次氯酸鈉

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 次氯酸鈉的分子式是NaOCl，屬于*堿弱酸鹽，它清澈透明，是*種能完*溶解于水的液體。但由于次氯酸鈉液不易久存，次氯酸鈉多以電解低濃度食鹽水現(xiàn)場制備。

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 次氯酸鈉液體可通過電解食鹽水制備，這種設(shè)備稱為次氯酸鈉發(fā)生器。次氯酸鈉的生成過程可以通過化學方程式表達如下：

其總反應(yīng)表達如下：

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; NaCl + H2O → NaOCl + H2↑*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;

*nbsp;*nbsp;*nbsp; 電*反應(yīng)：

*nbsp;*nbsp;*nbsp; 陽*：*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 2Cl-*nbsp;- 2e → Cl2

*nbsp;*nbsp;*nbsp; 陰*：*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 2H+*nbsp;+ 2e → H2

*nbsp;*nbsp;*nbsp; 溶液反應(yīng)：*nbsp;*nbsp; 2NaOH + Cl2*nbsp;→ NaCl + NaOCl + H2O

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 當然，次氯酸鈉*液體以次氯酸鈉發(fā)生器生產(chǎn)為*佳。因為，它生產(chǎn)出的次氯酸鈉液體比較穩(wěn)定、單*，也容易保存，不含制氯廠出品的那些復(fù)雜甚至有害的成分。

關(guān)于次氯酸鈉發(fā)生器，我國已于1990年1月12日發(fā)布了GB 12176-90 國家標準。它是*種已經(jīng)認可、可以信賴、十分穩(wěn)定、并有權(quán)威資料可查詢的產(chǎn)品。次氯酸鈉發(fā)生器已經(jīng)有*百多年的歷史了，已經(jīng)證明是*種運行成本很低、*投加準確、*效果*佳的設(shè)備。

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; **而言，次氯酸鈉液還是具有明顯優(yōu)勢的。作為*種真正高效、廣譜、安*的?娏?、殺病毒藥劑，它同水的親和性很好，能與水任意比互溶，它不存在液氯、二氧化氯等藥劑的安*隱患，且其*效果被公認為和氯氣相當加之其投加準確，操作安*，使用方便，易于儲存，對環(huán)境無毒害，不存在跑氣泄漏，故可以在任意環(huán)境工作狀況下投加。

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 事實上，次氯酸鈉廣泛用于包括自來水、中水、工業(yè)循環(huán)水、游泳池水、醫(yī)院污水等等各種水體的*。次氯酸鈉還能夠破壞氰根離子，用作處理含氰廢水。高濃度的次氯酸鈉液體還可以用于剝離設(shè)備及管道上附著的沾泥[2]。

*nbsp;*nbsp;*nbsp; 次氯酸鈉的*原理主要是通過它的水解形成次氯酸，次氯酸再進*步分解形成新生態(tài)氧[O]，新生態(tài)氧的**氧化性使菌體和病毒的蛋白質(zhì)變性，從而使病源微生物致死。（氯氣*的原理亦同）。

根據(jù)化學測定，次氯酸鈉的水解受PH值的影響，當PH*過9.5*會不利于次氯酸的生成。但是，絕大多數(shù)水質(zhì)的PH值都在6—8.5，而對于PPM級濃度的次氯酸鈉在水里幾乎是完*水解成次氯酸，其效率高于99.99%。其過程可用化學方程式簡單表示如下：

NaOCl + H2O → HOCl + NaOH

HClO → HCl + [O]

*nbsp;*nbsp;*nbsp; 次氯酸在*、殺病毒過程中，不僅可作用于細胞壁、病毒外殼，而且因次氯酸分子小，不帶電荷，可滲透入菌（病毒）體內(nèi)與菌（病毒）體蛋白、核酸、和酶等發(fā)生氧化反應(yīng)，從而殺死病原微生物。*nbsp;

