幾種環(huán)保型消毒劑的研究進(jìn)展

文│崔曉東 張建偉 王梁 程柏叢（北京市畜牧總站）

周榮柱（全國(guó)畜牧總站）

養(yǎng)殖場(chǎng)消毒是畜禽生產(chǎn)重要的環(huán)節(jié)之一，由于各種動(dòng)物疫病的頻發(fā)，畜禽養(yǎng)殖迫切需要高效、環(huán)保、安全性高的消毒劑。本文綜述了幾種環(huán)保型消毒劑的研究進(jìn)展，包括電解水、二氧化氯、中草藥消毒劑以及抗菌肽、噬菌體等生物酶的研究現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上提出適合畜禽養(yǎng)殖中消毒方面的建議，旨在為畜禽場(chǎng)消毒的研究和應(yīng)用提供參考。

病原微生物與粉塵或空氣中的微膠體結(jié)合，存在于養(yǎng)殖環(huán)境中，這是畜禽致病的主要誘因之一。因此，如何高效、環(huán)保的消除病原微生物是現(xiàn)代健康養(yǎng)殖的重要環(huán)節(jié)。

一、養(yǎng)殖場(chǎng)消毒現(xiàn)狀

養(yǎng)殖場(chǎng)常用的化學(xué)消毒劑一般均有刺激性味道，會(huì)刺激動(dòng)物的呼吸道黏膜，造成應(yīng)激反應(yīng)，影響動(dòng)物產(chǎn)品的品質(zhì)，同時(shí)也會(huì)危害養(yǎng)殖人員的身體健康。此外，常規(guī)化學(xué)藥劑的常年使用，會(huì)對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境造成污染，還會(huì)使細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性，如沙門(mén)氏菌的多重耐藥性從20世紀(jì)90年代20%～30%增加至21世紀(jì)初的70%，且其耐藥譜仍在不斷拓寬。因此，如何高效、安全、廉價(jià)的消除致病微生物，成為現(xiàn)代養(yǎng)殖生產(chǎn)中重要的環(huán)節(jié)。

二、消毒方法分類(lèi)

按不同的消毒方法可分為物理消毒、化學(xué)消毒、生物消毒。物理消毒有紫外線消毒、超聲波消毒、電離輻射消毒等方法，物理消毒法安全、無(wú)污染，但使用范圍有限，多需要發(fā)生裝置?；瘜W(xué)消毒法雖然殺菌廣譜，但是化學(xué)消毒劑會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定危害，因此目前研究人員重點(diǎn)研究環(huán)保、高效的消毒產(chǎn)品，更專(zhuān)注對(duì)環(huán)境的安全性。生物消毒是利用生物體產(chǎn)生的一些物質(zhì)殺滅微生物的一種消毒方法，是近些年出現(xiàn)的消毒方法。從目前的消毒劑的研究趨勢(shì)來(lái)看，物理消毒法大部分需要發(fā)生裝置，所以目前在物理消毒領(lǐng)域中，大部分在研究發(fā)生裝置的改進(jìn)和升級(jí)?；瘜W(xué)消毒方面，劉育京曾經(jīng)提出一個(gè)理想的化學(xué)消毒劑需具備的標(biāo)準(zhǔn)，主要包括殺菌廣譜、安全、無(wú)毒副作用等。目前來(lái)看還沒(méi)有完全符合此標(biāo)準(zhǔn)的消毒劑，但電解水和二氧化氯因消毒結(jié)束后可快速分解、殺菌效果好、殺菌范圍廣，是相對(duì)比較理想的消毒劑。

三、幾種環(huán)保型消毒劑

1.電解水。電解水是將低濃度的食鹽溶液或者鹽酸溶液，消耗微量電量在電解場(chǎng)的作用下生成的。電解水具有高效、瞬時(shí)、無(wú)殘留的殺菌特性，是一種環(huán)境友好型的消毒劑，電解水殺菌是一種實(shí)用、易操作的安全消毒方法，目前應(yīng)用于醫(yī)療、食品、飲用水和游泳池等領(lǐng)域。電解水在電解過(guò)程中生成氯化氫和次氯酸，以及臭氧、二氧化氯、過(guò)氧化氫和羥基自由基。電解水有酸性電解水和中性電解水，如果電解過(guò)程中陰陽(yáng)兩極之間有隔膜，在陽(yáng)極室生成的是酸性電解水；如果沒(méi)有隔膜，生成的則是微酸性或者中性電解水。近年來(lái)，許多學(xué)者對(duì)電解水殺菌機(jī)理進(jìn)行了研究，多數(shù)認(rèn)為電解水的殺菌作用是有效氯、活性氧和高氧化還原電位共同作用的結(jié)果，電解水的殺菌機(jī)理仍有待進(jìn)一步研究和探討。

