科学技术的发展带来了人类文明，社会进步和经济腾飞，但也给人类带来一些忧虑。例如：饮用水氯消毒已有近百年历史，它在杀灭肠道传染病等方面发挥了重要作用，但自上世纪70年代中期以来，发现氯消毒产生了对人类有潜在危害的氯仿(CHCl3)等有机卤代物，已引起世界各国强烈关注和无限忧虑。自那时起，各国学者积极探求和研究其它替代消毒剂，包括O3、氯胺、UV和ClO2等，其中二氧化氯(ClO2)已被USEPA列为水消毒的首选消毒剂，是世界卫生组织(WHO)和世界粮农组织(FAO)向全世界推荐的A1级广谱、安全和高效消毒剂。
　　1. 水消毒剂
　　当选择消毒方法时，必须考虑被处理水的水质和靶子微生物两方面。其他的重要因素是温度、pH、浊度、色度、有机和无机物以及接触时间。还必须考虑有毒副产物的发生、试剂安全性以及易操作等。目前，作为饮用水的消毒剂主要有液氯(Cl2)、臭氧(O3)、氯胺(NH2Cl和NHCl2等)和二氧化氯(ClO2)等，其中液氯消毒在全球仍很普遍，但是液氯消毒产生三卤甲烷等有机卤代物的潜在危险已成为共识。
　　 1.1 氯消毒
　　饮用水氯消毒产生卤仿已引起国内外学者的强烈关注，美国国会已通过了安全饮用水条例1996年修正案，其中1998年9月生效的第一阶段饮用水规定中三卤甲烷THMS为80μg/L，我国规定氯仿小于60μg/L。多年来，我们对全国24个大中城市自来水厂的卤仿进行了全面调查和研究，同时进行了游离性和化合性有效氯对氯仿形成的影响，腐殖质等THMS前驱物质对氯仿形成的影响，氯化黄腐酸形成氯仿的反应历程，饮用水氯消毒中氯仿形成的预测模型和三卤甲烷形成潜力THMFP的预测模型以及反应动力学等多项研究。这些研究对减少和控制饮用水氯消毒中氯仿的形成具有重要理论意义和实用价值。但是，欲彻底控制饮用水消毒中氯仿等有机卤代物的形成，则必须使用新型消毒剂。
　　含氯制剂，包括氯（液氯(Cl2)、NaClO和Ca(OCl)2•3H2O等）、二氯异氰尿酸钠和三氰异氰尿酸及二氧化氯ClO2。前3种含氯制剂分别称为第一、第二和第三代消毒剂，而ClO2称为第四代消毒剂。前3种含氯制剂溶于水后均产生HOCl。
　　产生的HOCl与液氯消毒中一样，均会与水中THMS前驱物质发生氯取代反应而产生对人体有害的三卤甲烷等有机卤代物。而ClO2与前3种氯制剂的性质截然不同，与水中有机物反应几乎不产生氯仿CHCl3等有机卤代物。
　　 1.2 臭氧O3 消毒
　　O3是一种优良的消毒剂和强氧化剂，不仅能杀灭水中的许多微生物，而且还能将水中的大分子有机物转化为易生物降解和易被活性炭吸附的小分子有机物。自O3出现以来，相续有臭氧/活性炭(GAC)、臭氧/生物活性炭(O3/BAC)、臭氧/固定化生物活性炭等联合工艺用于饮用水深度处理，使臭氧在消毒和净水中的应用更有广泛前景。应该指出，O3在自来水中的半衰期约为20min (20℃)，因此在这些工艺的最后仍然需要采用其他消毒剂消毒，以维持管网中的持续消毒作用。
　　 1.3 紫外线消毒
　　紫外线消毒是医院中常用的空间消毒方式，也开始用于水消毒。紫外线消毒的优点是消毒后水中不增加化学添加物，也不产生任何新的化学合成物，更不能去除水中有益的矿物质。但是，紫外线消毒不能实现管网中的持续消毒作用，还会引起微生物的繁殖。因此，采用其他化学消毒剂仍是十分必要的。
　　 1.4 氯胺消毒
　　氯胺又称化合性有效氯(CAC)，它实际上是一种复杂的无机氯胺NHXClY和有机氯胺(RNClZ)的混合物：

　　式中，x,y, z为0-3的数值。
　　其中无机氯胺，当pH为7~10时，氯和氨的稀溶液很快化合成氯胺。按其结构氯胺是氨分子中的氢原子被氯原子取代的产物，这些产物有一氯胺NH2Cl、二氯胺NHCl2和三氯胺NCl3。



