二氧化氯与氯 气在水体中的杀菌机理对比

只看结论：

①ClO₂对细菌有很好的灭菌效果，并可在pH=3~9范围内有效的杀死细菌。而液 氯只在近中性条件内（pH=6.5~8.5）可有效杀灭细菌。

②ClO₂杀菌效果优于，相对于液 氯，ClO₂所需投量较少、杀菌速率快。

③ClO₂与液 氯的杀菌效果不同，主要在于两者性质不同，并且可能与透过细胞膜的方式不同有关。

正文：

ClO₂在常温常压下是一种深黄绿色气体，具有与Cl₂相类似的气味；ClO₂易溶于水，ClO₂比Cl₂的溶解性大5倍；ClO₂以AB₂的共振结构存在，虽然ClO₂分子的电子结构呈不饱和状态，但在水中仍以单分子型存在，非常稳定。ClO2与有机物的反应为氧化反应，而与Cl₂的氯化反应不同，这是ClO₂消毒水中不形成有机卤代物的原因所在。

ClO₂的一些电极反应及其电极电位：

ClO₂+4H⁺+5e^-↔Cl^-+2H₂O

可见，ClO₂的氧化能力与溶液的酸碱性有关，溶液酸性越强ClO₂的氧化能力越强。

而液 氯在水中极易水解：

Cl₂+ H₂O↔HOCl+H⁺+Cl^-

HOCl↔H⁺+OCl^-

在水处理条件下（pH=7.0）。起杀菌作用的主要是HOCl，其杀菌效果比OCl^-高近80倍。pH值愈高，HClO离解就愈多，如pH≥8时就达到76.8%的OCl^-，消毒效果就愈差。由研究表明，ClO₂可在pH=3.0~9.0范围内杀灭细菌，而液 氯只在近中性的条件下可有效地杀灭细菌。

ClO₂的杀菌作用主要是通过渗入细菌细胞内，将核酸（RNA或DNA）氧化后，从而阻止细菌的合成代谢，并使细菌死亡。由于ClO₂在水中以分子型体存在，所以易穿透细胞膜。同时，ClO₂的有效氯含量为263%它的氧化能力是氯 气的2.6倍，使其杀菌效果明显高于液 氯。由研究表明，为达到同一杀菌效果，ClO₂所需的最低时间远小于液 氯。

注：K平均——杀菌常数，由试验数据求得

T_min——达99.9%消毒效果所需要的最低时间

一般来说，由于细菌细胞表面带有负电荷，所以，Cl₂水解后带负电荷的OCl^-几乎不起杀菌作用，而中性的HClO可起杀菌作用。相反，细胞表面带电性对以单分子型存在的ClO₂进入细胞内并无影响。

液 氯中HClO含量在pH3~7之间较高，但当pH值为6.8~8.5之间时液 氯的杀菌能力较强。我们认为，影响液 氯消毒能力的不仅是HClO所占的比例，还与细菌细胞的代谢活力有关。当pH值为6.8~8.5时，细胞膜中渗透酶的活性较高，可通过促进扩散或主动运输将HClO运输至细胞内。而当pH值在3~6范围内，尽管HClO所占比例高，但由于渗透活性低，所以灭菌能力较低。而当pH高于8.5时，液 氯主要以OCl^-型体存在，所以灭菌能力很弱。ClO₂透过细胞膜可能为单纯扩散，由于不需要载体蛋白（渗透酶）运输，所以pH改变并不会影响ClO₂进入细胞内。由试验结果可见，pH的改变对ClO₂的杀菌效果几乎无影响。

综上所述：

①ClO₂对细菌有很好的灭菌效果，并可在pH=3~9范围内有效的杀死细菌。而液 氯只在近中性条件内（pH=6.5~8.5）可有效杀灭细菌。

②ClO₂杀菌效果优于液 氯，相对于液 氯，ClO₂所需投量较少、杀菌速率快。

③ClO₂与液 氯的杀菌效果不同，主要在于两者性质不同，并且可能与透过细胞膜的方式不同有关。

文章来源：《新型水处理剂》--二氧化氯技术与应用