次lv化鈉酸鈉、二氧化lv化鈉和臭氧的比較

目前，從水體消毒的種類來說，有l(wèi)v氣、次lv化鈉酸鈉、漂白fen、三lv化鈉異氰尿酸(二lv化鈉異氰尿酸鈉)、二氧化lv化鈉、雙氧水、臭氧等藥劑和方式，此外還有紫外線消毒等一些手段。

由于lv氣在運輸、存儲方面存在安全隱患；在定量投加方面，因lv氣在水中的溶解度較低，lv氣容易散失，使得水中留存余量難以達到標準；同時，lv氣瓶氣壓不斷變化，存在投加計量不夠準確的問題；lv氣具有*的擴散性，對環(huán)境存在毒害作用；游離lv化鈉的高活性容易形成許多象四lv化鈉化碳一類的致癌物質(zhì)，故而，在常規(guī)消毒領(lǐng)域，取消液lv的主張越來越多，也日益受到人們的關(guān)注。

就拿lv氣的安全性來說，就始終是一個讓人時時警覺的問題。在我國，幾乎每年都有l(wèi)v氣罐泄漏的安全事故發(fā)生。lv氣作為危險品受到各國安全機關(guān)的嚴格管制。前些年，發(fā)生在福建三明火車站lv氣瓶運輸中的跑lv化鈉事件，造成幾千人的緊急疏散；在北京有些游泳場由于操作人員不謹慎，三分鐘的跑lv化鈉，就有37名孩子住進醫(yī)院。2005年3月29日18時50分，江蘇省淮安市境內(nèi)，一輛山東魯H－00099裝有液lv危險品的運輸車，行至京滬高速公路上行線103KM＋300M處，與一輛魯QA0938貨車相撞，導致魯H－00099側(cè)翻液lv泄漏。截止3月31日8時，此事故已造成28人中毒死亡，285人被送往醫(yī)院救治。事故發(fā)生后，有關(guān)部門立即組織疏散村民群眾近1萬人，造成京滬高速公路宿遷至寶應段關(guān)閉20個小時。我國的天津地區(qū)就明確規(guī)定公共娛樂場所禁用lv氣進行消毒。

在國外許多發(fā)達國家，如美國、德國、日本等對lv氣的使用有嚴格的限制，lv氣主要用于污水處理。而公用場所和中小型自來水廠一般不再使用液lv，而多使用次lv化鈉酸鈉液體進行消毒。當然，也可根據(jù)用水量的情況，采用其它消毒方法。如小量飲用水的消毒就可以采用諸如紫外線、臭氧、雙氧水等手段進行滅菌殺毒。

lv氣、次lv化鈉酸鈉、二氧化lv化鈉和臭氧^[1]都是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中比較容易見到的幾種強氧化劑，除臭氧以外，它們均為非天然存在的化學物質(zhì)。一般都可以用作水體殺生劑。它們不僅具有滅殺細菌和病毒的功能，還能夠漂白紙張、纖維以及用作化學合成等。廣泛用于自來水消毒、游泳池水消毒、污水處理、循環(huán)水除藻、造紙工業(yè)、化學合成業(yè)、以及醫(yī)藥衛(wèi)生和防疫等各個領(lǐng)域。

但是，不同的藥劑具有不同的性能和特點，就如同不同廠家的產(chǎn)品具有并不相同的質(zhì)量一樣。lv氣、次lv化鈉酸鈉、二氧化lv化鈉和臭氧在物理化學性能上，以及實際使用中都有很大的區(qū)別。就這幾種消毒劑的應用來講，次lv化鈉酸鈉zui為安全有效，易于儲存，使用zui為方便。

有關(guān)lv氣的性能和使用情況，我們已很熟悉了。液lv的殺菌效果很好，且容易獲得，經(jīng)濟廉價，而且投加方便，占用地方很小，但其安全性比較低，管理上容易疏忽。在這里，不再對液lv的情況進行詳細分析，具體探討和比較一下次lv化鈉酸鈉、二氧化lv化鈉和臭氧三種消毒劑的性能以及相關(guān)設(shè)備的使用特點。

次lv化鈉酸鈉

次lv化鈉酸鈉的分子式是NaOCl，屬于強堿弱酸鹽，它清澈透明，是一種能*溶解于水的液體。但由于次lv化鈉酸鈉液不易久存，次lv化鈉酸鈉多以電解低濃度食鹽水現(xiàn)場制備。

