次氯酸消毒剂的研究进展及应用

闫雷雷 杨 涛

陕西科菱恩生物科技有限公司，陕西咸阳，710048

目前新型冠状病毒肺炎（以下简称“新冠肺炎”）传播形势依旧严峻。在此次疫情防控工作中，消毒剂可以阻断病毒传播、净化空气，因此起到了举足轻重的作用。在国家卫生健康委员会发布的《新型冠状病毒肺炎防控方案（第五版）》中提到，75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸等消毒剂可有效灭活新冠肺炎病毒[1]。

目前，无论是公共卫生还是个人卫生越来越受到广大居民的重视，公共环境消毒以及个人消毒越来越普遍，因此对于消毒剂的选择成为人们关注的问题。市面上销售量较大的主要有：次氯酸消毒液、“84”消毒液、医用酒精消毒液等（图1）。经检索，全国消毒产品网上的备案信息在2020年1～3月备案次氯酸的数量占全部备案次氯酸数量的比例超过90%，人们逐渐意识到这种产品的优势。

图1 市场上不同种类的消毒剂

1 含氯消毒剂概述及消毒机制

1.1 含氯消毒剂概述

虽然含氯消毒剂作为目前消毒剂中的“宠儿”，但是大部分人对其的认知还停留在字面上。不是说消毒剂本身名字当中含氯就可以被称作含氯消毒剂，含氯消毒剂主要是指以有效氯为主要杀菌成分的消毒剂[2]，包括次氯酸消毒剂、“84”消毒液（次氯酸钠）以及二氯异氰脲酸钠等。含氯消毒剂中起消杀作用的物质是消毒剂溶水后生成的次氯酸，其具有强氧化性，在有效的抗菌浓度范围内，对哺乳动物无刺激性，毒性较低[3]；并且可以广泛消杀微生物，极其不稳定，发挥消毒杀菌作用后自然降解，对环境的影响可忽略。

文献[4]介绍，次氯酸钠溶液的pH在5～6.5时，次氯酸存在的比例可以高达90%以上，杀菌效果非常好；而当pH超过7时，次氯酸存在的比例就明显下降，此时氯的存在形式主要是次氯酸；当pH小于5时，溶液中的氯离子和次氯酸根离子在酸性条件下发生反应，产生氯气，酸性越强产生的氯气越多。因此一般认为次氯酸消毒剂适宜的pH在5.0～6.5之间。

1.2 消毒机制

文献[5]介绍，次氯酸消毒剂对微生物的杀菌机制主要表现在以下几个方面：①对微生物的细胞壁、细胞膜可以造成一定程度的破坏；②可以破坏细胞内存在的大量蛋白类物质，也可以对细胞内的核苷酸造成破坏；③可通过破坏微生物的电子传递链及各种代谢中的关键酶，对微生物的代谢造成严重的影响，这在杀灭微生物的过程中起关键作用；④与微生物反应后可生成含氧活性小分子物质、氯胺等，这些物质同样具有杀菌作用。

文献[6]介绍，次氯酸分子量较小，且不带负电荷，可以通过细胞壁浸入菌体细胞内与菌体蛋白结合，使其变性致死。另外次氯酸不稳定，极易分解产生新生态氧，将菌体氧化变性。

2 次氯酸消毒剂制备工艺的研究现状

次氯酸常用的制备方法有两种：一种通过电解低浓度的盐酸或氯化钠溶液制得；另一种通过将低浓度的次氯酸钠溶液与盐酸溶液混合，调节混合溶液pH至指定范围而制得。

在大多数电解消毒水的研究报道中采用的是类似氯碱工业的离子膜电解方法。其中离子膜增大投入成本，而且在阴极区产生的碱液对消毒无用而丢弃造成浪费。白雅娴[7]提出无膜电解槽电解氯化钠溶液制备次氯酸溶液。在无隔膜电解槽中电解预先调节至酸性的氯化钠水溶液，用自来水稀释制取弱酸性次氯酸水的技术方法和工艺。研究发现：氯化钠电解液浓度为25 g/L，pH为0.5，自来水与电解液体积比为(70～80)∶1，有助于持续获得有效的氯可控、氧化还原电位为1000 mV左右的弱酸性次氯酸水溶液。该方法制备的有效氯浓度为50 mg/L、氧化还原电位982 mV的次氯酸对大肠杆菌的作用为30 s，杀灭对数值＞5.00，对金黄色葡萄球菌作用时间为2 min，杀灭对数值＞5.00。

有关专利[8]公开了两种电解氯化钠制备次氯酸消毒液的方法。方法一：在无隔膜方式下电解NaCl溶液，使电解后生成液中NaCl和NaClO的摩尔比＞1∶1。将这两种生成液在离子隔膜电解槽中的阳极侧继续电解，在阳极侧电解产生的HCl用于中和第一步生成的NaClO形成HClO。方法二：在无隔膜方式下电解NaCl溶液，使NaCl最大程度地转化为NaClO；在隔膜方式下，电解NaCl溶液，在阳极侧生成HClO和HCl，然后将无隔膜方式和隔膜方式下的电解液混合，使HCl中和NaClO形成HClO。该方法主要解决现存电解法生产次氯酸消毒液中次氯酸含量低、消毒液酸性强、残留盐量过高的缺点。

有关专利[9]公开了一种高浓度次氯酸水消毒剂的制备方法，具体为：采用阳离子隔膜方式一步电解，电解原液为0.1%～10%浓度的含氯金属盐，阳极侧电解液由阴极侧生成液与含氯金属盐混合组成；当阳极侧生成液的pH下降至3～7时停止电解。本发明电解后生成数百至数万ppm有效氯的消毒水,有效克服了现有电解法生产次氯酸消毒液存在的次氯酸含量低、消毒液酸性强等缺点，在使用安全性、方便性、成本节约、贮存与运输等方面有明显的优势。另外，由于阳极侧电解原液使用了部分阴极侧生成液，还达到了环保和节水的效果。