電解水可以替代化學(xué)藥物對(duì)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境消毒，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)綠色畜禽產(chǎn)品的重要途徑之一。研究表明，有效氯濃度為250毫克/升的微酸性電解水對(duì)雞舍進(jìn)行噴霧消毒（噴霧量為120毫升/平方米），雞舍地面、墻壁、料槽表面和水線表面的微生物數(shù)量分別減少了83.8%、91.3%、58.3%和94.4%。南松劍等研究表明，有效氯濃度為80毫克/升的中性電解水對(duì)雞舍空氣的滅菌率為80.2%，滅菌效果顯著優(yōu)于百毒殺、安滅殺和威蘭金碘，而百毒殺、安滅殺和威蘭金碘的殺菌率分別為75.2%、68.7%和54.0%。同時(shí)，有效氯濃度為80毫克/升的中性電解水對(duì)雞舍墻壁、水線、料線、地面的殺菌率分別為77.9%、73.5%、70%、76.6%，滅菌效果顯著優(yōu)于百毒殺、安滅殺和威蘭金碘。倪莉等研究證明，使用有效氯濃度為100毫克/升的微酸性電解水對(duì)雞舍進(jìn)行噴霧消毒后（噴霧量為120毫升/平方米），地面、墻壁和養(yǎng)殖設(shè)施表面的大腸桿菌減少65%以上，顯著高于有效成分濃度為165毫克/升的苯扎氯銨溶液和有效成分濃度為312毫克/升的雙癸基二甲基溴化銨溶液。

2.二氧化氯。二氧化氯是一種強(qiáng)氧化劑，被世界衛(wèi)生組織確定的一種安全、高效的強(qiáng)力殺菌劑，對(duì)細(xì)菌和病毒有極強(qiáng)的滅活能力，該消毒劑是國(guó)際上公認(rèn)的氯系消毒劑中較理想的替代產(chǎn)品。目前，被應(yīng)用于飲用水、醫(yī)院、餐飲用具、食品加工、水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域的消毒及除臭過(guò)程。二氧化氯和氯制劑不同，二氧化氯是以分子的狀態(tài)存在，極易穿透細(xì)胞膜而進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，利用極強(qiáng)的氧化作用破壞轉(zhuǎn)磷酸酶使細(xì)胞死亡。2003年SARS流行期間，國(guó)家衛(wèi)生部曾在傳染病控制指導(dǎo)性文件中明確規(guī)定二氧化氯可以應(yīng)用于空氣消毒。此后，人們對(duì)二氧化氯的關(guān)注度越來(lái)越高。在此之前的研究中，二氧化氯的濃度相對(duì)較高，但是目前越來(lái)越多的研究趨向于低濃度二氧化氯的消毒效果，尤其是研究低濃度二氧化氯對(duì)物體表面及空氣的殺菌效果。尤其二氧化氯氣體消毒可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)出擊，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體正面消毒，還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體背面和側(cè)面的消毒，實(shí)現(xiàn)空間范圍內(nèi)全方位、無(wú)死角的消毒。

空氣消毒方面：朱獻(xiàn)忠等通過(guò)試驗(yàn)表明，當(dāng)二氧化氯氣溶膠的粒徑越小，在空氣中懸浮的時(shí)間越長(zhǎng)，與空氣及物體表面接觸的時(shí)間越長(zhǎng)，殺菌效果越好。趙紫華等研究標(biāo)明，當(dāng)二氧化硫氣體濃度為1.5ppm（百萬(wàn)分比濃度），消毒時(shí)間為30分鐘時(shí)，對(duì)白葡萄球菌的殺滅率達(dá)到99.5%；當(dāng)二氧化硫氣溶膠濃度為1.5ppm，消毒時(shí)間為30分鐘時(shí)，對(duì)白葡萄球菌的殺滅率達(dá)到99.4%。陳惠珍等用0.9ppm的二氧化氯氣體對(duì)白色葡萄球菌作用30分鐘后，對(duì)白色葡萄球菌的殺滅率達(dá)到100%，消毒時(shí)間60分鐘后，對(duì)自然菌的滅菌率為95.11%。奚小艷等研究證明，當(dāng)二氧化氯氣體濃度為0.3ppm，消毒時(shí)間為60分鐘時(shí)，對(duì)空氣中自然菌的滅菌率達(dá)99.8%。