次lv化鈉酸鈉液體可通過電解食鹽水制備，這種設(shè)備稱為次lv化鈉酸鈉發(fā)生器。次lv化鈉酸鈉的生成過程可以通過化學方程式表達如下：

其總反應表達如下：

            NaCl + H₂O → NaOCl + H₂↑           

    電極反應：

    陽極：       2Cl^- - 2e → Cl₂

    陰極：       2H⁺ + 2e → H₂

    溶液反應：   2NaOH + Cl₂ → NaCl + NaOCl + H₂O

當然，次lv化鈉酸鈉消毒液體以次lv化鈉酸鈉發(fā)生器生產(chǎn)為*。因為，它生產(chǎn)出的次lv化鈉酸鈉液體比較穩(wěn)定、單一，也容易保存，不含制lv化鈉廠出品的那些復雜甚至有害的成分。

關(guān)于次lv化鈉酸鈉發(fā)生器，我國已于1990年1月12日發(fā)布了GB 12176-90 國家標準。它是一種已經(jīng)認可、可以信賴、十分穩(wěn)定、并有資料可查詢的產(chǎn)品。次lv化鈉酸鈉發(fā)生器已經(jīng)有一百多年的歷史了，已經(jīng)證明是一種運行成本很低、藥物投加準確、消毒效果的設(shè)備。

就消毒而言，次lv化鈉酸鈉液還是具有明顯優(yōu)勢的。作為一種真正高效、廣譜、安全的強力滅菌、殺病du藥劑，它同水的親和性很好，能與水任意比互溶，它不存在液lv、二氧化lv化鈉等藥劑的安全隱患，且其消毒效果被*為和lv氣相當加之其投加準確，操作安全，使用方便，易于儲存，對環(huán)境無毒害，不存在跑氣泄漏，故可以在任意環(huán)境工作狀況下投加。

事實上，次lv化鈉酸鈉廣泛用于包括自來水、中水、工業(yè)循環(huán)水、游泳池水、醫(yī)院污水等等各種水體的消毒。次lv化鈉酸鈉還能夠破壞氰根離子，用作處理含氰廢水。高濃度的次lv化鈉酸鈉液體還可以用于剝離設(shè)備及管道上附著的沾泥^[2]。

次lv化鈉酸鈉的殺菌原理主要是通過它的水解形成次lv化鈉酸，次lv化鈉酸再進一步分解形成新生態(tài)氧[O]，新生態(tài)氧的*氧化性使菌體和病毒的蛋白質(zhì)變性，從而使病源微生物致死。（lv氣消毒的原理亦同）。

根據(jù)化學測定，次lv化鈉酸鈉的水解受PH值的影響，當PH超過9.5就會不利于次lv化鈉酸的生成。但是，絕大多數(shù)水質(zhì)的PH值都在6—8.5，而對于PPM級濃度的次lv化鈉酸鈉在水里幾乎是*水解成次lv化鈉酸，其效率高于99.99%。其過程可用化學方程式簡單表示如下：

NaOCl + H₂O → HOCl + NaOH

HClO → HCl + [O]

次lv化鈉酸在殺菌、殺病毒過程中，不僅可作用于細胞壁、病毒外殼，而且因次lv化鈉酸分子小，不帶電荷，可滲透入菌（病毒）體內(nèi)與菌（病毒）體蛋白、核酸、和酶等發(fā)生氧化反應，從而殺死病原微生物。 

R-NH-R + HOCl → R₂NCl + H₂O

同時，lv化鈉離子還能顯著改變細菌和病毒體的滲透壓使其喪失活性而死亡。

在消毒方面，值得肯定的是，由于次lv化鈉酸鈉發(fā)生器所生產(chǎn)的消毒液中不象lv氣、二氧化lv化鈉等消毒劑在水中產(chǎn)生游離分子lv化鈉，所以，一般難以形成因存在分子lv化鈉而發(fā)生lv化鈉代化合反應，生成不利于人體健康的有毒有害物質(zhì)。并且，次lv化鈉酸鈉也不會象lv氣同水反應會zui后形成鹽酸那樣，對金屬管道構(gòu)成嚴重腐蝕。不過，它同氨可以發(fā)生反應，在水中生成微量的帶有氣味的lv化鈉氨化合物，但這種物質(zhì)也是一種安全的殺生藥劑，只是遠不及次lv化鈉酸鈉的殺生能力。

NH₃ + HOCl → NH₂Cl + H₂O

NH₂Cl + HOCl → NHCl₂ + H₂O

NHCl₂ + HOCl → NCl₃ + H₂O

就運行成本而言，采用次lv化鈉酸鈉消毒的運行成本費用是很低的，稍比lv氣高一些。根據(jù)英國所統(tǒng)計的一組數(shù)據(jù)表明，次lv化鈉酸鈉同lv氣成本相比大約為1.05 ：1^[3]。

