家庭、攤檔餐具和衛生設施的滅菌消毒與空氣環境消毒

● ● 食品、飲料廠、發酵工業的設備、管道、容器的最終滅菌消毒

● ● 乳品廠、屠宰廠管道、設施及環境的滅菌處理；

● ● 醫院污水的滅菌處理；

● ● 游泳池循環水、浴池水的滅菌消毒

● ● 醫療、衛生、臨床器械消毒、滅菌、除臭和防霉處理

● ● 家庭、賓館、飯店、水果蔬菜、魚肉食品的滅菌保鮮及最終淋洗和衛生器具消毒；

● ● 高層建築給水的二次消毒處理

● ● 配置各種口腔消毒液、除臭液及創口清洗液等

● ● 公共場所環境及空調通風系統的空氣清潔、消毒、除臭。病家、病人物品的消毒

● ● 禽畜飼養場舍及飲水的消毒，魚蝦疾病防治，池水消毒等。

● ● 菇類真菌生產的滅菌消毒保鮮處理

● ● 魚蝦類加工過程中控制雜菌、大腸桿菌污染及保鮮

● ● 蠶繭養殖器具消毒

● ● 中水回用中的滅菌與除臭

● ● 麵粉與各種食品的漂白劑

● ● 造紙、印染行業的漂白藥劑

● ● 工業冷卻循環水的除藻滅菌處理

● ● 石油管道中硫酸鹽還原菌的滅除

● ● 電鍍含氰廢水的破氰處理

● ● 含酚廢水的脫酚處理

● ● 印染廢水的脫色處理

● ● 各種工業污水和惡臭氣體的氧化處理及環保設備的配套藥劑。

各國對二氧化氯使用範圍的法律規定

影響

穩定性二氧化氯消毒劑中的二氧化氯以亞氯酸鹽的形式存在，經用活化劑活化后，才能放出具有殺菌作用的二氧化氯。殺菌能力與純二氧化氯消毒劑溶液相似。二氧化氯消毒劑釋放的速度與酸鹼度有一定關係，酸性條件下迅速釋放，pH值>5.0時二氧化氯消毒劑釋放速度減慢，活化不完全，殺菌作用較弱。

二氧化氯消毒劑隨濃度的增加，殺菌作用加強，用500ppm二氧化氯消毒劑溶液殺滅白色念珠菌，作用1min，殺滅率達100%；而用250ppm時，作用10min，才能達到99.99%。

隨溫度的升高，殺菌作用加強。用0.8mg/L二氧化氯消毒劑殺滅99%的脊髓灰質炎病毒，當溫度為5℃時，需要6.8min，當溫度為15℃時，需要1.7min，當溫度為25℃時，需要1.5min。

有機物對二氧化氯消毒劑滅菌效果有明顯影響，在試驗用的菌液內加入2%酵母，再用二氧化氯消毒劑進行滅菌試驗，結果，100min只能殺滅大腸桿菌的99.99%，而不加酵母者，僅作用5min即可將其全部殺滅。

殺菌消毒去異味，二氧化氯獨一無二。

1、攜帶型二氧化氯檢測儀

HFPCY-CLO2攜帶型二氧化氯檢測儀，可連續檢測作業環境中二氧化氯泄漏濃度。袖珍型二氧化氯檢測儀為自然擴散方式檢測氣體濃度，採用進口電化學感測器，具有極好的靈敏度和出色的重複性；袖珍型二氧化氯檢測儀採用嵌入式微控制技術，菜單操作簡單，功能齊全，可靠性高，整機性能居國內領先水平。

2、固定式二氧化氯檢測探頭

HFTCY-CLO2工業用固定式二氧化氯檢測探頭由報警控制器和二氧化氯探測器組成，報警控制器可放置於值班室內，主要對各監測點進行控制，二氧化氯探測器安裝於氣體最易泄露的地點，其核心部件為內置的氣體感測器，感測器檢測空氣中氣體的濃度。探測器將感測器檢測到的二氧化氯濃度轉換成電信號，通過線纜傳輸到控制器，氣體濃度越高，電信號越強，當氣體濃度達到或超過報警控制器設置的報警點時，報警器發出報警信號，並可啟動電磁閥、排氣扇等外聯設備，自動排除隱患。固定式二氧化氯檢測探頭廣泛應用於石油、化工、冶金、電力、煤礦、水廠等環境，有效防止中毒、爆炸等事故的發生。

二氧化氯具有強氧化性，空氣中的體積濃度超過10%便有爆炸性，但其水溶液卻是十分安全的（水中含量超過30%易爆炸）。它能與許多化學物質發生爆炸性反應，對受熱、震動、撞擊、摩擦等相當敏感，極易分解發生爆炸。

