二氧化氯在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的研究進(jìn)展(上)

趙海永

(上海瑞兆生物科技有限公司，上海 201600)

二氧化氯是一種消毒劑，使用成本不高，有粉劑和泡騰片兩種。本文就二氧化氯的理化性質(zhì)、殺菌原理及作用的研究情況進(jìn)行介紹，以期使水產(chǎn)養(yǎng)殖戶能更合理地使用此消毒劑。

一、二氧化氯的理化性質(zhì)及殺菌原理

1.理化性質(zhì)

二氧化氯具有很強(qiáng)的氧化能力，與有機(jī)物及腐殖質(zhì)反應(yīng)幾乎不生成具有三致作用(致突變、致畸和致癌)的三氯甲烷。二氧化氯氣體呈辛辣的刺激性氣味，溶于水后會形成黃綠色液體，且性質(zhì)非常穩(wěn)定，既不水解也不聚合，在pH 2～9都以溶解的氣體存在。二氧化氯水溶液在pH為6的條件下表現(xiàn)出最佳的穩(wěn)定性(袁海濤等，2010)，在pH 6～9時，隨著pH的升高，殺菌效果會更好(韋明肯等，2012)。二氧化氯液體、氣體都具有明確的殺菌效果，氣體相對液體具有更高的滲透性。

二氧化氯可以分解水體中的一些有機(jī)污染物，如微囊藻毒素、溴氰菊酯、氯氰菊酯、草甘膦、硫化氫及有機(jī)硫化物等。二氧化氯消毒劑在正常使用濃度下屬于無毒級物質(zhì)，無致微核作用、未見有致突變作用(張曉煜，2006)。二氧化氯受陽光照射或者受熱后會漸漸分解，水溶液避光保存于低溫容器中是比較穩(wěn)定的，當(dāng)溶液中濃度高于10%(質(zhì)量/體積)或空氣中大于10%(體積/體積)時，易發(fā)生低水平爆炸(黃君禮，2010；袁海濤等，2010)。

二氧化氯在1983年就被世界衛(wèi)生組織(WHO)和世界糧農(nóng)組織(FAO)認(rèn)定為A1級消毒劑。

2.殺菌原理

二氧化氯對細(xì)菌、病毒和孢子都有極強(qiáng)的破壞作用，相關(guān)原理十分復(fù)雜。雖然已經(jīng)對其開展了很多研究，但到現(xiàn)在還沒有找到明確的靶點(diǎn)。不少研究從不同層面探討了二氧化氯的作用原理。

(1)生物學(xué)分子層面。二氧化氯可以和一些還原性的氨基酸(脯氨酸、組氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、色氨酸和蛋氨酸)發(fā)生反應(yīng)，從而使蛋白質(zhì)失活(Noss C I等，1986)。Ogata N(2007)的研究從氨基酸水平上解釋了蛋白質(zhì)失活的機(jī)制，證明二氧化氯與蛋白質(zhì)不發(fā)生涉及氯原子的取代反應(yīng)。二氧化氯可以對遺傳物質(zhì)DNA產(chǎn)生損傷(Napolitano M J等，2006)。

(2)微生物個體層面。二氧化氯對細(xì)菌的形態(tài)破壞并不明顯，但劉靜等(2021)研究指出，二氧化氯可以滲透并氧化定位在細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)上，導(dǎo)致細(xì)胞代謝紊亂，同時可以改變細(xì)胞膜的通透性，抑制呼吸，還能改變外膜蛋白質(zhì)和脂類的構(gòu)成，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)一些小分子物質(zhì)發(fā)生胞外泄漏。

二、二氧化氯與其他消毒劑對比

在水產(chǎn)獸藥名錄里，消毒劑有26個，其中水產(chǎn)養(yǎng)殖常用的包括碘制劑、醛制劑、氯制劑、過氧化氫、過硫酸氫鉀復(fù)合物粉。

1.二氧化氯的殺菌濃度極低

二氧化氯在極低濃度下就可以發(fā)揮效果，這是其他消毒劑所不具備的。

對于液體二氧化氯的殺菌能力，黃君禮(2010)研究指出，0.5毫克/升的二氧化氯在12小時內(nèi)對異養(yǎng)菌的殺死率保持在99%以上。劉靜等(2021)研究指出，二氧化氯含量高于0.6毫克/升時，對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌殺滅對數(shù)值高于3.00，即殺菌率高于99.9%；二氧化氯的含量為0.3毫克/升時，仍能有效殺滅表皮葡萄球菌、停乳鏈球菌。另Artés F等(2008)研究指出，二氧化氯在0.1毫克/升的濃度下仍具有很強(qiáng)的氧化能力。鄭宗林等(2015)研究二氧化氯對草魚池塘環(huán)境異養(yǎng)菌數(shù)量變化時，全池潑灑二氧化氯，發(fā)現(xiàn)使用量達(dá)到3 750克/公頃(水深平均1.4米)，即使用量達(dá)到0.27毫克/升時，即可降低水體和底泥中的有害菌數(shù)量。覃惠明等(2019)使用二氧化氯對水體進(jìn)行消毒，所用二氧化氯的含量按五步碘量法測算為6%(質(zhì)量/質(zhì)量)，當(dāng)每畝水面(水深1米)使用100克(0.15毫克/升)，對無乳鏈球菌的殺滅率為69.3%，對大腸桿菌的殺滅率為78.8%；使用量達(dá)到300克(0.45毫克/升)，對兩種細(xì)菌的殺滅率均達(dá)到100%。杜宗君等(2011)以嗜水氣單胞菌為受試菌株，檢測了7種二氧化氯產(chǎn)品的殺滅效果，最終結(jié)果顯示，3種效果好的產(chǎn)品在0.06毫克/升起到顯著的殺菌作用，另外稍差的3種產(chǎn)品在0.12毫克/升濃度下也能起到顯著的殺菌作用。

對于氣體二氧化氯，其殺菌濃度更是達(dá)到了極低水平。MORINO等(2020)設(shè)計了一間1米3的玻璃實驗室，在其中研究了二氧化氯氣體的滅菌效果，最終結(jié)果指出，在濃度為0.03毫克/米3時，只要持續(xù)作用2～3小時，就可對大腸桿菌、銅綠假單胞菌和鮑曼不動桿菌有較好的殺滅效果。

2.與其他消毒劑對比

綜合殺菌力、對環(huán)境友好性、穩(wěn)定性、腐蝕性以及刺激性，筆者將二氧化氯與其他消毒劑進(jìn)行了詳細(xì)對比(表1)。

表1 二氧化氯與其他消毒劑的對比

(待續(xù))