使用次lv化鈉酸鈉消毒以采用次lv化鈉酸鈉發(fā)生器為*。以前，次lv化鈉酸鈉發(fā)生器未能在我國大范圍推廣的原因，主要是過去在陽極防腐材料方面不過關(guān)，其次是我國經(jīng)濟發(fā)展滯后和對水處理技術(shù)不夠重視，再次是次lv化鈉酸鈉發(fā)生器比lv氣的一次性投入要略高等因素造成的。

實際中，還有一些單位對水體消毒使用的是從lv化鈉堿工廠出產(chǎn)的次lv化鈉酸鈉液。事實上，lv化鈉堿工廠生產(chǎn)的次lv化鈉酸鈉液同次lv化鈉酸鈉發(fā)生器現(xiàn)場制備的次lv化鈉酸鈉液還是有一定區(qū)別的。次lv化鈉酸鈉是lv化鈉堿工廠生產(chǎn)過程中必然留下的一種副產(chǎn)品，它是通過堿液吸收多余的lv氣生成的。這是為了保障安全必須設(shè)置的一道工藝。對于大多數(shù)制lv化鈉堿的工廠來說，次lv化鈉酸鈉作為一種副產(chǎn)物，成分較復雜，還很容易分解。據(jù)一些報道分析，有些廠從經(jīng)濟效益上考慮，使用石墨做電極還產(chǎn)生出相當多的二惡因成分。

2OH^- + Cl₂ → Cl^- + ClO^- + H₂O

一般來講，該反應通常在低溫下進行，因為低溫下一分子lv氣還可以同八分子水結(jié)合成暫時性的水合lv化鈉，它在水中呈游離lv化鈉狀態(tài)。這樣，當溫度略高時，它就會很自然地從水中釋放出來，不能長時間保存，很容易揮發(fā)失效，投加中也散逸出一些lv氣。另外，它需要大型塑料桶裝儲，占用一定空間，在運輸、儲存和管理上也還是比較麻煩的。所以，這種含有一定游離分子lv化鈉的次lv化鈉酸鈉溶液用于水體消毒，當然不及現(xiàn)場使用次lv化鈉酸鈉發(fā)生器好。但它還是比使用液lv消毒更為安全可靠。

此外，還必須說明的是，采用次lv化鈉酸鈉消毒，不可避免地使水中存在一定鹽分。不過，由于投加是按每一噸水幾克的標準進行的，象自來水等流動水體根本就不存在累積的問題，更不可能產(chǎn)生咸鹽的感覺。對于游泳池水來說，某一個較短時期可能有一些累積的，但由于游泳池本身會定期對凈化設(shè)備進行反沖洗，因而需要補充一部分新鮮水，加之投加的量很小，約為百萬分之幾的量，從*來看，池中也不會有鹽分累積，池水更不可能變得咸鹽的。通過我們的調(diào)查和走訪，我們也沒有發(fā)現(xiàn)哪一家用戶有使用次lv化鈉酸鈉發(fā)生器設(shè)備而造成池水變咸了的事例出現(xiàn)。

二氧化lv化鈉

二氧化lv化鈉的分子式是ClO₂，在高于11^oC時，二氧化lv化鈉沸騰，成為一種黃綠色氣體。它是一種極活潑的化合物，稍經(jīng)受熱，就會迅速而爆炸性分解為lv氣和氧氣。二氧化lv化鈉具有比lv氣更大的刺激性和毒性。由于它是氣體，易于擴散，受熱又容易分解，在纖維表面停留時間較短，并且與水反應還能生成具有較強漂白能力的HClO₂, 能夠不降解和損傷纖維，所以在造紙、印染等行業(yè)得到很好應用。二氧化lv化鈉作為一種強氧化劑，同樣具有和lv化鈉相似的殺生能力。

二氧化lv化鈉極其不穩(wěn)定，不能象次lv化鈉酸鈉那樣可以運輸，運輸中很容易發(fā)生爆炸事故，所以只有依靠現(xiàn)場制備。一般都是通過lv化鈉酸鈉同酸的反應制備得到。但是，lv化鈉酸鈉與硫酸的反應十分劇烈，所產(chǎn)生二氧化lv化鈉幾乎是爆炸性分解為lv氣和氧氣，這當然與硫酸在反應中大量放出熱量有關(guān)。用化學方程式表達如下：