R-NH-R + HOCl → R2NCl + H2O

同時，氯離子還能顯著改變*和病毒體的滲透壓使其喪失活性而死亡。

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 在*方面，值得肯定的是，由于次氯酸鈉發(fā)生器所生產(chǎn)的*液中不象氯氣、二氧化氯等*劑在水中產(chǎn)生游離分子氯，所以，*般難以形成因存在分子氯而發(fā)生氯代化合反應(yīng)，生成不利于人體健康的有毒有害物質(zhì)。并且，次氯酸鈉也不會象氯氣同水反應(yīng)會*后形成鹽酸那樣，對金屬管道構(gòu)成嚴重腐蝕。不過，它同氨可以發(fā)生反應(yīng)，在水中生成微量的帶有氣味的氯氨化合物，但這種物質(zhì)也是*種安*的殺生藥劑，只是遠不及次氯酸鈉的殺生能力。

NH3*nbsp;+ HOCl → NH2Cl + H2O

NH2Cl + HOCl → NHCl2*nbsp;+ H2O

NHCl2*nbsp;+ HOCl → NCl3*nbsp;+ H2O

*nbsp;*nbsp;*nbsp; *運行成本而言，采用次氯酸鈉*的運行成本費用是很低的，稍比氯氣高*些。根據(jù)英國所統(tǒng)計的*組數(shù)據(jù)表明，次氯酸鈉同氯氣成本相比大約為1.05 ：1[3]。

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 使用次氯酸鈉*以采用次氯酸鈉發(fā)生器為*優(yōu)。以前，次氯酸鈉發(fā)生器未能在我國大范圍推廣的原因，主要是過去在陽*防腐材料方面不過關(guān)，其次是我國經(jīng)濟發(fā)展滯后和對水處理技術(shù)不夠重視，再次是次氯酸鈉發(fā)生器比氯氣的*次性投入要略高等因素造成的。

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 實際中，還有*些單位對水體*使用的是從氯堿工廠出產(chǎn)的次氯酸鈉液。事實上，氯堿工廠生產(chǎn)的次氯酸鈉液同次氯酸鈉發(fā)生器現(xiàn)場制備的次氯酸鈉液還是有*定區(qū)別的。次氯酸鈉是氯堿工廠生產(chǎn)過程中必然留下的*種副產(chǎn)品，它是通過堿液吸收多余的氯氣生成的。這是為了保障安*必須設(shè)置的*道工藝。對于大多數(shù)制氯堿的工廠來說，次氯酸鈉作為*種副產(chǎn)物，成分較復(fù)雜，還很容易分解。據(jù)*些報道分析，有些廠從經(jīng)濟效益上考慮，使用石墨做電*還產(chǎn)生出相當多的二惡因成分。

2OH-*nbsp;+ Cl2*nbsp;→ Cl-*nbsp;+ ClO-*nbsp;+ H2O

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; *般來講，該反應(yīng)通常在低溫下進行，因為低溫下*分子氯氣還可以同八分子水結(jié)合成暫時性的水合氯，它在水中呈游離氯狀態(tài)。這樣，當溫度略高時，它*會很自然地從水中釋放出來，不能長時間保存，很容易揮發(fā)失效，投加中也散逸出*些氯氣。另外，它需要大型塑料桶裝儲，占用*定空間，在運輸、儲存和管理上也還是比較麻煩的。所以，這種含有*定游離分子氯的次氯酸鈉溶液用于水體*，當然不及現(xiàn)場使用次氯酸鈉發(fā)生器好。但它還是比使用液氯**為安*可靠。

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 此外，還必須說明的是，采用次氯酸鈉*，不可避免地使水中存在*定鹽分。不過，由于投加是按每*噸水幾克的標準進行的，象自來水等流動水體根本*不存在累積的問題，*不可能產(chǎn)生咸鹽的感覺。對于游泳池水來說，某*個較短時期可能有*些累積的，但由于游泳池本身會定期對凈化設(shè)備進行反沖洗，因而需要補充*部分新鮮水，加之投加的量很小，約為百萬分之幾的量，從長期來看，池中也不會有鹽分累積，池水*不可能變得咸鹽的。通過我們的調(diào)查和走訪，我們也沒有發(fā)現(xiàn)哪*家用戶有使用次氯酸鈉發(fā)生器設(shè)備而造成池水變咸了的事例出現(xiàn)。

