次氯酸钠的优缺点

次氯酸钠溶液是一种用途极为广泛的广谱杀菌灭藻的强氧化剂，杀菌效力同氯气相当；同其他消毒剂相比较，次氯酸钠液能与水任意比互溶，彻底解决了像氯气、二氧化氯、臭氧等气体消毒剂所存在的难溶于水而不易做到准确投加的技术困难，消除了液氯、二氧化氯、臭氧等药剂时常具有的跑、泄、漏、毒等安全隐患；同时易于储存，易分解、无残留、对人体无毒无害，是一种较为理想的消毒方式。

因此近年来，国内越来越多的自来水厂改用安全性较高、投加设备简单的次氯酸钠消毒方式。

本文介绍了次氯酸钠消毒原理、制备、次氯酸钠消毒影响因素、在国内外给水消毒的应用现状，为推广次氯酸钠在饮用水消毒方面运用提供参考。

1.次氯酸的消毒机理

次氯酸钠的有效消毒成分与氯消毒的有效成分相同，均为水解产生的次氯酸（HOCl），HOCl为很小的中性分子，不仅可作用于细胞壁、病毒外壳，而且次氯酸分子小，不带电荷，还可渗透入菌(病毒)体内，与菌(病毒)体蛋白、核酸和酶等有机高分子发生氧化反应，从而杀死病原微生物，OCl-虽亦具有杀菌能力，但是带有负电，难于接近带负电的细菌表面，杀菌能力比HOCl差得多[9]。

生产实践表明，pH值越低则消毒作用越强，证明HOCl是消毒的主要因素。其次，次氯酸会进一步分解形成新生态氧［O］，新生态氧的极强氧化性使菌体和病毒上的蛋白质等物质变性，从而致死病源微生物[10]。

同时次氯酸钠溶液中含有的氯通过与细胞膜蛋白质结合，形成氮氯化合物，从而干扰细胞的代谢，最后引起细菌的死亡；

最后，次氯酸水解产生的氯离子还能显著改变细菌和病原体的渗透压，使其细胞丧失活性。一般认为次氯酸的氧化作用是其消毒的主要机理。

次氯酸钠水解过程可用化学方程式简单表示如下：

NaClO+ H2O → HClO+ NaOH

HClO → HCl + [O]

HOCl与细菌胞内有机物的反应可以简化为：

R-NH-R+HOCl→R2NCl+H2O

2.次氯酸钠消毒的优缺点

次氯酸钠杀菌效力同氯气相当，属于真正高效、广谱、安全的強力灭菌药剂。其优点主要有：

1.投加准确，与氯气相比，达到出厂水余氯含量，使用次氯酸钠溶液消耗相对较少。由于氯气在投加于水中时未能全部溶解，需要考虑一定的过量系数，投加同样量时次氯酸钠与水的亲和力好，能与水任意比互溶，效果比投加氯气要好，而且操作安全，使用方便；

2.次氯酸钠消毒的管网余氯衰减要比氯气消毒游离余氯衰减略慢，主要是次氯酸钠在水中的水解要比氯气慢，且呈碱性，更具有持续的消毒能力；

3.与氯气消毒相比，次氯酸钠安全风险较低，不存在泄露危害人体生命安全等问题，不产生有毒、有害副产物，有研究表明，次氯酸钠消毒时出厂水中二氯乙酸（DCAA）低于液氯消毒，而三氯乙酸（TCAA）二者基本相当。次氯酸钠消毒时出厂水中三卤甲烷（THMs）低于液氯，四氯化碳（CCl4）二者基本相当。总体，次氯酸钠消毒副产物量低于液氯。

4.次氯酸钠也不会象氯气同水反应会最后形成盐酸那样，对金属管道构成严重腐蚀。同时便于运输，原料易得。

但其亦有以下缺不足：

使用成本较氯气高（含设备投入）缺乏适合于饮用水使用的质量标准，成品次氯酸钠的质量难于控制，若非现场发生，运输量显著增加（一般质量浓度为10%）；可能存在无机副产物氯酸盐（ClO3-）问题。ClO-发生歧化反应生成：3ClO-→ClO3-+2Cl-

此反应共分为两步：

2ClO-→ClO2-+2Cl- 和 ClO2- +ClO-→ClO3-+Cl-

当次氯酸钠溶液中CLO-的含量越高（也就是次氯酸钠溶液的有效氯浓度），CLO-发生歧化反应的数量就越多，较高浓度的成品次氯酸钠溶液存放时间越长，CLO-发生歧化反应的数量也会越多。

采用氢氧化钠吸收氯气生产次氯酸钠的过程中，如果温度控制不当，也可能产生氯酸盐。

国家饮用水卫生标准（GB5749-2006）对CLO3-（氯酸根）的限值是0.7ppm，在全国水质抽样过程中，因为使用成品高浓度次氯酸钠溶液作为消毒的水厂发生氯酸根超标的现象时有发生。

3.影响次氯酸钠杀菌作用的因素

影响次氯酸钠消毒作用的因素主要有pH值，消毒剂的浓度、在水中的分布状态及接触时间，被消毒水体的性质以及温度。

pH值对次氯酸钠杀菌作用影响最大。次氯酸钠的杀菌作用主要依赖于溶液中未分解的次氯酸浓度，而HClO与ClO-相对比例主要取决于pH值，溶液pH值愈低，则未分解的次氯酸愈多，随着pH值上升，愈来愈多的次氯酸分解成氢与次氯酸根离子，当pH值＞10时，OCl-接近100%，当pH值＜5时， HOCl接近100%。当pH值=7.54时， HOCl和OCl-比例相当。

消毒剂的浓度、在水中的分布状态及接触时间，消毒剂的浓度越高，与微生物接触时间越长，总体灭活效率越高。其他条件不变，某种消毒剂对某一种微生物的灭活程度与消毒剂的浓度和接触时间成正比。常将CT值作为消毒系统设计和运行的控制指标，如，根据水质标准游离氯消毒时，出厂水余氯浓度0.3mg/L，接触时间30分钟，则设计的CT值为9min.mg/L。消毒接触池的设计应使消毒剂与水迅速混合均匀。

水中的悬浮颗粒物、还原剂、pH值等都会对氯消毒效果产生影响。由于悬浮颗粒屏蔽、包裹病原微生物，导致消毒效果不佳，造成用水安全隐患，同时有机物能消耗有效氯，降低其杀菌效能。

温度影响消毒剂的扩散及化学反应速度，在一定范围内，温度的升高能增强杀菌作用，此现象在浓度较低时较明显。