3NaClO₃ + 3H₂SO₄ → 3NaHSO₄ + 3HClO₃

3HClO₃ → 2ClO₂↑ + HClO₄ + H₂O

2ClO₂  →  Cl₂↑  +  2O₂↑

zui為溫和的方法是草酸與lv化鈉酸鈉的反應生成二氧化lv氣體：

   2NaClO₃ + 2H₂C₂O₄ → Na₂C₂O₄ + 2H₂O + 2CO₂↑ +2ClO₂↑

國內(nèi)一些廠家采用鹽酸進行定量控制滴加lv化鈉酸鈉的方法生成二氧化lv化鈉，這種設(shè)備有的可以獲得zui高不超過50%的二氧化lv化鈉和大于50%的lv氣。

一般來說，lv化鈉酸鈉與鹽酸發(fā)生反應過程比較復雜一些。如果使用*反應，生成物可以獲得二氧化lv化鈉和lv氣的混合物氣體^[4]，但規(guī)模制備還必須設(shè)防爆裝置，操作也必須十分小心，因為二氧化lv化鈉受熱很容易爆炸性分解：

    NaClO₃ + HCl（?。?→ NaCl + Cl₂↑ + 2ClO₂↑ + 2H₂O

實際上，這個反應也是分為兩步完成的，lv化鈉酸鈉先同鹽酸反應生成lv化鈉酸和lv化鈉，lv化鈉酸隨后分解成二氧化lv化鈉、lv氣和水。

當使用濃鹽酸與lv化鈉酸鈉反應時，生成物中只有l(wèi)v氣放出，而沒有二氧化lv氣體^[4]：

       NaClO₃ + 6HCl（濃） → NaCl + 3Cl₂↑ + 3H₂O

很顯然，在某一中間范圍的鹽酸濃度中，上述兩種反應均有發(fā)生，可將上兩反應方程式相加表述為^[4]：

      ClO₃^- + 7Cl^- + H⁺  →  4Cl₂↑ + 2ClO₂↑ + 5H₂O

從上面方程表達式是來看，鹽酸同lv化鈉酸鈉反應生成的二氧化lv化鈉含量是很不穩(wěn)定的，所生成氣體主要部分還是lv氣，少量為二氧化lv化鈉。

由于制取二氧化lv化鈉需要使用lv化鈉酸鈉或者lv化鈉酸鉀，所以運行成本很高，大約為次lv化鈉酸鈉運行成本的5倍以上^[2]。此外，由于鹽酸容易揮發(fā)，并具有強烈腐蝕性，因此，在管理上相對比較麻煩，需要較多的安全容器來儲存保管。

在工業(yè)上，有一種制備二氧化lv化鈉水溶液的工藝^[1]，工藝比較復雜，具體方法是：讓二氧化氮由底部向上通過一個填充塔，而lv化鈉酸鈉溶液由上往下流動，反應方程式表達如下：

    ClO₃^- + NO₂ → NO₃^- + ClO₂  

這種水溶液濃度不高，處理起來比較安全（水溶液中二氧化lv化鈉含量超高30%時處理不當也會引起爆炸），溶解實際上是一個物理過程。置于日光下時，溶液會緩慢地分解成酸的混合物。但是，這種方式的運行成本更高，一般也不用于生活飲用水中消毒。

據(jù)有關(guān)資料記載，純二氧化lv化鈉用于水的消毒也與lv氣近似，但稍有所不同。它具有兩個lv氣不具備的特點：一是它使用的PH范圍廣，在PH6—10內(nèi)能有效地殺滅絕大多數(shù)的微生物；二是它不會與氨發(fā)生反應產(chǎn)生令人不愉快的味道。但是，它在水中分解時會產(chǎn)生亞lv化鈉酸鹽這種副產(chǎn)品，如用于游泳池消毒，亞lv化鈉酸鹽長時間的積累起來會使水變黃，還會出現(xiàn)對皮膚和眼睛的刺激，一般采用投加一定量lv化鈉的辦法來消除^[3]。

有些資料上有關(guān)于二氧化lv化鈉可以殺滅芽孢的說法，但具體機理和實際效果并不詳。目前，國內(nèi)使用二氧化lv化鈉用于自來水、中水等消毒非常成功的實例較少。由于所有氣體消毒劑溶解于水的能力較低，都存在非常不穩(wěn)定、不安全、易揮發(fā)的因素，很難使水體中達到應有的余l(xiāng)v化鈉檢測量，故而，對自來水、游泳池等需要維持一定消du藥量來說，二氧化lv化鈉消毒比較困難達標，其水體中余l(xiāng)v化鈉檢測值也較難得到保證。更何況，二氧化lv化鈉尚沒有l(wèi)v氣那么高的氣壓可通過加lv化鈉機同水體形成暫時水合物的能力，所以，從技術(shù)上來講，大規(guī)模使用二氧化lv化鈉投加也還非常不現(xiàn)實。