*nbsp;

二氧化氯

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 二氧化氯的分子式是ClO2，在高于11oC時，二氧化氯沸騰，成為*種黃綠色氣體。它是*種*活潑的化合物，稍經(jīng)受熱，*會迅速而爆炸性分解為氯氣和氧氣。二氧化氯具有比氯氣*大的刺激性和毒性。由于它是氣體，易于擴散，受熱又容易分解，在纖維表面停留時間較短，并且與水反應(yīng)還能生成具有較*漂白能力的HClO2, 能夠不降解和損傷纖維，所以在造紙、印染等行業(yè)得到很好應(yīng)用。二氧化氯作為*種*氧化劑，同樣具有和氯相似的殺生能力。

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 二氧化氯*其不穩(wěn)定，不能象次氯酸鈉那樣可以運輸，運輸中很容易發(fā)生爆炸事故，所以只有依靠現(xiàn)場制備。*般都是通過氯酸鈉同酸的反應(yīng)制備得到。但是，氯酸鈉與硫酸的反應(yīng)十分劇烈，所產(chǎn)生二氧化氯幾乎是爆炸性分解為氯氣和氧氣，這當然與硫酸在反應(yīng)中大量放出熱量有關(guān)。用化學方程式表達如下：

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 3NaClO3*nbsp;+ 3H2SO4*nbsp;→ 3NaHSO4*nbsp;+ 3HClO3

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 3HClO3*nbsp;→ 2ClO2↑ + HClO4*nbsp;+ H2O

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 2ClO2*nbsp; →*nbsp; Cl2↑*nbsp; +*nbsp; 2O2↑

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; *為溫和的方法是草酸與氯酸鈉的反應(yīng)生成二氧化氯氣體：

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 2NaClO3*nbsp;+ 2H2C2O4*nbsp;→ Na2C2O4*nbsp;+ 2H2O + 2CO2↑ +2ClO2↑

*nbsp;*nbsp;*nbsp; 國內(nèi)*些廠家采用鹽酸進行定量控制滴加氯酸鈉的方法生成二氧化氯，這種設(shè)備有的可以獲得*高不*過50%的二氧化氯和大于50%的氯氣。

*nbsp;*nbsp;*nbsp; *般來說，氯酸鈉與鹽酸發(fā)生反應(yīng)過程比較復(fù)雜*些。如果使用稀鹽酸反應(yīng)，生成物可以獲得二氧化氯和氯氣的混合物氣體[4]，但規(guī)模制備還必須設(shè)防爆裝置，操作也必須十分小心，因為二氧化氯受熱很容易爆炸性分解：

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; NaClO3*nbsp;+ HCl（稀） → NaCl + Cl2↑ + 2ClO2↑ + 2H2O

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 實際上，這個反應(yīng)也是分為兩步完成的，氯酸鈉先同鹽酸反應(yīng)生成氯酸和氯化鈉，氯酸隨后分解成二氧化氯、氯氣和水。

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 當使用濃鹽酸與氯酸鈉反應(yīng)時，生成物中只有氯氣放出，而沒有二氧化氯氣體[4]：

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; NaClO3*nbsp;+ 6HCl（濃） → NaCl + 3Cl2↑ + 3H2O

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 很顯然，在某*中間范圍的鹽酸濃度中，上述兩種反應(yīng)均有發(fā)生，可將上兩反應(yīng)方程式相加表述為[4]：

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; *nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; ClO3-*nbsp;+ 7Cl-*nbsp;+ H+*nbsp; →*nbsp; 4Cl2↑ + 2ClO2↑ + 5H2O

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 從上面方程表達式是來看，鹽酸同氯酸鈉反應(yīng)生成的二氧化氯含量是很不穩(wěn)定的，所生成氣體主要部分還是氯氣，少量為二氧化氯。

