次氯酸水消毒剂应用研究现状
2022-07-02张承屏李贺军王涛任艳玲施丽敏
张承屏,李贺军, 王涛,任艳玲,施丽敏
(1.贵州轻工职业技术学院,贵州 贵阳 550025;2.贵州省建材产品质量检验检测院,贵州 贵阳 550014)
次氯酸水是一种以HClO为主要杀菌成分的水溶液,因其在杀菌方面具有广谱、高效、安全性高、无残留、无漂白等特点被广泛用作消毒剂。人体细胞受到细菌和病原体侵犯时会产生内源性的HClO,细胞会利用线粒体结合酶将O2转化为H2O2,再由过氧化氢酶催化H2O2与Cl-反应生产内源性的HClO。内源性HClO是生物体内的一种重要的弱酸性活性氧,一定浓度范围内的HClO在其强氧化性的作用下能够迅速攻击多种生理学相关的分子,从而起到杀灭细菌和真菌保护人体的作用[1]。次氯酸水作为消毒液还具有无毒害、绿色环保等特点,近年来被广泛应用于食品加工、医疗卫生和农业水产等领域。
1 次氯酸水概述
次氯酸作为一种广谱高效的消毒剂,自20世纪八九十年代在国内被广泛应用以来,存在种类多、命名较为杂乱的现象,较常见的有:非电解微酸性次氯酸水溶液、氧化电位水或酸性氧化电位水(electrolyzed oxidizing water,简称EOW)[2]、电解水[3]、弱酸性氧化电位水(slightly acidic electrolyzed water,简称SLAEW)[4]、超氧化电位水(简称NEOW)[5]和中性次氯酸水等,多是根据次氯酸水溶液的pH值及制备工艺的不同习惯性命名,下面进行分类介绍。
1.1 根据pH值不同进行分类
单纯根据主要消毒成分为HClO的消毒液的溶液pH值来分类及命名,次氯酸水消毒液可分为:酸性次氯酸水(pH值<3)、微酸性次氯酸水(pH值5.0~6.5)、中性次氯酸水(pH值6.5~7.5)等。其中酸性次氯酸水及微酸性次氯酸水的应用较为常见,中性次氯酸水是近年来为弥补酸性及微酸性次氯酸水在应用过程中对于设备具有一定的腐蚀性、对皮肤黏膜具有一定的刺激性、保存期限短等缺点而产生的,是更为安全、温和的消毒剂。
1.2 根据制备工艺进行分类
1.3 根据制备工艺+溶液pH值进行分类
制备工艺+溶液pH值的这种分类方法,主要是针对电解次氯酸水而产生的,在电解过程中,会因为电解液原料不同及电解槽的设计不同而得到不同pH值的氧化电位水,例如:氧化电位水或EOW(pH值<3)、SLAEW(pH值5.0~6.5)、NEOW或中性氧化电位水(pH值6.5~7.5)等。该分类方法对于非电解次氯酸水溶液也同样适用,例如酸性、弱酸性、中性3种非电解次氯酸水。
2 次氯酸水的应用
2.1 在医疗卫生方面的应用
次氯酸水在医疗卫生方面主要应用于皮肤、黏膜、创面的消毒,医疗、手术器械表面冲洗消毒,病房空气及物品表面喷雾消毒,口腔护理,等。
酸性次氯酸水(或EOW)自20世纪90年代引入我国后,因其杀菌效果明显优于传统消毒剂,被广泛用于医疗领域的消毒[7]。但次氯酸水在较低pH值时氧化性较强,研究表明,作为医用消毒剂长期使用时,对医护人员手部皮肤有轻微刺激和损伤[8],对手术金属医疗器械及病房金属医疗用品表面产生一定的腐蚀作用[9]。故在使用酸性次氯酸水进行医用消毒后,可再次使用碱性消毒液冲洗中和表面残留的次氯酸,起到保护医护手部皮肤的作用,也减轻其对金属器械表面及下水道的腐蚀;对病房空气及物品表面喷雾消毒后,应及时将病房金属物品表面擦干。
刘晓康[10]、冯岩[11]等先后对SLAEW对口腔综合治疗台水路的消毒效果、安全性和设备腐蚀性进行了相应的研究,试验结果显示:口腔综合治疗台的漱口水、手机喷水和冲洗水,用SLAEW消毒后的菌落总数均明显降低,且安全性较高,对设备基本无腐蚀。叶凌[12]等用SLAEW作为漱口液治疗牙龈炎,发现其效果优于碘伏漱口液,预后效果较好。王燕[13]等用15 ℃的SLAEW作为手部消毒剂直接替代自来水冲洗手部,其消毒效果优于百能抗菌洗手液,消毒后无需再使用其他消毒剂,手部皮肤无不适感。吴仁培等[14]用SLAEW将消化内镜消毒浸泡,杀菌效果可达到99.85%,消毒效果理想、内镜无老化、变形的情况,内镜消毒机无损伤。杨丽萍[15]、田佳[16]等人用SLAEW对新生儿病房及对血液透析室物体表面的擦拭消毒效果好,杀灭率高达99%以上,且对常见多重耐药菌具备高效的杀灭作用。
张叶影[17]等研究发现,利用低功率微波与NEOW共同作用于口腔印模的消毒处理,使得NEOW杀灭不同微生物有显著增效作用。钟海彬[18]、李振军等[19]通过试验发现:NEOW应用于内镜手工清洗消毒,相较于2%碱性戊二醛或相同有效成分的过氧乙酸,杀菌效果无差异,且对设备基本无腐蚀,可减少对医护人员的危害刺激;NEOW应用于内镜手工清洗消毒切实可行,值得临床推广。施转英等[20]研究证明NEOW的pH值接近中性,腐蚀性弱,刺激性小,理化性质稳定,对皮肤、呼吸道黏膜无刺激,使用后无残留,安全无毒,性质稳定,灭菌效果理想,作为消毒供应中心的消毒剂,更有利于各类物品的消毒及工作人员的自身安全。