通常認為，二氧化lv化鈉的消毒原理也是和lv氣一樣,少量二氧化lv化鈉先同水發(fā)生反應產(chǎn)生亞lv化鈉酸HClO₂，亞lv化鈉酸是一種相當弱的弱酸，具有氧化漂白作用。

          2ClO₂ + H₂O  → HClO₂ + HClO₃

工業(yè)上一般并不直接使用二氧化lv化鈉，而是應用亞lv化鈉酸鈉溶液進行漂白。通過將立時產(chǎn)生的二氧化lv化鈉水溶液和過氧化鈉混合即可得到單一的亞lv化鈉酸鈉。

          2ClO₂ + Na₂O₂ → 2NaClO₂ + O₂

亞lv化鈉酸鈉是一種軟性漂白劑，通過水解逐步釋放出亞lv化鈉酸，可以漂白許多天然和合成纖維而不會使它們降解，也可以漂白油、油漆和蜂蠟等^[1]。這一技術(shù)的出現(xiàn)和運用在時間上并不長。誠然，使用該技術(shù)，從設(shè)備投資到運行成本都是很高的，小規(guī)模的企業(yè)都難以承受。

國內(nèi)生產(chǎn)二氧化lv化鈉發(fā)生器的企業(yè)很少有掌握生產(chǎn)二氧化lv化鈉水溶液這種較高安全性技術(shù)的，多數(shù)都是采用lv化鈉酸鈉同鹽酸定量滴定，控制反應生成量的辦法來實現(xiàn)。這樣的設(shè)備成本很低，但安全性是非常差的，稍不謹慎就會釀成事故，管理上需要特別細心。國家正在通過技術(shù)部門對于此類設(shè)備的安全性提出質(zhì)詢和鑒定，有關(guān)方面的專家要求對其進行技術(shù)規(guī)范或者取締和淘汰。

比如，在北京大學游泳館、北京的天壇醫(yī)院、二龍路醫(yī)院等單位使用二氧化lv化鈉用作水體消毒，都因相繼發(fā)生過安全事故而被迫停用。因為，受熱的二氧化lv化鈉很容易發(fā)生爆炸性分解，直接造成毒氣泄漏而污染環(huán)境：

        2ClO₂  →  2O₂ + Cl₂

此外，現(xiàn)在市面上還有一種采用與工業(yè)上使用電解飽和食鹽水生產(chǎn)lv氣*相同的辦法，生產(chǎn)一種稱為可以制備出二氧化lv化鈉的設(shè)備。其實，通過隔膜隔離陰陽兩極，這之中98%以上還是產(chǎn)生的lv氣。從原理上講，電解飽和食鹽水首先是lv化鈉離子得到電子生成lv氣，一部分lv氣同水反應zui后生成次lv化鈉酸根離子，次lv化鈉酸根在電解中還可以進一步氧化生成亞lv化鈉酸根、lv化鈉酸根離子，它們受熱分解可以產(chǎn)生一氧化二lv化鈉、二氧化lv化鈉等氣體。但是，在這種電解方法中，生成亞lv化鈉酸根、lv化鈉酸根離子的效率是很低的。也就是說通過電解轉(zhuǎn)換成二氧化lv化鈉的效率不僅很低，而且這種方式?jīng)]有必要，既浪費電力，又很不經(jīng)濟。

并且，作為lv氣、二氧化lv化鈉這些比空氣重的氣體也是很容易泄漏的，并會沿地面進行擴散。一旦污染形成，這些有毒氣體就不可能在一個較短的時間里消除。由于lv氣劇毒，腐蝕性也很強烈，二戰(zhàn)時期希特勒就曾用來毒殺猶太人，所以lv氣一般由專門的lv化鈉堿工業(yè)生產(chǎn)廠家生產(chǎn)，采用特制且干燥的lv氣瓶進行封裝和運輸。國家對lv氣還有專門安全機關(guān)監(jiān)管審查。

事實上，這種設(shè)備在實際使用中也不是很成功的，出現(xiàn)了很多問題。跑泄lv氣嚴重，隔膜一般半年左右就損壞了，維修頻繁，藥物投加也達不到水質(zhì)設(shè)定的要求。象東單游泳館、北京體育大學游泳館、國家體委訓練中心跳水館和一些醫(yī)院自安裝以后就無法正常使用，都不得不陸續(xù)改裝成使用次lv化鈉酸鈉進行消毒。

