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酸性氧化电位水保存后的特性及消毒效果

陈为民1.2,徐显干1.2,肖贤明1

  摘要:目的研究酸性氧化电位水在保存过程中理化指标与消毒能力的变化,为其推广应用提供理论依据。方法在常温、封闭、不避光的保存条件下,在保存0、3、7、10、17、24、31、38、45、52、59、66 d时,测定酸性氧化电位水的pH值、ORP、有效氯浓度及其作用20 min时对枯草杆菌黑色变种芽孢(ATCC9 372)的消毒能力。结果酸性氧化电位水在保存过程中,pH值略有降低,由2.5下降至2.47;变化最大的指标是有效氯浓度,保存到10 d,损失率超过50%,保存到66 d ,已检测不到有效氯浓度;ORP在保存的前45 d内,电位降低较缓慢,一直维持在1 100 mV以上,保存52~66 d,电位迅速下降,从1 050 mV降至612 mV。在保存的前7 d内,酸性氧化电位水的灭菌率均为100%。保存7 d后,灭菌率明显下降,在保存10 d后,灭菌率不到90%,在保存45 d后,灭菌率仅为51%,可认为已基本失去消毒能力。结论酸性氧化电位水在常温、封闭、不避光的保存条件下,有效期为7~10 d,有效氯的衰减可能是导致其在保存过程中消毒能力降低的主要原因。
关键词:消毒;酸性氧化电位水;保存期
中图分类号:R123.6          文献标识码:A
Storage Characteristics and Disinfection Effect of Electrolyzed-oxidizing Water CHEN Wei-min, XU Xian-gan, XIAOXian-ming. State KeyLaboratoryof Organic Geochemistry, Guangzhou Institute of Geochemistry, Chinese Academyof Sciences, Guangzhou, Guangdong 51064, China

Abstrac:Objective The aimo fthe paper is toi nvestigate the alteration ofthe physical-chemical properties and disinfection effect of electrolyzed-oxidizing water during storage,and to provide theory support for its application. Methods  A typical electrolyzed-oxidizing water was stored under a closed and light condition for 66 days and its physical-chemical parameters and disinfection effect were measured at fixed periods. Results The results showed that the chlorine loss ofthe electrolyzed-oxidizing ater was quite fast and reached 50%and 100%after 10 days and 66 days ofs torage period respectively, the pH value was quite stable, from 2.5 to 2.47. The oxidation-reduction potential(ORP)of the water decreased slowly only from 1 146 mV to 1 100 mV within 45 day, but decreased rapidlya fter 45 days ofstorage. The results alsos howed that the inactivation ofB acillus subtilis var
niger spores by the electrolyzed-oxidizing water also decreased rapidly after one week of storage, from 100%(the first week)to less than 90%(after 10 days). Conclusion The electrolyzed-oxidizing water can keep its strong disinfection effect after 7-10 days of storage. It was believed that the chlorine loss from the electrolyzed-oxidizing water was the main reason for the decrease of its disinfection effect duringstorage.

Key words: Disinfection; Electrolyzed-oxidizingwater; Storage

  酸性氧化电位水又称氧化电位水、强氧化离子水、酸化电位水,其特点是氧化还原电位(ORP)较高,一般在1 100 mV以上;pH值较低,一般为2~3;含有一定量的有效氯,浓度一般为30~100 mg/L[1-3]。与传统消毒剂相比,酸性氧化电位水无毒,消毒后还原为普通水,无残留污染 [4-6];具有极强的杀菌能力,在无有机物影响时,能在5 s内100%杀灭大肠杆菌、沙门菌、金黄色葡萄球菌, 在10 s内100%杀灭艾滋病毒, 在10~20min内100%杀灭桔草杆菌黑色变种芽孢 [4-7]。1998年,它被美国EPA认可作为杀菌产品, 2002年被国家卫生部确认为可推广使用消毒剂。同年,WHO认可它是21世纪环保型消毒剂。近年来,国内学者对酸性氧化电位水的生产条件、消毒性能、保存条件及应用等方面进行了相关研究 [2-13]。然而,仍有一些关键性问题尚缺乏系统深入地研究, 如酸性氧化电位水的保存时间,其OPR、pH值、有效氯浓度随保存时间的变化规律及其与消毒能力之间的关系等。笔者对酸性氧化电位水在保存过程中理化指标的变化规律及其对消毒能力的影响进行了研究。