物體表面消毒方面：朱獻(xiàn)忠等研究表明，當(dāng)二氧化氯濃度為0.44ppm，消毒時(shí)間為20分鐘時(shí)，二氧化氯可以100%殺滅大腸桿菌及金黃色葡萄桿菌。李忠銘等研究表明，當(dāng)二氧化氯氣體濃度在0.31～0.36ppm，消毒時(shí)間為60分鐘時(shí)，二氧化氯對(duì)大腸桿菌的滅菌率達(dá)到99.5%。劉璐等試驗(yàn)證實(shí)，濃度為0.54ppm的二氧化氯氣體作用40分鐘，大腸桿菌的滅菌率達(dá)到99.9%。同時(shí)，低濃度的二氧化氯氣體在預(yù)防真菌感染方面也具有良好的效果。

3.中草藥消毒劑。中草藥是我國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的瑰寶，許多中草藥具有天然殺菌、抑菌和抗病毒的作用，由于中草藥毒副作用小、刺激性小，成本較低，故中藥源消毒制劑具有廣闊的應(yīng)用前景和研究?jī)r(jià)值。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院家禽研究所范建華等從蘆薈、苦楝、麻籽、皂莢、苦參根等多種植物提取有效成分，做了體外抑菌試驗(yàn)，結(jié)果表明該中藥復(fù)方消毒劑對(duì)禽巴氏桿菌、沙門(mén)氏菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌都有較好的體外抑制效果。范建華等同樣用此中藥復(fù)合消毒劑對(duì)雞舍空氣環(huán)境的凈化做了研究，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)濃度的中藥消毒劑消毒4小時(shí)，殺菌率分別達(dá)到95.88%和97.32%，消毒后10小時(shí)分別為95.07%和99.12%，消毒24小時(shí)后殺菌率仍維持在90%以上。王金和等選取大黃、艾葉等中草藥制備了復(fù)方中草藥消毒劑，并進(jìn)行了消毒試驗(yàn)，結(jié)果表明以大黃、艾葉等中草藥組方對(duì)金黃色葡萄球菌作用10分鐘時(shí)，殺滅率達(dá)99.9%；作用30分鐘時(shí)，殺滅效果可達(dá)100%；對(duì)大腸桿菌作用10分鐘以上，殺滅率達(dá)100%；對(duì)枯草芽孢桿菌作用15分鐘以上殺滅率達(dá)99.9%。

4.其他生物類(lèi)消毒劑。除了中草藥消毒劑，生物消毒劑還包括抗菌肽、噬菌體、生物酶等為主要成分的消毒劑。

抗菌肽是生物體經(jīng)誘導(dǎo)產(chǎn)生的一種具有抗菌活性的小分子多肽，目前從生物體中分離獲得的抗菌肽已超過(guò)1000種?？咕氖怯缮矬w的防御系統(tǒng)產(chǎn)生的，具有抗多種微生物的生物活性物質(zhì)，主要用于抵抗和殺滅外源性致病微生物。國(guó)際上研究較多的抗菌肽既有來(lái)源于高等動(dòng)物，也有來(lái)源于一些低等昆蟲(chóng)的肽類(lèi)物質(zhì)。