二氧化lv化鈉*的化學腐蝕性幾乎同lv氣一樣，而且它的毒性還是lv氣的四十倍。

拿lv氣來講，現(xiàn)代醫(yī)學研究已經(jīng)證明，由于lv氣能同水中許多有機物發(fā)生lv化鈉化反應，生成很多l(xiāng)v化鈉代有機物，而lv化鈉代有機物大多是極其有害健康的，比如生成的三lv化鈉甲烷、四lv化鈉甲烷、二惡因等lv化鈉代物。專家們也經(jīng)常在使用lv氣消毒的自來水中檢測到致癌的三lv化鈉甲烷、四lv化鈉甲烷等lv化鈉代物。據(jù)美國醫(yī)學學會統(tǒng)計，*飲用使用lv氣消毒的自來水人群中，膀胱癌、直腸癌、結(jié)腸癌的發(fā)病率高對照組幾十倍，甚*幾百倍^[5]。

1979年，美國環(huán)保署就制定了*個有關(guān)lv化鈉化處理的飲用水中副產(chǎn)物含量的法規(guī)，限制供1萬人以上飲水的供水源中所有三鹵甲烷（其中三lv化鈉甲烷是zui普遍的）不得超過每升100微克。1998年11月，美國環(huán)保署又通過了一個更加嚴格的水源標準，將三鹵甲烷的極限標準降低到每升80微克，同時還規(guī)定了其他有潛在危險的副產(chǎn)物，如溴酸鹽和鹵乙酸的極限，并規(guī)定水公司在用lv化鈉消毒之前，必須從水中清除活性有機化合物^[5]。

zui近，有關(guān)專業(yè)雜志還專門刊登了有關(guān)澳大利亞飲用水中消毒副產(chǎn)物的研究文章^[6]，值得感興趣的同仁參考。

臭   氧

臭氧的分子表達式為O₃，通常狀態(tài)下是淺藍色氣體，并具有劇毒性。由于有一種魚腥臭味便得了這個不雅的稱謂。在-112^OC凝聚為深藍色液體，在-192^OC凝結(jié)為黑紫色固體。臭氧在水中的溶解能力很小，但比氧易溶于水。液態(tài)臭氧與液氧不能互溶。與氧氣相反，臭氧是非常不穩(wěn)定的，在常溫下緩慢分解，200^OC以上分解較快，且分解時釋放大量熱量。純的臭氧還容易爆炸^[1，7]。

2O₃  →  3O₂    

就化學性質(zhì)來說，無論在酸性、中性、堿性介質(zhì)中，臭氧的氧化性比氧更強。正因為這一點，臭氧可用作殺生劑，能應用來對各種水體進行消毒和處理。也可以用于漂白棉、麻、紙張，以及對皮毛進行脫臭。

臭氧通常存在于高層大氣中，主要是通過太陽光中紫外線對氧分子的激活而生成的。高層大氣中的臭氧對地球生物包括人類都具有保護作用，它能吸收紫外線，從而使生命免受紫外線的傷害。

氧氣和空氣在放電的情況下可產(chǎn)生少量臭氧，因此在工作著的電機、高壓電器等附近也會發(fā)現(xiàn)它。比如處于*工作狀態(tài)的復印機就有一些臭氧發(fā)出。夏季雷雨季節(jié)，雷電擊穿空氣同樣會產(chǎn)生一些臭氧。

臭氧的產(chǎn)生，先是氧氣O₂被激發(fā)離解，形成高活化能力的原子氧，大部分原子氧很快再結(jié)合成氧O₂，但少數(shù)氧原子則同氧O₂反應生成臭氧O₃ ：

    O₂  +  O  →  O₃  

另外，一些裝有高壓器件的家用電器以及汽車也能產(chǎn)生微量的臭氧。由于臭氧會分解，所以一般空氣中的含量是很微的。但是，由于人需要呼吸空氣中的氧氣，如果某些環(huán)境空氣中臭氧含量超過1μg/m³時，則直接對人體健康造成傷害，濃度越高危害也就越大，因此，有些國家制定環(huán)保標準時對于環(huán)境空氣中臭氧含量也進行了強力限制。

臭氧可以在高電流強度下電解硫酸獲得，低溫時，在陽極放出的氧氣中可含有達30%的臭氧^[1]。但是，這種辦法只能是在實驗室小量制備。因為硫酸是很強的酸，電極在強酸中不僅腐蝕消耗得迅速，而且材料也很不容易購買到。

