几种环保型消毒剂的研究进展

文│崔晓东 张建伟 王梁 程柏丛（北京市畜牧总站）

周荣柱（全国畜牧总站）

养殖场消毒是畜禽生产重要的环节之一，由于各种动物疫病的频发，畜禽养殖迫切需要高效、环保、安全性高的消毒剂。本文综述了几种环保型消毒剂的研究进展，包括电解水、二氧化氯、中草药消毒剂以及抗菌肽、噬菌体等生物酶的研究现状，在此基础上提出适合畜禽养殖中消毒方面的建议，旨在为畜禽场消毒的研究和应用提供参考。

病原微生物与粉尘或空气中的微胶体结合，存在于养殖环境中，这是畜禽致病的主要诱因之一。因此，如何高效、环保的消除病原微生物是现代健康养殖的重要环节。

一、养殖场消毒现状

养殖场常用的化学消毒剂一般均有刺激性味道，会刺激动物的呼吸道黏膜，造成应激反应，影响动物产品的品质，同时也会危害养殖人员的身体健康。此外，常规化学药剂的常年使用，会对养殖环境造成污染，还会使细菌产生抗药性，如沙门氏菌的多重耐药性从20世纪90年代20%～30%增加至21世纪初的70%，且其耐药谱仍在不断拓宽。因此，如何高效、安全、廉价的消除致病微生物，成为现代养殖生产中重要的环节。

二、消毒方法分类

按不同的消毒方法可分为物理消毒、化学消毒、生物消毒。物理消毒有紫外线消毒、超声波消毒、电离辐射消毒等方法，物理消毒法安全、无污染，但使用范围有限，多需要发生装置。化学消毒法虽然杀菌广谱，但是化学消毒剂会对环境造成一定危害，因此目前研究人员重点研究环保、高效的消毒产品，更专注对环境的安全性。生物消毒是利用生物体产生的一些物质杀灭微生物的一种消毒方法，是近些年出现的消毒方法。从目前的消毒剂的研究趋势来看，物理消毒法大部分需要发生装置，所以目前在物理消毒领域中，大部分在研究发生装置的改进和升级。化学消毒方面，刘育京曾经提出一个理想的化学消毒剂需具备的标准，主要包括杀菌广谱、安全、无毒副作用等。目前来看还没有完全符合此标准的消毒剂，但电解水和二氧化氯因消毒结束后可快速分解、杀菌效果好、杀菌范围广，是相对比较理想的消毒剂。

三、几种环保型消毒剂

1.电解水。电解水是将低浓度的食盐溶液或者盐酸溶液，消耗微量电量在电解场的作用下生成的。电解水具有高效、瞬时、无残留的杀菌特性，是一种环境友好型的消毒剂，电解水杀菌是一种实用、易操作的安全消毒方法，目前应用于医疗、食品、饮用水和游泳池等领域。电解水在电解过程中生成氯化氢和次氯酸，以及臭氧、二氧化氯、过氧化氢和羟基自由基。电解水有酸性电解水和中性电解水，如果电解过程中阴阳两极之间有隔膜，在阳极室生成的是酸性电解水；如果没有隔膜，生成的则是微酸性或者中性电解水。近年来，许多学者对电解水杀菌机理进行了研究，多数认为电解水的杀菌作用是有效氯、活性氧和高氧化还原电位共同作用的结果，电解水的杀菌机理仍有待进一步研究和探讨。

电解水可以替代化学药物对畜禽养殖环境消毒，是实现生产绿色畜禽产品的重要途径之一。研究表明，有效氯浓度为250毫克/升的微酸性电解水对鸡舍进行喷雾消毒（喷雾量为120毫升/平方米），鸡舍地面、墙壁、料槽表面和水线表面的微生物数量分别减少了83.8%、91.3%、58.3%和94.4%。南松剑等研究表明，有效氯浓度为80毫克/升的中性电解水对鸡舍空气的灭菌率为80.2%，灭菌效果显著优于百毒杀、安灭杀和威兰金碘，而百毒杀、安灭杀和威兰金碘的杀菌率分别为75.2%、68.7%和54.0%。同时，有效氯浓度为80毫克/升的中性电解水对鸡舍墙壁、水线、料线、地面的杀菌率分别为77.9%、73.5%、70%、76.6%，灭菌效果显著优于百毒杀、安灭杀和威兰金碘。倪莉等研究证明，使用有效氯浓度为100毫克/升的微酸性电解水对鸡舍进行喷雾消毒后（喷雾量为120毫升/平方米），地面、墙壁和养殖设施表面的大肠杆菌减少65%以上，显著高于有效成分浓度为165毫克/升的苯扎氯铵溶液和有效成分浓度为312毫克/升的双癸基二甲基溴化铵溶液。

