点击显示 收起
【摘要】 目的 为了解pH值、有机物对二氧化氯消毒剂杀菌效果的影响，对其进行了实验室杀菌效果及稳定性等实验观察。方法 二氧化氯消毒剂经54℃温箱存放14d，采用丙二酸-碘量法，测定二氧化氯含量与存放前比较。通过调节二氧化氯消毒剂溶液的pH和在菌悬液中加入小牛血清，进行悬液定量杀菌试验。结果 经54℃温箱存放14d，pH值11.02～1.40，二氧化氯含量下降率为4.20%～23.63%不等。25mg/L二氧化氯，作用5min，pH值为11.0～2.0时，对大肠杆菌杀灭率为65.78%～100.00%，对金黄色葡萄球菌杀灭率为74.85%～100.00%。1000mg/L二氧化氯，作用10min，pH值为11.0～2.0，对枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭率为36.85%～100.00%。芽孢悬液中含25%和50%小牛血清，对枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭效果有影响。结论 二氧化氯消毒剂pH值低于5.0时，稳定性较差。杀菌能力随溶液pH值升高和有机物含量的增加而下降。
关键词 二氧化氯消毒剂 杀菌效果 影响因素 稳定性 pH 有机物
Liu Xiuyan，Chen Xiping，Ding Pei，et al.
Institute of Environment Health and Related Product Safety，
Chinese Center for Disease Control and Prevention，Beijing100021.
【Abstract】 Objective In order to know the germicidal efficacy of chlorine dioxide disinfectant under the inˉfluence of pH and organic substance，their germicidal efficacy and stability were observed in laboratory.Methods The stability of chlorine dioxide disinfectant was observed after storing at54℃for14days.Germicidal test was made by adjusting pH.Results The descending rate of chlorine dioxide content ranged from4.20%to23.63%，and pH ranged from11.02to1.40after storing at54℃for14days.From pH11.0to2.0，the killing rates of Escherichia coli and Staphylococcus aureus exposed to the solution containing chlorine dioxide25mg/L for5min were65.78%to100.00%，and74.85%to100.00%.The killing rate of Spores of B.subtilis var.niger exposed to the solution contenting chlorine dioxide1000mg/L for10min was from36.85%to100.00%.Presence contenting25%and50%calf serum in the spore suspension had influence on its germicidal efficacy.Conclusion The stability of chloˉrine dioxide disinfectant decreases with decreasing of pH.However，its germicidal efficacy decreases with increasing of pH and organic substance.
Key words chlorine dioxide disinfectant germicidal efficacy influenceable factor stability pH organic substance
二氧化氯是一种强氧化剂，国内对二氧化氯的研究起步较晚，但发展较快，二氧化氯生产技术和应用技术的开发前景十分广阔。为进一步了解二氧化氯消毒剂的性能，通过调节二氧化氯消毒剂溶液pH值，观察了二氧化氯消毒剂对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭效果及对金属腐蚀作用。现将结果报告如下。
1 材料与方法
1.1 材料 试验所用二氧化氯消毒剂其主要成分是由亚氯酸钠、碳酸氢钠组成，使用前加柠檬酸活化，二氧化氯含量为15490mg/L，pH11.02。
1.2 稳定性试验 二氧化氯含量测定:取包装完整样品经（54±1）℃温箱存放14d。将活化剂加入二氧化氯消毒剂中，30min后测定二氧化氯含量（采用丙二酸-碘量法），与样品存放前比较，计算下降率。