在近20000V的電壓下，通過氧氣放電方式，世界上的設(shè)備通過純氧所能產(chǎn)生的臭氧化氧氣可含10%的臭氧?，F(xiàn)在可以用來小規(guī)模處理水消毒的臭氧發(fā)生器，大多是通過對壓縮空氣進行放電獲得臭氧的。這種設(shè)備所產(chǎn)生的臭氧濃度不會很高的，一般為1%-2%^[8]。

由于臭氧的氧化能力很強，加之放電時會產(chǎn)生大量的熱能，故而放電電極容易損耗，所以必須定期更換放電電極。放電電極多由極為特殊材料構(gòu)成，一般為高抗氧化的貴重金屬（象鉑金）或者合金復合材料組成。進行無聲放電激發(fā)空氣成臭氧化空氣的設(shè)備的電極表面還有一層電介質(zhì)。因此，一套高質(zhì)量的臭氧設(shè)備其價格是不菲的，產(chǎn)量稍大一點的設(shè)備就超過百萬元以上。

臭氧的氧化電位很高，就氧化消毒能力來講比lv化鈉更加優(yōu)良，僅次于氟。因此在食品工業(yè)以及極個別的游泳場館也有采用臭氧發(fā)生器設(shè)備消毒的。近來，還有些專家主張可以小規(guī)模用來進行污水治理，但經(jīng)過試用，治理效果并不好。

我們知道，臭氧常處于不穩(wěn)定狀態(tài)，特別是在水中的分解會隨著水溫的升高而增強。臭氧在水中分解時直接放出單原子氧[O]，因而具有強大的氧化消毒功效。臭氧由于分子小，能迅速擴散和滲透到水中的細菌、芽孢、病毒中，強力有效地氧化分解細菌、病毒、藻類物質(zhì)的各種組織物質(zhì)。此外，它不生成任何帶有特殊氣味的物質(zhì)，在味覺、氣味、顏色方面可以很好地起到改善水質(zhì)的作用^[3]。它的這一特點決定其在食品工業(yè)方面應用是很有前途的。比如，規(guī)模較大的純凈水、礦泉水生產(chǎn)廠都是使用的臭氧發(fā)生器消毒。

但對于游泳池水的處理來講，由于臭氧不易溶于水，在水中的任何情況下都是不穩(wěn)定的，只有水體同臭氧充分混合接觸才可能消毒有效，因此，臭氧消毒游泳池水必須安裝大型洗滌器才可行，而且池水量越大洗滌器就應該相應增大。一般來講，儲存洗滌器的水量至少應該是池水的三分之一以上，占用地方比較大。國外發(fā)達國家游泳池都是自建的較多，泳池較小，洗滌器也就不大。

同時，由于臭氧的毒性，游泳池水中的臭氧zui大允許濃度不能超過0.01ml/L，空氣中的臭氧zui大允許濃度不能超過0.001mg/m³(1μg/m³)。所以，經(jīng)過臭氧消毒過的水在進入游泳池之前，必須利用活性炭來吸收多余的臭氧。所以，這種消毒方式的泳池水體便不存在剩余的有效消毒作用，還需要設(shè)置一套采用諸如次lv化鈉酸鹽等輔助加藥消毒系統(tǒng)，使池水能夠保持0.5-1.0mg/L的余l(xiāng)v化鈉量^[3]。在這之中，次lv化鈉酸鈉還能夠消耗一部分投入水中的過量臭氧：

    O₃  + HOCl  →  HClO₂ + O₂  

我們認為，對于游泳池消毒采用臭氧發(fā)生器設(shè)備，這些相關(guān)輔助配套的措施和設(shè)備是不能缺少的。因為，臭氧消毒達不到一定濃度同樣會影響消毒效果，但超過規(guī)定使用濃度就會使人出現(xiàn)頭痛、頭暈、惡心甚至嘔吐的中毒癥狀。據(jù)有關(guān)醫(yī)學資料介紹，*接觸臭氧引發(fā)癌癥的幾率成百倍地增高。這一點對于本來就是為著鍛煉身體之目的的游泳場所來講，對于臭氧消毒的管理復雜性是可以想象的。

可見，雖然臭氧的消毒效果較好，但也僅僅是水體接觸臭氧的區(qū)域。而且，由于用作游泳池消毒裝置比較復雜，包括有空氣干燥器、臭氧發(fā)生器、臭氧洗滌器、活性炭吸附器等主附件設(shè)備，所以投資昂貴，管理水平要求很高，能夠承受的單位并不多。