2.二氧化氯。二氧化氯是一种强氧化剂，被世界卫生组织确定的一种安全、高效的强力杀菌剂，对细菌和病毒有极强的灭活能力，该消毒剂是国际上公认的氯系消毒剂中较理想的替代产品。目前，被应用于饮用水、医院、餐饮用具、食品加工、水产养殖等领域的消毒及除臭过程。二氧化氯和氯制剂不同，二氧化氯是以分子的状态存在，极易穿透细胞膜而进入细菌细胞内，利用极强的氧化作用破坏转磷酸酶使细胞死亡。2003年SARS流行期间，国家卫生部曾在传染病控制指导性文件中明确规定二氧化氯可以应用于空气消毒。此后，人们对二氧化氯的关注度越来越高。在此之前的研究中，二氧化氯的浓度相对较高，但是目前越来越多的研究趋向于低浓度二氧化氯的消毒效果，尤其是研究低浓度二氧化氯对物体表面及空气的杀菌效果。尤其二氧化氯气体消毒可实现主动出击，不仅可以实现对物体正面消毒，还可以实现对物体背面和侧面的消毒，实现空间范围内全方位、无死角的消毒。

空气消毒方面：朱献忠等通过试验表明，当二氧化氯气溶胶的粒径越小，在空气中悬浮的时间越长，与空气及物体表面接触的时间越长，杀菌效果越好。赵紫华等研究标明，当二氧化硫气体浓度为1.5ppm（百万分比浓度），消毒时间为30分钟时，对白葡萄球菌的杀灭率达到99.5%；当二氧化硫气溶胶浓度为1.5ppm，消毒时间为30分钟时，对白葡萄球菌的杀灭率达到99.4%。陈惠珍等用0.9ppm的二氧化氯气体对白色葡萄球菌作用30分钟后，对白色葡萄球菌的杀灭率达到100%，消毒时间60分钟后，对自然菌的灭菌率为95.11%。奚小艳等研究证明，当二氧化氯气体浓度为0.3ppm，消毒时间为60分钟时，对空气中自然菌的灭菌率达99.8%。

物体表面消毒方面：朱献忠等研究表明，当二氧化氯浓度为0.44ppm，消毒时间为20分钟时，二氧化氯可以100%杀灭大肠杆菌及金黄色葡萄杆菌。李忠铭等研究表明，当二氧化氯气体浓度在0.31～0.36ppm，消毒时间为60分钟时，二氧化氯对大肠杆菌的灭菌率达到99.5%。刘璐等试验证实，浓度为0.54ppm的二氧化氯气体作用40分钟，大肠杆菌的灭菌率达到99.9%。同时，低浓度的二氧化氯气体在预防真菌感染方面也具有良好的效果。

3.中草药消毒剂。中草药是我国传统医学的瑰宝，许多中草药具有天然杀菌、抑菌和抗病毒的作用，由于中草药毒副作用小、刺激性小，成本较低，故中药源消毒制剂具有广阔的应用前景和研究价值。

中国农业科学院家禽研究所范建华等从芦荟、苦楝、麻籽、皂荚、苦参根等多种植物提取有效成分，做了体外抑菌试验，结果表明该中药复方消毒剂对禽巴氏杆菌、沙门氏菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌都有较好的体外抑制效果。范建华等同样用此中药复合消毒剂对鸡舍空气环境的净化做了研究，发现两个浓度的中药消毒剂消毒4小时，杀菌率分别达到95.88%和97.32%，消毒后10小时分别为95.07%和99.12%，消毒24小时后杀菌率仍维持在90%以上。王金和等选取大黄、艾叶等中草药制备了复方中草药消毒剂，并进行了消毒试验，结果表明以大黄、艾叶等中草药组方对金黄色葡萄球菌作用10分钟时，杀灭率达99.9%；作用30分钟时，杀灭效果可达100%；对大肠杆菌作用10分钟以上，杀灭率达100%；对枯草芽孢杆菌作用15分钟以上杀灭率达99.9%。