噬菌體可以專(zhuān)一感染某種細(xì)菌，鉆入細(xì)菌細(xì)胞并擴(kuò)增，同時(shí)產(chǎn)生裂解酶，高度專(zhuān)一、快速裂解細(xì)菌細(xì)胞壁，殺死細(xì)菌并釋放出新生的病毒。噬菌體的最大特點(diǎn)就是可以特異侵染特定的細(xì)菌，可以在菌體內(nèi)逐漸增殖，進(jìn)而使其裂解，最終殺死細(xì)菌。由于它感染細(xì)胞的特異性很強(qiáng)，不會(huì)對(duì)細(xì)胞造成影響，故其用于機(jī)體內(nèi)和機(jī)體外殺菌都會(huì)有很好的應(yīng)用前景。生物酶廣泛存在于高等動(dòng)物、原生動(dòng)物、昆蟲(chóng)、植物和各種微生物中，它是一種高效、高度專(zhuān)一、具備生物酶性質(zhì)的生物催化劑，在作用過(guò)程中噬菌體本身并不消耗。

四、討論

以上幾種新型消毒劑，由于殺菌高效、廣譜、安全，對(duì)環(huán)境殘留少等優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到關(guān)注，但也存在一定不足。電解水的穩(wěn)定性較差，在室溫暴露的條件下容易自行分解，很難長(zhǎng)期保存，需現(xiàn)制現(xiàn)用。二氧化氯同樣不穩(wěn)定，可以與很多化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，在遇光、受熱、撞擊或者發(fā)生震動(dòng)的情況下，極易分解，所以二氧化氯不適合運(yùn)輸和長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存，也需要現(xiàn)場(chǎng)制備，目前有各種型號(hào)二氧化氯發(fā)生器的產(chǎn)生，或者使用一元二氧化氯產(chǎn)品。中草藥消毒劑有效成分復(fù)雜，起到殺菌作用的主要成分和殺菌機(jī)制難以闡明，而且中草藥提純工藝復(fù)雜，單純一種中草藥效果有限，需要復(fù)配才能達(dá)到理想效果。其他生物酶類(lèi)消毒劑也是有同樣的問(wèn)題，需將不同的酶類(lèi)消毒劑進(jìn)行復(fù)配，組合成復(fù)合生物酶消毒劑，可克服酶類(lèi)消毒劑有消毒譜單一的缺點(diǎn)。

對(duì)于消毒方式，目前養(yǎng)殖場(chǎng)多用手壓式噴霧消毒，手壓式噴霧器對(duì)消毒劑的微化程度比較小，其噴出的消毒液顆粒比較大，很容易沉落到地面上，不能長(zhǎng)時(shí)間地漂浮在空氣中，所以對(duì)空氣的消毒效果有限。氣溶膠消毒噴出的霧滴粒徑一般在50微米以下，有的可以達(dá)到10微米以下，這樣消毒液可以長(zhǎng)時(shí)間懸浮在空氣中，能夠殺死附著在空氣灰塵顆粒上的病毒、細(xì)菌。電解水、二氧化氯、中草藥等均可通過(guò)氣溶膠的方式對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)消毒，尤其適用于封閉空間的消毒，消毒效果明顯優(yōu)于手壓噴霧式消毒。在以上介紹的幾種消毒劑中，二氧化氯在自然狀態(tài)下為氣體，二氧化氯消毒產(chǎn)品一般為液態(tài)或固態(tài)，可以通過(guò)二氧化氯氣體發(fā)生器將二氧化氯水溶液轉(zhuǎn)化成二氧化氯氣體。二氧化氯氣體除了可以對(duì)舍內(nèi)空氣、養(yǎng)殖設(shè)施表面進(jìn)行消毒，而且還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)飼料消毒、水線內(nèi)表面消毒、下水道消毒、糞道消毒等。

文中介紹的幾種環(huán)保型消毒劑，在養(yǎng)殖生產(chǎn)中具有良好的應(yīng)用前景，幾種消毒劑可交替使用，替代或部分替代常規(guī)消毒劑對(duì)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境、設(shè)施進(jìn)行殺菌消毒、除臭、除塵，達(dá)到防疫防病的目的，提高畜禽舍的空氣質(zhì)量，減少環(huán)境污染，保護(hù)飼養(yǎng)人員的健康，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)綠色禽畜產(chǎn)品和保持無(wú)病原無(wú)污染的養(yǎng)殖環(huán)境?？傊?，隨著我國(guó)養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，對(duì)養(yǎng)殖環(huán)境和畜產(chǎn)品的安全越來(lái)越重視，環(huán)保型消毒劑是未來(lái)研究和推廣的重點(diǎn)。