由于制取二氧化氯需要使用氯酸鈉或者氯酸鉀，所以運行成本很高，大約為次氯酸鈉運行成本的5倍以上[2]。此外，由于鹽酸容易揮發(fā)，并具有*烈腐蝕性，因此，在管理上相對比較麻煩，需要較多的安*容器來儲存保管。

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 在工業(yè)上，有*種制備二氧化氯水溶液的工藝[1]，工藝比較復(fù)雜，具體方法是：讓二氧化氮由底部向上通過*個填充塔，而氯酸鈉溶液由上往下流動，反應(yīng)方程式表達如下：

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; ClO3-*nbsp;+ NO2*nbsp;→ NO3-*nbsp;+ ClO2*nbsp;*nbsp;

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 這種水溶液濃度不高，處理起來比較安*（水溶液中二氧化氯含量*高30%時處理不當也會引起爆炸），溶解實際上是*個物理過程。置于日光下時，溶液會緩慢地分解成酸的混合物。但是，這種方式的運行成本*高，*般也不用于生活飲用水中*。

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 據(jù)有關(guān)資料記載，純二氧化氯用于水的*也與氯氣近似，但稍有所不同。它具有兩個氯氣不具備的特點：*是它使用的PH范圍廣，在PH6—10內(nèi)能有效地殺滅絕大多數(shù)的微生物；二是它不會與氨發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生令人不愉快的味道。但是，它在水中分解時會產(chǎn)生亞氯酸鹽這種副產(chǎn)品，如用于游泳池*，亞氯酸鹽長時間的積累起來會使水變黃，還會出現(xiàn)對皮膚和眼睛的刺激，*般采用投加*定量氯的辦法來消除[3]。

有些資料上有關(guān)于二氧化氯可以殺滅芽孢的說法，但具體機理和實際效果并不詳。目前，國內(nèi)使用二氧化氯用于自來水、中水等*非常成功的實例較少。由于所有氣體*劑溶解于水的能力較低，都存在非常不穩(wěn)定、不安*、易揮發(fā)的因素，很難使水體中達到應(yīng)有的余氯檢測量，故而，對自來水、游泳池等需要維持*定*藥量來說，二氧化氯*比較困難達標，其水體中余氯檢測值也較難得到保證。*何況，二氧化氯尚沒有氯氣那么高的氣壓可通過加氯機同水體形成暫時水合物的能力，所以，從技術(shù)上來講，大規(guī)模使用二氧化氯投加也還非常不現(xiàn)實。

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 通常認為，二氧化氯的*原理也是和氯氣*樣,少量二氧化氯先同水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生亞氯酸HClO2，亞氯酸是*種相當弱的弱酸，具有氧化漂白作用。

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 2ClO2*nbsp;+ H2O*nbsp; → HClO2*nbsp;+ HClO3

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 工業(yè)上*般并不直接使用二氧化氯，而是應(yīng)用亞氯酸鈉溶液進行漂白。通過將立時產(chǎn)生的二氧化氯水溶液和過氧化鈉混合即可得到單*的亞氯酸鈉。

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; *nbsp;*nbsp; 2ClO2*nbsp;+ Na2O2*nbsp;→ 2NaClO2*nbsp;+ O2

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 亞氯酸鈉是*種軟性漂白劑，通過水解逐步釋放出亞氯酸，可以漂白許多天然和合成纖維而不會使它們降解，也可以漂白油、油漆和蜂蠟等[1]。這*技術(shù)的出現(xiàn)和運用在時間上并不長。誠然，使用該技術(shù)，從設(shè)備投資到運行成本都是很高的，小規(guī)模的企業(yè)都難以承受。

國內(nèi)生產(chǎn)二氧化氯發(fā)生器的企業(yè)很少有掌握生產(chǎn)二氧化氯水溶液這種較高安*性技術(shù)的，多數(shù)都是采用氯酸鈉同鹽酸定量滴定，控制反應(yīng)生成量的辦法來實現(xiàn)。這樣的設(shè)備成本很低，但安*性是非常差的，稍不謹慎*會釀成事故，管理上需要特別細心。國家正在通過技術(shù)部門對于此類設(shè)備的安*性提出質(zhì)詢和鑒定，有關(guān)方面的專家要求對其進行技術(shù)規(guī)范或者取締和淘汰。