4.其他生物类消毒剂。除了中草药消毒剂，生物消毒剂还包括抗菌肽、噬菌体、生物酶等为主要成分的消毒剂。

抗菌肽是生物体经诱导产生的一种具有抗菌活性的小分子多肽，目前从生物体中分离获得的抗菌肽已超过1000种。抗菌肽是由生物体的防御系统产生的，具有抗多种微生物的生物活性物质，主要用于抵抗和杀灭外源性致病微生物。国际上研究较多的抗菌肽既有来源于高等动物，也有来源于一些低等昆虫的肽类物质。

噬菌体可以专一感染某种细菌，钻入细菌细胞并扩增，同时产生裂解酶，高度专一、快速裂解细菌细胞壁，杀死细菌并释放出新生的病毒。噬菌体的最大特点就是可以特异侵染特定的细菌，可以在菌体内逐渐增殖，进而使其裂解，最终杀死细菌。由于它感染细胞的特异性很强，不会对细胞造成影响，故其用于机体内和机体外杀菌都会有很好的应用前景。生物酶广泛存在于高等动物、原生动物、昆虫、植物和各种微生物中，它是一种高效、高度专一、具备生物酶性质的生物催化剂，在作用过程中噬菌体本身并不消耗。

四、讨论

以上几种新型消毒剂，由于杀菌高效、广谱、安全，对环境残留少等优点，越来越受到关注，但也存在一定不足。电解水的稳定性较差，在室温暴露的条件下容易自行分解，很难长期保存，需现制现用。二氧化氯同样不稳定，可以与很多化学物质发生反应，在遇光、受热、撞击或者发生震动的情况下，极易分解，所以二氧化氯不适合运输和长时间储存，也需要现场制备，目前有各种型号二氧化氯发生器的产生，或者使用一元二氧化氯产品。中草药消毒剂有效成分复杂，起到杀菌作用的主要成分和杀菌机制难以阐明，而且中草药提纯工艺复杂，单纯一种中草药效果有限，需要复配才能达到理想效果。其他生物酶类消毒剂也是有同样的问题，需将不同的酶类消毒剂进行复配，组合成复合生物酶消毒剂，可克服酶类消毒剂有消毒谱单一的缺点。

对于消毒方式，目前养殖场多用手压式喷雾消毒，手压式喷雾器对消毒剂的微化程度比较小，其喷出的消毒液颗粒比较大，很容易沉落到地面上，不能长时间地漂浮在空气中，所以对空气的消毒效果有限。气溶胶消毒喷出的雾滴粒径一般在50微米以下，有的可以达到10微米以下，这样消毒液可以长时间悬浮在空气中，能够杀死附着在空气灰尘颗粒上的病毒、细菌。电解水、二氧化氯、中草药等均可通过气溶胶的方式对养殖场消毒，尤其适用于封闭空间的消毒，消毒效果明显优于手压喷雾式消毒。在以上介绍的几种消毒剂中，二氧化氯在自然状态下为气体，二氧化氯消毒产品一般为液态或固态，可以通过二氧化氯气体发生器将二氧化氯水溶液转化成二氧化氯气体。二氧化氯气体除了可以对舍内空气、养殖设施表面进行消毒，而且还可以实现对饲料消毒、水线内表面消毒、下水道消毒、粪道消毒等。

文中介绍的几种环保型消毒剂，在养殖生产中具有良好的应用前景，几种消毒剂可交替使用，替代或部分替代常规消毒剂对畜禽养殖环境、设施进行杀菌消毒、除臭、除尘，达到防疫防病的目的，提高畜禽舍的空气质量，减少环境污染，保护饲养人员的健康，实现生产绿色禽畜产品和保持无病原无污染的养殖环境。总之，随着我国养殖业的发展，对养殖环境和畜产品的安全越来越重视，环保型消毒剂是未来研究和推广的重点。