1.3 菌悬液的制备（1）将大肠杆菌8099和金黄色葡萄球菌ATCC653818～24h琼脂斜面新鲜培养物，用含10g/L蛋白胨0.03mol/L磷酸盐缓冲液（PBS）洗下菌苔，稀释成试验所需菌悬液备用。（2）将枯草杆菌黑色变种ATCC9372第4代罗氏瓶培养物，镜检，当芽孢形成率达95%以上时，用无菌蒸馏水洗下菌苔，经离心、过滤、断链等收集芽孢液备用。试验时，芽孢悬液用含10g/L蛋白胨0.03mol/L磷酸盐缓冲液（PBS）稀释成试验所需浓度。
1.4 中和剂选择试验 试验菌为大肠杆菌8099和枯草杆菌黑色变种ATCC9372芽孢，按《消毒技术规范》悬液定量法进行试验，试验设8组。试验结果，第6、7、8组不长菌，第3、4、5组菌数在5×10 5 ～5×10 6 cfu/ml且组间菌数相差不超过10%，第1组不长菌或很少，第2组长菌量超过50cfu/ml，试验重复3次结果一致，为所选中和剂适宜。
1.5 悬液定量杀菌试验 用稀盐酸将消毒剂调节试验所需pH，用灭菌蒸馏水将消毒剂稀释到试验浓度，取消毒剂5.0ml加入试管中，置于19℃～21℃水浴5min后，加入试验菌悬液0.1ml混匀，作用至预定时间，取菌药混合液0.5ml加入到4.5ml中和剂中，中和10min后，倾注法接种，于37℃温箱培养48h（细菌繁殖体）和72h（细菌芽孢），观察结果，计算杀灭率。试验重复3次。
1.6 有机物影响试验 在枯草杆菌黑色变种芽孢悬液中分别加入10%、25%、50%小牛血清，与消毒剂作定量杀菌试验，方法同悬液定量杀菌试验。试验重复3次。
1.7 能量试验 用大肠杆菌18～24h肉汤培养物进行试验。用灭菌标准硬水（硬度为342mg/L）将pH5.0二氧化氯消毒剂稀释成含量500mg/L、1000mg/L、1500mg/L的试验浓度;将pH2.0二氧化氯消毒剂稀释成含量25mg/L、50mg/L、100mg/L的试验浓度。各取3.0ml分装于无菌试管中，分3次每次加入1.0ml菌悬液，混匀作用8min，取混和液接种5支含中和剂肉汤内，每管20μl，试验同时作阳性对照和阴性对照。置于37℃温箱培养48h，观察是否有菌生长。依照《消毒技术规范》规定，在第1次、第2次加菌试验的5管中均有2管以上无菌生长，且阳性对照管有菌生长，阴性对照管无菌生长，此试验浓度判定为最低有效使用浓度。试验重复3次。
1.8 对金属腐蚀性试验 将铝（D为700kg/m 3 ）、铜（D为8400kg/m 3 ）、碳钢（D为7800kg/m 3 ）、不锈钢（D为7750kg/m 3 ）分别制成直径为24.0mm，厚1.0mm，边缘有直径2.0mm小孔的金属片。试验时，取每种金属3片，去油，用120号粒度水砂纸磨光，去掉金属表面氧化层，洗净，烘干，天平称重（精确至0.1mg）。将每种金属各3片浸泡于二氧化氯消毒液中（片/200ml），24h换液1次，连续浸泡72h。同时，设空白对照组，用蒸馏水代替消毒剂对不锈钢片连续浸泡72h。清洗腐蚀产物，烘干，分别称重（精确至0.1mg），计算腐蚀速率（R）。 R=8.76×107×（M-Mt）/S·t·D
R为腐蚀速率（mm/a）;M、Mt分别为试验前后金属片重量（g）;t为浸泡时间（h）;D为金属材料密度（kg/m 3 ）;S为金属片表面积（cm 2 ）。
腐蚀级别判定标准:R≤0.010，属基本无腐蚀;0.010<R<0.100，属轻度腐蚀;0.100≤R<<1.000，属中度腐蚀;R≥1.000，属重度腐蚀。
2 结果
2.1 稳定性试验结果
经测定，二氧化氯消毒剂pH为11.0、8.0、5.0、1.4时，存放前二氧化氯含量分别为15490mg/L、22930mg/L、20800mg/L、12100mg/L。经54℃温箱存放14d后，二氧化氯含量分别为14840mg/L、20910mg/L、18300mg/L、9240mg/L。二氧化氯含量下降率分别为4.20%、8.81%、12.02%和23.63%（表1，图1）。
表1 稳定性性试验结果（略）
图1 消毒剂存放后二氧化氯含量下降率略
2.2 中和剂选择试验结果试验表明，以含2.5g/L硫代硫酸钠+5g/L吐温-80的PBS可有效中和含二氧化氯75mg/L和2000mg/L的消毒剂对大肠杆菌和枯草杆菌黑色变种芽孢的杀灭作用，并对培养基成分无影响，试验符合《消毒技术规范》规定的要求（表2）。
2.3 悬液定量杀菌试验结果试验结果表明，pH值为2.0和5.0时，作用5min，对金黄色葡萄球菌杀灭率达99.90%以上所需的二氧化氯浓度分别为2.5mg/L和50mg/L;作用10min，对金黄色葡萄球菌杀灭率达100.00%所需的二氧化氯浓度分别为5mg/L和75mg/L（表3）。
pH值为2.0和5.0时，作用5min，对大肠杆菌杀灭率达99.90%以上所需的二氧化氯浓度分别为2.5mg/L和50mg/L;作用10min，对大肠杆菌杀灭率达100.00%所需的二氧化氯浓度分别为2.5mg/L和75mg/L（表4）。
pH值为2.0和5.0时，作用5min，对枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭率达99.90%以上所需的二氧化氯浓度分别为25mg/L和2000mg/L;作用20min，对枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭率达100.00%所需的二氧化氯浓度分别为25mg/L和2000mg/L（表5）。表2 中和剂试验结果略
二氧化氯含量75mg/L，对大肠杆菌作用5min;二氧化氯含量2000mg/L，对枯草杆菌黑色变种芽孢作用5min，第6、7、8组全部无菌生长，结果为3次试验平均值
