二氧化氯在水產養殖中的研究進展(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、殺菌原理及作用的研究情況進行介紹，以期使水產養殖戶能更合理地使用此消毒劑。

一、二氧化氯的理化性質及殺菌原理

1.理化性質

二氧化氯具有很強的氧化能力，與有機物及腐殖質反應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，且性質非常穩定，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的條件下表現出最佳的穩定性(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，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定的，當溶液中濃度高于10%(質量/體積)或空氣中大于10%(體積/體積)時，易發生低水平爆炸(黃君禮，2010；袁海濤等，2010)。

二氧化氯在1983年就被世界衛生組織(WHO)和世界糧農組織(FAO)認定為A1級消毒劑。

2.殺菌原理

二氧化氯對細菌、病毒和孢子都有極強的破壞作用，相關原理十分復雜。雖然已經對其開展了很多研究，但到現在還沒有找到明確的靶點。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)發生反應，從而使蛋白質失活(Noss C I等，1986)。Ogata N(2007)的研究從氨基酸水平上解釋了蛋白質失活的機制，證明二氧化氯與蛋白質不發生涉及氯原子的取代反應。二氧化氯可以對遺傳物質DNA產生損傷(Napolitano M J等，2006)。

(2)微生物個體層面。二氧化氯對細菌的形態破壞并不明顯，但劉靜等(2021)研究指出，二氧化氯可以滲透并氧化定位在細胞表面的蛋白質上，導致細胞代謝紊亂，同時可以改變細胞膜的通透性，抑制呼吸，還能改變外膜蛋白質和脂類的構成，導致細胞內一些小分子物質發生胞外泄漏。

二、二氧化氯與其他消毒劑對比

在水產獸藥名錄里，消毒劑有26個，其中水產養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小時內對異養菌的殺死率保持在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的氧化能力。鄭宗林等(2015)研究二氧化氯對草魚池塘環境異養菌數量變化時，全池潑灑二氧化氯，發現使用量達到3 750克/公頃(水深平均1.4米)，即使用量達到0.27毫克/升時，即可降低水體和底泥中的有害菌數量。覃惠明等(2019)使用二氧化氯對水體進行消毒，所用二氧化氯的含量按五步碘量法測算為6%(質量/質量)，當每畝水面(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%；使用量達到300克(0.45毫克/升)，對兩種細菌的殺滅率均達到100%。杜宗君等(2011)以嗜水氣單胞菌為受試菌株，檢測了7種二氧化氯產品的殺滅效果，最終結果顯示，3種效果好的產品在0.06毫克/升起到顯著的殺菌作用，另外稍差的3種產品在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，其殺菌濃度更是達到了極低水平。MORINO等(2020)設計了一間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，最終結果指出，在濃度為0.03毫克/米3時，只要持續作用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、對環境友好性、穩定性、腐蝕性以及刺激性，筆者將二氧化氯與其他消毒劑進行了詳細對比(表1)。

表1 二氧化氯與其他消毒劑的對比

(待續)