我國的基本國情是人口眾多，地域廣大，水資源缺乏，同時還是當今世界上zui大的經(jīng)濟發(fā)展中國家。這也決定了我國游泳池的建設(shè)主要傾向于公用，只能多修建一些較大型游泳池來滿足人民群眾的生活需要。泳池相對較大，池水量較多，可以解決游泳人流量比較集中、消費層次較低的問題，這樣，既達到了降低成本的目的，又能夠為居民提供鍛煉身體的便利場所。但是，這種現(xiàn)實情況下的大型游泳池的消毒，采用臭氧發(fā)生器往往是得不償失的。據(jù)我們調(diào)查，許多大型游泳場館使用臭氧消毒效果都不好，夏季還發(fā)生嚴重的渾水現(xiàn)象，多半不到一年就停用了。

此外，臭氧對水體PH值范圍的要求也和lv氣近似，不能適應堿性水質(zhì)，堿性化水質(zhì)只會加速臭氧的分解。還有，臭氧消毒游泳池水對鐵管道的銹蝕也是比較大的，高活性氧原子很容易同鐵生成氧化鐵。

再者，從實際使用來看，臭氧發(fā)生器的耗電量是很大的，而且使用壽命比較短，也就是正常使用一年左右，維修更換比較頻繁，每一次更換費用也很大。這方面，我們發(fā)現(xiàn)有些使用過臭氧發(fā)生器的單位（包括曾經(jīng)為亞運會修建的北京英東游泳館）在后來不得不進行消毒設(shè)備改門換面。也許正是這些因素*地限制了臭氧消毒設(shè)備的推廣和運用。就臭氧的產(chǎn)率提高上來講，目前的臭氧發(fā)生器還有許多亟待改進的地方。

結(jié)   語

綜上所述，從消毒設(shè)備的發(fā)展趨勢上看，選擇一種更好的無毒、無污染、價格低廉、使用安全的消毒方式當然是一種理想。但每一種消毒劑不可能沒有利弊的。從消毒能力上講，臭氧和次lv化鈉酸鈉都很好，但臭氧稍比次lv化鈉酸鈉滅菌更快速一些，水質(zhì)方面也沒有太多的異味物質(zhì)生成，不過作為液體的次lv化鈉酸鈉又比臭氧更好管理一些，水質(zhì)也能夠充分保障達標。就設(shè)備所占空間大小來說兩者都相差無幾，只是次lv化鈉酸鈉發(fā)生器比臭氧發(fā)生器多需要一兩三平方米儲存食鹽的地方。從投資到設(shè)備使用來考慮，次lv化鈉酸鈉發(fā)生器消毒就比臭氧更具有優(yōu)勢，投資較臭氧少得多，僅是臭氧的五分之一，設(shè)備運行更加穩(wěn)定，使用壽命可達20年以上。運行成本方面，次lv化鈉酸鈉發(fā)生器耗電少，維修也方便，也更具有優(yōu)勢。

不管是lv氣、臭氧還是二氧化lv氣體，不僅存在擴散和跑泄漏問題，而且它們的溶解性能都是比較差的，在藥物投加方面要做到像次lv化鈉酸鈉等液體消毒劑那樣方便準確是比較困難的。一般來講，它們通過發(fā)生器所形成的氣體氣壓大抵為常壓，不會高出大氣壓力多少，更不可能有近似液lv的壓力，也沒有真空加lv化鈉機這樣的投加設(shè)備，這是它投加困難達不到所要求水質(zhì)標準的主要因素。

二氧化lv化鈉用作水消毒通過近些年的推廣使用，確有許多不盡人意的地方，實際運用效果和實驗室結(jié)果差別很大，藥物投加不能使水質(zhì)達到規(guī)定指標，安全性也很差。這些缺陷是與二氧化lv化鈉的性質(zhì)和運用技術(shù)有密切關(guān)系的，也與需求單位現(xiàn)有設(shè)備管理人員的知識水平有關(guān)。目前，國家也沒有針對二氧化lv化鈉制定一個比較完善統(tǒng)一的產(chǎn)品國家標準，也不能確定一套zui為成熟可行的有效解決方案。盡管在全國召開了幾次有關(guān)二氧化lv化鈉的會議，但是，二氧化lv化鈉所表現(xiàn)出的不夠穩(wěn)定之特性，表明對于二氧化lv化鈉參與漂白和消毒的機理還有待深入研究，二氧化lv化鈉在消毒領(lǐng)域和臭氧一樣仍然處于探索和產(chǎn)品改進階段。

次lv化鈉酸鈉仍然是比較穩(wěn)定可靠的殺生劑。次lv化鈉酸鈉發(fā)生器經(jīng)過許多年的發(fā)展和改進，建立了嚴密的國家標準，已經(jīng)成為一種相當完善的實用性設(shè)備，值得大范圍推廣。