二氧化氯在水产养殖中的研究进展(上)

赵海永

(上海瑞兆生物科技有限公司，上海 201600)

二氧化氯是一种消毒剂，使用成本不高，有粉剂和泡腾片两种。本文就二氧化氯的理化性质、杀菌原理及作用的研究情况进行介绍，以期使水产养殖户能更合理地使用此消毒剂。

一、二氧化氯的理化性质及杀菌原理

1.理化性质

二氧化氯具有很强的氧化能力，与有机物及腐殖质反应几乎不生成具有三致作用(致突变、致畸和致癌)的三氯甲烷。二氧化氯气体呈辛辣的刺激性气味，溶于水后会形成黄绿色液体，且性质非常稳定，既不水解也不聚合，在pH 2～9都以溶解的气体存在。二氧化氯水溶液在pH为6的条件下表现出最佳的稳定性(袁海涛等，2010)，在pH 6～9时，随着pH的升高，杀菌效果会更好(韦明肯等，2012)。二氧化氯液体、气体都具有明确的杀菌效果，气体相对液体具有更高的渗透性。

二氧化氯可以分解水体中的一些有机污染物，如微囊藻毒素、溴氰菊酯、氯氰菊酯、草甘膦、硫化氢及有机硫化物等。二氧化氯消毒剂在正常使用浓度下属于无毒级物质，无致微核作用、未见有致突变作用(张晓煜，2006)。二氧化氯受阳光照射或者受热后会渐渐分解，水溶液避光保存于低温容器中是比较稳定的，当溶液中浓度高于10%(质量/体积)或空气中大于10%(体积/体积)时，易发生低水平爆炸(黄君礼，2010；袁海涛等，2010)。

二氧化氯在1983年就被世界卫生组织(WHO)和世界粮农组织(FAO)认定为A1级消毒剂。

2.杀菌原理

二氧化氯对细菌、病毒和孢子都有极强的破坏作用，相关原理十分复杂。虽然已经对其开展了很多研究，但到现在还没有找到明确的靶点。不少研究从不同层面探讨了二氧化氯的作用原理。

(1)生物学分子层面。二氧化氯可以和一些还原性的氨基酸(脯氨酸、组氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、色氨酸和蛋氨酸)发生反应，从而使蛋白质失活(Noss C I等，1986)。Ogata N(2007)的研究从氨基酸水平上解释了蛋白质失活的机制，证明二氧化氯与蛋白质不发生涉及氯原子的取代反应。二氧化氯可以对遗传物质DNA产生损伤(Napolitano M J等，2006)。

(2)微生物个体层面。二氧化氯对细菌的形态破坏并不明显，但刘静等(2021)研究指出，二氧化氯可以渗透并氧化定位在细胞表面的蛋白质上，导致细胞代谢紊乱，同时可以改变细胞膜的通透性，抑制呼吸，还能改变外膜蛋白质和脂类的构成，导致细胞内一些小分子物质发生胞外泄漏。

二、二氧化氯与其他消毒剂对比

在水产兽药名录里，消毒剂有26个，其中水产养殖常用的包括碘制剂、醛制剂、氯制剂、过氧化氢、过硫酸氢钾复合物粉。

1.二氧化氯的杀菌浓度极低

二氧化氯在极低浓度下就可以发挥效果，这是其他消毒剂所不具备的。

对于液体二氧化氯的杀菌能力，黄君礼(2010)研究指出，0.5毫克/升的二氧化氯在12小时内对异养菌的杀死率保持在99%以上。刘静等(2021)研究指出，二氧化氯含量高于0.6毫克/升时，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和白色念珠菌杀灭对数值高于3.00，即杀菌率高于99.9%；二氧化氯的含量为0.3毫克/升时，仍能有效杀灭表皮葡萄球菌、停乳链球菌。另Artés F等(2008)研究指出，二氧化氯在0.1毫克/升的浓度下仍具有很强的氧化能力。郑宗林等(2015)研究二氧化氯对草鱼池塘环境异养菌数量变化时，全池泼洒二氧化氯，发现使用量达到3 750克/公顷(水深平均1.4米)，即使用量达到0.27毫克/升时，即可降低水体和底泥中的有害菌数量。覃惠明等(2019)使用二氧化氯对水体进行消毒，所用二氧化氯的含量按五步碘量法测算为6%(质量/质量)，当每亩水面(水深1米)使用100克(0.15毫克/升)，对无乳链球菌的杀灭率为69.3%，对大肠杆菌的杀灭率为78.8%；使用量达到300克(0.45毫克/升)，对两种细菌的杀灭率均达到100%。杜宗君等(2011)以嗜水气单胞菌为受试菌株，检测了7种二氧化氯产品的杀灭效果，最终结果显示，3种效果好的产品在0.06毫克/升起到显著的杀菌作用，另外稍差的3种产品在0.12毫克/升浓度下也能起到显著的杀菌作用。

对于气体二氧化氯，其杀菌浓度更是达到了极低水平。MORINO等(2020)设计了一间1米3的玻璃实验室，在其中研究了二氧化氯气体的灭菌效果，最终结果指出，在浓度为0.03毫克/米3时，只要持续作用2～3小时，就可对大肠杆菌、铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌有较好的杀灭效果。

2.与其他消毒剂对比

综合杀菌力、对环境友好性、稳定性、腐蚀性以及刺激性，笔者将二氧化氯与其他消毒剂进行了详细对比(表1)。

表1 二氧化氯与其他消毒剂的对比

(待续)