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 比如，在北京大學游泳館、北京的天壇醫(yī)院、二龍路醫(yī)院等單位使用二氧化氯用作水體*，都因相繼發(fā)生過安*事故而被迫停用。因為，受熱的二氧化氯很容易發(fā)生爆炸性分解，直接造成毒氣泄漏而污染環(huán)境：

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; *nbsp;*nbsp; 2ClO2*nbsp; →*nbsp; 2O2*nbsp;+ Cl2

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 此外，現(xiàn)在市面上還有*種采用與工業(yè)上使用電解飽和食鹽水生產(chǎn)氯氣完*相同的辦法，生產(chǎn)*種稱為可以制備出二氧化氯的設(shè)備。其實，通過隔膜隔離陰陽兩*，這之中98%以上還是產(chǎn)生的氯氣。從原理上講，電解飽和食鹽水*先是氯離子得到電子生成氯氣，*部分氯氣同水反應(yīng)*后生成次氯酸根離子，次氯酸根在電解中還可以進*步氧化生成亞氯酸根、氯酸根離子，它們受熱分解可以產(chǎn)生*氧化二氯、二氧化氯等氣體。但是，在這種電解方法中，生成亞氯酸根、氯酸根離子的效率是很低的。也*是說通過電解轉(zhuǎn)換成二氧化氯的效率不僅很低，而且這種方式?jīng)]有必要，既浪費電力，又很不經(jīng)濟。

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 并且，作為氯氣、二氧化氯這些比空氣重的氣體也是很容易泄漏的，并會沿地面進行擴散。*旦污染形成，這些有毒氣體*不可能在*個較短的時間里消除。由于氯氣劇毒，腐蝕性也很*烈，二戰(zhàn)時期希特勒*曾用來毒殺猶太人，所以氯氣*般由專門的氯堿工業(yè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，采用特制且干燥的氯氣瓶進行封裝和運輸。國家對氯氣還有專門安*機關(guān)監(jiān)管審查。

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 事實上，這種設(shè)備在實際使用中也不是很成功的，出現(xiàn)了很多問題。跑泄氯氣嚴重，隔膜*般半年左右*損壞了，維修頻繁，*投加也達不到水質(zhì)設(shè)定的要求。象東單游泳館、北京體育大學游泳館、國家體委訓練中心跳水館和*些醫(yī)院自安裝以后*無法正常使用，都不得不陸續(xù)改裝成使用次氯酸鈉進行*。

二氧化氯**的化學腐蝕性幾乎同氯氣*樣，而且它的毒性還是氯氣的四十倍。

*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp;*nbsp; 拿氯氣來講，現(xiàn)代醫(yī)學研究已經(jīng)證明，由于氯氣能同水中許多有機物發(fā)生氯化反應(yīng)，生成很多氯代有機物，而氯代有機物大多是*其有害健康的，比如生成的三氯甲烷、四氯甲烷、二惡因等氯代物。專家們也經(jīng)常在使用氯氣*的自來水中檢測到致癌的三氯甲烷、四氯甲烷等氯代物。據(jù)美國醫(yī)學學會統(tǒng)計，長期飲用使用氯氣*的自來水人群中，膀胱癌、直腸癌、結(jié)腸癌的發(fā)病率高對照組幾十倍，甚至上幾百倍[5]。

1979年，美國環(huán)保署*制定了**個有關(guān)氯化處理的飲用水中副產(chǎn)物含量的法規(guī)，限制供1萬人以上飲水的供水源中所有三鹵甲烷（其中三氯甲烷是*普遍的）不得*過每升100微克。1998年11月，美國環(huán)保署又通過了*個*加嚴格的水源標準，將三鹵甲烷的*限標準降低到每升80微克，同時還規(guī)定了其他有潛在危險的副產(chǎn)物，如溴酸鹽和鹵乙酸的*限，并規(guī)定水公司在用氯*之前，必須從水中清除活性有機化合物[5]。