2.2 在食品加工及保鲜行业的应用
2002年日本将次氯酸水这种安全环保的杀菌剂指定为食品添加剂引入食品行业;2009年在上海召开的“微酸性电解水在食品产业中应用专题研讨会”极大地推动了次氯酸水在我国食品行业的推广和应用;2013年日本将次氯酸水作为杀菌原料引入食品添加剂的新标准中,进一步规范了次氯酸水在食品行业的应用。目前国内次氯酸水在食品及保鲜行业的应用主要有食品原材料的杀菌处理、鲜切瓜果蔬菜的保鲜、食品加工器械及加工环境的除菌消毒等。
岑剑伟[21]通过试验发现:用微酸性次氯酸水浸泡后的罗非鱼片,货架期可延长2~3天。敖菲菲[22]等优化了酸性次氯酸水对罗非鱼片的保鲜增色的最佳条件:浸泡方式,ORP 1 163 mV,杀菌6 min,料液比3∶80,杀菌率显著优于过氧化氢,可达98.0%,且能较好地保持罗非鱼片原有的色泽和质构。
陆筑凤[23]等用EOW对啤酒发酵罐进行消毒,发现EOW在短时间内对啤酒发酵罐中的微生物具有较好的杀灭效果。郭立云[24]等用NEOW对啤酒酿造发酵罐、CIP大罐及管道的消毒杀菌时,能够彻底、快速、高效灭菌,且不影响啤酒风味稳定性,不腐蚀不锈钢罐,产品安全环保,可在啤酒行业中广泛应用。
何萌[25]等通过对比性试验发现SLAEW(pH值5.65,有效氯剂量48 mL/L,氧化还原电位800 mV)能够有效保持鲜切莲藕的色泽品质和整体感观质量,同时抑制褐变,降低PPO活性,有效地改善鲜切莲藕的贮藏品质,延长货架期。
2.3 在农畜行业的应用
次氯酸水在农畜行业主要应用在农副产品的消毒保鲜、农作物的病害防治、农残降解、改善土壤、养殖场所的消毒杀菌等。
涂海华[26]等用喷施EOW和先喷EOW后喷碱性电解水的方法对葡萄霜霉病、灰霉病、炭疽病等病害进行杀灭和防治,杀灭率达90%以上,效果较好,能够减少农药的年使用量和次数,具有环保和降低农残的作用。
罗琴[27]等利用酶抑制法探讨SLAEW对蔬菜农药残留的去除效果。证明SLAEW浸泡蔬菜处理30 min后,农药去除率高达92%,且去除率还随着SLAEW用量增加、浸泡时间增长、温度升高,不断地增加。
吕云[28]等使用不同电解时间的NEOW直接浇灌对土壤进行消毒处理,杀菌率达到99%以上,证明NEOW在温室土壤消毒方面具有应用前景。李洪建[29]等试验对比了微酸性电解水(SAEW)与臭氧水对温室土壤样本的消毒效果。结果表明:温室土壤样本经长期、多次处理后,SAEW的杀菌效果优于臭氧水。
郑炜超等[30]用NEOW对鸡舍环境喷雾消毒,能有效降低空气中的微粒和微生物浓度,消毒效果均优于用含过氧乙酸/双氧水的速洁消毒剂和聚维酮碘的消毒效果,用喷嘴(直径50 μm)带鸡喷雾消毒,可以提高对空气中细菌的消杀率。石志芳等[31]研究不同浓度有效氯的SLAEW对猪舍空气、地面、栏杆和墙体表面的微生物数量的抑制及杀灭效果,结果表明猪舍和车辆消毒时SLAEW的适宜有效氯质量浓度为100 mg/L,人员通道、消毒间和人员消毒时SLAEW的适宜有效氯质量浓度为80 mg/L,在喷雾消毒过程中参试人员无不良反应,对猪场设施常见金属无腐蚀作用。
3 次氯酸水的发展现状及趋势
次氯酸水因其在消毒方面具有其他类似产品无可替代的高效、安全、环保的优良特性,弥补了其他消毒剂的不足,是一种杀菌效果好、用时短、无污染、成本低、使用方便、可靠的新型广谱消毒剂,在医疗保健、卫生防疫、饮食行业、家庭卫生等领域具有良好的应用前景和推广价值。2020年初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,除75%乙醇、过氧乙酸等消毒剂,含氯消毒剂也可有效灭活病毒,由此引发人们对次氯酸水消毒剂的极大关注,其消毒性能方面的优势进一步得到认可。
但相对于传统含氯消毒剂来说,次氯酸水的推广应用仍然存在一些需要解决的问题。
(1)国家未制定出次氯酸水消毒剂的产品质量标准,在标准网能查到的只有一些次氯酸消毒剂生产企业的企标,不具有广泛的权威性和约束力。
(2)市场上现有的次氯酸水消毒剂的价格偏高,且作为一种新型环保的消毒剂,其市场接受度还需要消费者一段时间体验。
(3)和所有含氯消毒剂一样,因次氯酸水见光易分解且对设备具有一定腐蚀的特性,需要现用现制,很多应用场景(如医院等)需要安装次氯酸水制水机和输送系统,其零售产品也因此对保存及运输有着严格的要求,这极大制约其广泛普及。这些问题的解决对次氯酸水消毒剂的推广及应用具有至关重要的意义,将是未来次氯酸水应用研究的重要方向。