早在1811年，美國科學家H.Davery利用KClO3水溶液和鹽酸反應，首次合成並收集了二氧化氯氣體。但是，直到上世紀30年代，ClO2才得以安全且經濟地規模生產，開始了工業化的廣泛應用。1944年，二氧化氯首次作為消毒劑用於處理美國紐約州尼加拉大瀑布城的飲用水。上世紀七十年代後期，自從研製成功二氧化氯穩定劑后，二氧化氯作為漂白劑和消毒劑，已被廣泛應用於紙漿的漂白、食品加工領域的殺菌消毒及水凈化處理等領域，充分顯示出其所具有的強漂白和殺菌消毒能力。

二氧化氯是國際上公認的新一代的高效、廣譜、安全的殺菌、保鮮劑，是氯製劑最理想的替代品，在世界發達國家已得到廣泛的應用。美國、西歐、加拿大、日本等發達國家的有關組織如美國環境保護局、食品藥品管理局、美國農業部均批准和推薦二氧化氯用於食品、食品加工、製藥、醫院、公共環境等的消毒、防霉和食品的防腐保鮮等。世界衛生組織（WHO）和世界糧食組織(FAO)也已將二氧化氯列為A1級安全高效消毒劑。為控制飲水中“三致物質”（致癌、致畸、致突變）的產生，歐美髮達國家已廣泛應用二氧化氯替代氯氣進行飲用水的消毒。2006年左右，我國也開始重視二氧化氯產品的推廣和應用。於2006年6月1日頒布了中華人民共和國國家標準穩定性二氧化氯溶液（GB/T20783-2006），國家衛生部已批准二氧化氯為消毒劑和新型食品添加劑。

2003年5月1日，國家疾病控制中心頒發的《各種污染對象的常用消毒方法》中建議，為了避免“非典”等傳染病的傳播，餐飲用具可用200mg/L的二氧化氯溶液浸泡，游泳池水可按5mg/L用二氧化氯進行消毒。

WHO評定

世界衛生組織WHO及聯合國糧食農業機構FAO一起組成的食品添加物專家委員會JECFA對該產品的安全性進行了評審，其安全等級ADI（人體攝取容許基準）為AI級（即便被食用也很安全）。是消毒技術中唯一獲此認證者。世界衛生組織（WHO）和美國環境組織（EPA）中國衛生部等，公認二氧化氯為新時代綠色消毒劑，具有無三致（無致癌、無致畸、無致突變性），有三效（廣譜、高效、快速）和除臭、保鮮、除藻、漂白的奇特功能，已編入衛生法規進行使用。

二氧化氯具有殺菌、漂白、除臭、消毒、保鮮的功能。

作用機理主要是氧化作用，二氧化氯分子的電子結構呈不飽和狀態，外層共有19個電子，具有強烈的氧化作用 力，主要是對富有電子（或供電子）的原子基團（如含巰基的酶和硫化物，氯化物）進行攻擊，強行掠奪電子，使之 成為失去活性和改變性質的物質，從而達到其目的。

1、殺菌機理

二氧化氯對細胞壁有較強的吸附和穿透能力，放出原子氧將細胞內的含巰基的酶氧化起到殺菌作用。

2、漂白作用

二氧化氯的漂白是通過放出原子氧和產生次氯酸鹽而達到分解色素的目的。用他做漂白劑代替氯氣、氯酸鹽等，可阻止並避免與纖維發生氧化而降低纖維強度，因而效果更全面。

3、除臭作用

二氧化氯的除臭是因為它能與異味物質（如H2S、-SOH、-NH2等）發生脫水反應並使異味物質迅速氧化轉化為其他物質。而且它能阻止蛋氨酸分解成乙烯，也能破壞已形成的乙烯，從而延緩腐爛，同時殺死微生物而不與脂肪酸反應並不破壞食品結構。

《二氧化氯消毒劑衛生標準》（GB 26366-2010）《Hygienic standard for chlorine dioxide disinfectant》於2011年6月1日實施。

《二氧化氯消毒劑發生器安全與衛生標準》（GB 28931-2012）《Safety and sanitation standard for chlorine dioxide disinfectant generator》於2013年5月1日實施。

《化學法複合二氧化氯發生器》（GB/T 20621-2006）《Generator of complex chlorine dioxide by chemical reaction》於2007年2月1日實施。

《穩定性二氧化氯溶液》（GB/T 20783-2006）《Stable chlorine dioxide solution》於2007年6月1日實施。

《帶二氧化氯的四段漂白系統能量平衡及能量效率計算方法》（GB/T 27709-2011）《Calculation method of energy equilibrium and energy efficiency in four stages bleaching system with chlorine dioxide》於2012年實施。

《二氧化氯固體釋放劑》（GB/T 27802-2011）《Solid composition releasing chorine dioxide》於2012年6月1日實施。

《二氧化氯固體釋放劑分析方法》（GB/T 27803-2011）《Analysis method for solid composition releasing chorine dioxide》於2012年6月1日實施。