黄育红等[10]研究了使用次氯酸发生装置混合次氯酸钠溶液、二氧化碳气体和水生成的次氯酸消毒剂（有效氯200 mg/L左右，pH为6左右）的杀菌性能和金属腐蚀性能，该消毒液对布片载体上的大肠杆菌和绿脓杆菌作用5 min，对金黄色葡萄球菌作用7.5 min，对白色念珠菌作用20 min，对钢片载体上的枯草杆菌黑色变种芽孢作用30 min，其杀灭对数值均可达3.00以上，对不锈钢金属基本无腐蚀，对铜、铝和碳钢属中度腐蚀。

杨向东等[11]研究了次氯酸的制备方法，找到了次氯酸收率较高的工艺方法及反应条件。将无水碳酸钠加入一定量的水配成含水碳酸钠，装入试管；氯气和空气以体积比大约为1∶3混合，将混合后的气体通入含水碳酸钠，两者反应生成一氧化二氯。将反应后的混合气通入吸收水瓶，用水吸收一氧化二氯，生成次氯酸。该路线使用的原料为纯碱和氯气，都是常见的基础化工产品，价廉易得，有利降低成本。在温度为0～10 ℃，碳酸钠含水质量分数7%～8%，氯气体积分数约25%的条件下，通氯2 h，次氯酸最高收率达到54.64%。

3 次氯酸消毒剂的应用

GB/T 36758－2018《含氯消毒剂卫生要求》[2]中，次氯酸消毒剂不仅适用于医疗卫生机构、公共场所和家庭的普通物体表面、医疗器械、医疗废物、食炊具、织物、果蔬和水等的消毒，也适用于疫源地各种污染物的处理，还可用于室内空气、二次供水设备设施表面、手、皮肤和黏膜的消毒。

3.1 普通物体表面及公共场所的应用

次氯酸消毒剂是一种弱酸性强氧化剂，消毒性能优良且腐蚀性小，对人体的刺激性极小[10]。使用后无残留，可以在环境中自然降解，危害极小。可以广泛应用于普通物体表面及公共场所的消毒，还可以替代免洗酒精手洗液代替卫生手消毒。

王玲等[12]考察了一种次氯酸发生器制备的次氯酸对环境介质微生物杀灭效果。该次氯酸消毒液对悬液内大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌作用2.5 min，杀灭对数值均＞5.0，对悬液内白色念珠菌作用5 min，杀灭对数值＞4.00，对悬液内脊髓灰质炎病毒作用30 min，杀灭对数值＞4.00。用该次氯酸钠消毒液原液浸泡有污染金黄色葡萄球菌的棉布织物5 min，杀灭对数值为5.45。对染于餐具上的大肠杆菌和止血钳齿部的铜绿假单胞菌，杀灭对数值分别为3.60和6.27。该次氯酸发生器生成的次氯酸消毒液可有效杀灭悬液内和物体表面上的细菌繁殖体、真菌以及病毒，说明次氯酸消毒液用于普通物体表面及公共场所具有较好的消毒效果。

3.2 医疗行业的应用

文献[13]报道，次氯酸在机体内对感染发生部分先天反应时由中性粒细胞和单核细胞产生，除了直接穿透细菌、孢子和阿米巴包囊，次氯酸还可以破坏生物膜。

杨丽萍等[14]研究了微酸性次氯酸水(pH为5.0～6.5，有效氯浓度为10～30 mg/kg)对新生儿病房物体表面的消毒效果，结果表明：新制微酸性次氯酸水与500 mg/kg三氯异氰脲酸用于儿科病房温箱外表面、吊塔进行擦拭消毒合格情况比较，差异均无统计学意义，新制微酸性次氯酸水对病历夹上人工接种的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、耐碳青霉烯类肺炎克雷伯杆菌、全耐药鲍氏不动杆菌具有高效的杀灭率。

田佳等[15]研究了微酸性次氯酸水(10～30 mg/kg，pH为5.0～6.5)对血液透析室物体表面的消毒效果，结果显示，实验用微酸性次氯酸水对血液透析单元的透析机屏幕、透析机旋钮、床栏进行擦拭消毒，消毒效果与有效氯浓度500 mg/L的三氯异氰尿酸相当，对病历夹上涂抹的耐甲氧西林金黄色葡葡球菌、耐万古霉素肠球菌、耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌、泛耐药铜绿假单胞菌等多重耐药菌具备高效的杀灭作用。

3.3 食品行业的应用

文献[16]报道，2013年日本将次氯酸水作为食品添加剂引入新标准中，主要用作杀菌原料。2015年在水产加工产品中也开始使用次氯酸水，次氯酸水的使用范围进一步扩大。日本三庆公司开发的次氯酸水不仅可用于加工食品原材料的杀菌处理，还可作为加工食品工厂的环境卫生管理剂、环境卫生维持剂使用。日本Vita销售公司利用碳酸与次氯酸钠制备的pH为5.5～6.5微酸性次氯酸钠水溶液在食品领域，可用于蔬菜、果实的杀菌、制造机器和机械的除菌、手指清洗以及含水分的垃圾与污物的消臭等。

4 总结

次氯酸属于一种新型的广谱消毒剂，相对于传统含氯消毒剂，次氯酸消毒及杀菌能力优异，价格也较高，目前市场上的占有率较低，人们对产品的认知度相对较低。。

次氯酸的稳定性仍然是一个非常大的挑战，因为担心储备过程中有效氯含量的降低，许多应用场景下都采取先制先用的办法，如何提高次氯酸储存过程的稳定性将是未来需要重点研究的问题。