2.4 pH对杀菌效果影响试验结果 结果表明，二氧化氯浓度为25mg/L，作用5min，pH值≤3.0，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌杀灭率达99.99%以上;pH值≥5.0，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌杀灭率<90.00%。二氧化氯浓度为25mg/L，作用5min，pH值为2.0时，对枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭率达99.98%;当pH值≥3.0，对枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭率均达不到99.90%（表6、图2）。
图2 pH值对杀菌效果影响试验（略）
表3 二氧化氯消毒剂对金黄色葡萄球菌的杀灭效果 略
表4 二氧化氯消毒剂对大肠杆菌的杀灭效果 略
表5 二氧化氯消毒剂对枯草杆菌黑色变种芽孢的杀灭效果 略
2.5 有机物对杀菌效果影响试验结果 试验结果表明，pH2.0，25mg/L二氧化氯溶液，芽孢悬液中加入0%、10%和25%小牛血清，对枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭率>99.90%所需的时间分别为5min、5min和20min;而芽孢悬液中小牛血清含量提高到50%时，作用30min，对枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭率仅为99.76%，达不到消毒效果。
pH5.0，2000mg/L二氧化氯溶液，芽孢悬液中加入0%、10%、25%和50%小牛血清，对枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭率>99.90%，所需的时间分别为5min、5min、10min和20min。表6 pH对杀菌效果的影响试验结果 略
2.6 能量试验结果 结果表明，在能量试验中，pH2.0和pH5.0时，该消毒剂最低使用浓度分别为25mg/L和1000mg/L（表8）。
2.7 金属腐蚀性试验结果 试验表明，pH5.0，2000mg/L二氧化氯溶液，对四种金属片连续浸泡72h，对铝片有轻度腐蚀，对碳钢片、铜片和不锈钢片基本无腐蚀;pH2.0时，100mg/L二氧化氯溶液，对四种金属片连续浸泡72h，对铝、铜、碳钢片有中度腐蚀，对不锈钢片有轻度腐蚀（表9）。
表7 有机物对枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭效果的影响试验结果 略
表8 能量试验结果 略
表9 金属腐蚀性试验结果略
3 讨论
试验结果表明，经54℃温箱存放14d，pH值为7.90～11.02，二氧化氯消毒剂含量下降率<10%;pH值为1.40～4.84，二氧化氯含量下降率超过20%。pH值在5.0～11.0区域内，杀菌作用无明显变化，与Ridenour等报道，溶液pH值为6～10时，对二氧化氯消毒剂杀菌效果无明显影响基本一致 ［1］ 。pH值对能量试验也有很大影响，pH值为2.0，50mg/L二氧化氯为最低有效浓度;pH值为5.0，1000mg/L二氧化氯为最低有效浓度。菌悬液中含10%小牛血清，对二氧化氯消毒剂杀菌效果无影响;含25%和50%小牛血清，对二氧化氯消毒剂杀菌效果有较大影响，当pH值低至2.0时，50%小牛血清作用时间提高了6倍，对枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭效果仍达不到消毒效果。金属腐蚀性试验结果表明，pH值降低，对金属腐蚀性增加。
影响因素试验表明，二氧化氯消毒剂稳定性和对细菌的杀灭效果受pH值影响较大。pH值越低，有效含量下降越快，稳定性越差。而杀菌效果随pH值的下降而增强。Benarde等报道，溶液pH值可能是通过改变二氧化氯与其物质反应的速度而间接影响二氧化氯的杀灭微生物效果 ［2］ 。梁增辉等人报道，稳定性二氧化氯消毒剂的活化与pH有关，pH值愈低，其活化率愈高，杀菌能力愈强 ［3］ 。有机物对杀菌效果的影响随小牛血清含量增加而加大。与胡琦等报道，有机物对杀菌效果无明显影响不一致 ［4］ 。二氧化氯对细菌杀灭效果除受pH和有机物影响外，其配方组成及生产工艺不同也是重要的因素之一 ［5］ ，在研制过程中，一定要考虑二氧化氯消毒剂的影响因素。
参考文献
1 Ridenour GM，Ingols RS，Armbruster EH.Sporicidal properties of chloˉrine
dioxide.Water&Sewage Works，1949，96:1.
2 Benarde MA，Israel BM，Olivieri VP，et al.Efficiency of chlorine dioxide as a bactericide.Appl Microbiol，1965，13（5）:776.
3 梁增辉，扬宗芬，王福玉，等.pH值对稳定性二氧化氯消毒剂活化影响的研究.中国消毒学杂志，1990，7（1）:1.
4 胡琦，王延元，李枫，等.高效二氧化氯消毒餐洗剂的研究.中国消毒学杂志，2004，21（1）:17.
5 赵春兰，乔玫，贾英.四种品牌二氧化氯消毒剂对微生物杀灭效果的比较.中国消毒学杂志，2004，21（1）:14.
作者单位:100021中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所
（收稿日期:2004-08-04） （编辑海霞）