1材料与方法
1.1酸性氧化电位水的制备和理化性质的测定采用T-3型酸性电解水生成器(广州赛爱公司)制备酸性氧化电位水,通过调节NaCl浓度及电解器功率可使其有效氯浓度在30~80mg/L之间。采用PHS-2C型pH/ORP计(上海雷磁公司),并分别用pHS-2A型pH探头(上海雷磁公司)和E-201-C型ORP探头(上海伟业公司)测定酸性氧化电位水的pH值和ORP,根据美国公共卫生协会1975年提出的碘量法测定酸性氧化电位水的有效氯浓度。本研究所用的酸性氧化电位水pH值为2.5,ORP为1146mV,有效氯浓度为45.8mg/L。

1.2酸性氧化电位水的保存实验
  将生产的酸性氧化电位水装于12个1.5 L的聚乙烯瓶,在常温、封闭、不避光的条件下保存。分别在保存0、3、7、10、17、24、31、38、45、52、59、66 d时,取1瓶测定其酸性氧化电位水的pH值、ORP及有效氯浓度;同时,以枯草杆菌黑色变种芽孢(ATCC 9372)为消毒对象,按照卫生部《消毒技术规范》(2002)[14]规定的方法,检测酸性氧化电位水的消毒能力。为保证结果的可比性,已开封使用过的样品不再使用。为对比酸性氧化电位水在不同保存时间的消毒效果, 首先需确定100%杀灭枯草杆菌黑色变种芽孢的最短消毒时间。本研究酸性电位水100%杀灭枯草杆菌黑色变种芽孢的最短消毒时间为20 min。因此,本研究消毒时间均选定为20 min。

基金项目:广东省科技厅基金(2005B32401007,200483330101009)
作者简介:
1.中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室(广东广州510640);
2.中国科学院研究生院(北京100049)
作者简介:陈为民(1969-),男,博士研究生,从事新型消毒剂的研究。

2结果与讨论
2.1不同保存时间的酸性氧化电位水理化指标的变化表1可见,酸性氧化电位水在保存过程中,pH值略有降低,由2.5下降至2.47;变化最大的指标是有效氯浓度,保存到10 d,损失率超过50%,保存到66 d,已检测不到有效氯浓度;ORP在保存的前45 d内,电位降低较缓慢,一直维持在1 100 mV以上,保存52~66 d,电位迅速下降,从1 050 mV降至612 mV。表1不同保存时间的酸性氧化电位水中有效氯浓度、ORP、pH值及灭菌率的变化

  当有效氯浓度在1.5 mg/L时,ORP仍可高达1 050 mV,酸性氧化电位水仍属高电位体系,当有效氯浓度小于1.5 mg/L后,ORP迅速降低。这说明对于酸性氧化电位水,只要有很低含量有效氯浓度,就能维持高电位体系。

2.2 不同保存时间的酸性氧化电位水消毒能力的变化
  表1可见,在保存的前7 d内,酸性氧化电位水的灭菌率均为100%;保存7 d后,灭菌率明显下降;保存到10 d,灭菌率不到90%;保存到45 d,灭菌率仅为51%,可认为已基本失去消毒能力。由此可见,酸性氧化电位水在封闭、不避光的保存条件下,有效期为7~10d。

2.3 影响酸性电位水消毒能力的因素探讨
  关于酸性氧化电位水的杀菌机制有一个认识过程。最初认为,其杀菌的主要因素是高电位与低pH值,这主要依据微生物适宜生存环境的pH值为4~9,ORP为400~900 mV[1]。其后有人认为,酸性氧化电位水中的次氯酸对消毒起决定性作用[1]。近年来,比较公认的观点是酸性氧化电位水的杀菌机制是综合的,高电位、低pH值及一定含量的次氯酸起到明显的协同杀菌的效果[2-6]。

  本研究结果显示,酸性氧化电位水的ORP与灭菌率间没有十分明确的关系,在高电位体系(ORP在1100mV以上)条件下,灭菌率为51%~100%。而有效氯浓度对灭菌率却有显著影响,当有效氯浓度大于30.0 mg/L时,灭菌率为100%;当有效氯浓度低于30 mg/L时,灭菌率明显降低。这说明,酸性氧化电位水含有一定浓度的有效氯是维持其强消毒能力的必备条件,次氯酸分子在酸性氧化电位水消毒中起了主导作用。

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