　　氯胺是废水和低质量冷却水的较好消毒剂。研究表明：氯胺消毒饮用水可达到比较满意的消毒效果，且与游离性有效氯(Cl2)较之，可降低三卤甲烷的生成量，一般可减少50%~70%，但仍然没有从根本上解决不产氯仿等有机卤代物问题。
　　 1.5 ClO2 消毒
　　二氧化氯ClO2是自然界中完全或几乎完全以单体游离原子团型体存在的少数化合物之一，常温下是黄绿色或橘红色气体，ClO2蒸气在外观和味道上酷似氯气，有窒息性臭味；ClO2的电子分布虽然呈不饱和状态（有顺磁性），但没有明显的二聚或多聚的倾向，ClO2易溶于水，溶解中形成黄绿色的溶液，在水溶液中以ClO2分子型体存在，有利于在水中扩散。ClO2的浓蒸气超过大气压强41kPa时爆炸，即在40kPa压强时爆炸；当溶液中ClO2浓度高于10%(Wt/V)或空气中大于10%(V/V)时，易发生低水平爆炸，在有机蒸气存在下，这种爆炸可能变得强烈。压缩或贮存二氧化氯的一切尝试，无论是单独或同其他气体结合，在商业上均未成功。因为它的爆炸危险，二氧化氯必须在使用地点制造。应该指出，气体ClO2用空气冲稀到10%(V/V)以下的浓度时较为安全，ClO2水溶液的浓度低于大约8~10g/L，将不产生足够引起爆炸危险的高压蒸气。在水处理的实践中，ClO2浓度很少超过4g/L，处理水平一般在0.1到5.0mg/L这样的范围内。ClO2水溶液如果保存在阴凉处、严格密封而且避光，水溶液是非常稳定的。二氧化氯溶液稍微酸化(pH=6)，即由于抑制了它的歧化而加强了稳定性。ClO2水溶液的紫外吸收光谱有宽阔的谱带，在360nm处有一吸收峰，摩尔吸收系数ε为1230L/(mol•cm)。紫外吸收光谱法已被用于分析单独存在或同其他氯氧化物的混合物中的二氧化氯。连续碘量法和电流滴定法等也被用于测量单独存在或同其他氯氧化物混合存在情况下的二氧化氯。二氧化氯消毒具有优良性能。
　　 2 二氧化氯的优良性能
　　 2.1 ClO2 消毒几乎不产生CHCl3 等有机卤代物
　　ClO2与水中黄腐酸FA以及模拟化合物包括间苯二酚、间苯三酚、3,5-甲苯二酚、间羟基苯甲酸(2,4-和3,5-二羟基苯甲酸)、对羟基苯甲、邻苯二酚、对苯二酚、间甲酚、对甲酚、邻甲酚、邻硝基酚、2,4-二氯苯酚和对氯苯酚以及4-羟基-3,5-甲氧基苯甲酸（丁香酸）、4-羟基-3-甲氧基苯甲酸、对羟基肉桂酸、3,4,5和2,4,6-三羟基苯甲酸等的反应，几乎只检出很低的CHCl3量(1.5~7.0μg/L) (见表1)。
　　ClO2与水中FA及其模拟化合物的反应是以氧化还原反应为主，将有机物氧化成以含氧基团为主的产物，ClO2被还原为亚氯酸盐ClO2－。当ClO2过量时，反应中没有氯代物的生成。

模拟化合物	消毒剂①	模拟化合物浓度 (mg / L)
1.0	2.0	3.0	4.0	5.0
3,5-甲苯二酚	ClO2	3.2	5.0	5.0	4.0	4.6
Cl2	189.0	410.0	500.0	1150.0	1850.0
间羟基苯甲酸	ClO2	2.9	0.8	4.6	0.2	4.1
Cl2	85.0	87.0	95.0	105.0	1120.0
间苯三酚	ClO2	0.0②	0.0	0.0	0.0	0.0
Cl2	280.0	520.0	700.0	1650.0	2800.0
邻苯二酚	ClO2	1.4	1.6	0.9	2.2	2.5
Cl2	22.0	26.5	31.6	37.3	51.0
对苯二酚	ClO2	10.3	6.2	1.6	1.3	5.3
Cl2	10.5	38.0	46.0	46.0	60.0
间苯二酚	ClO2	3.0	0.6	4.3	4.3	5.0
Cl2	500.0	1070.0	1920.0	2360.0	2900.0
间甲酚	ClO2	0.9	1.6	1.4	0.5	4.0
Cl2	10.4	22.4	32.0	35.0	47.1
对甲酚	ClO2	0.0	0.0	0.2	1.4	1.9
Cl2	9.8	15.0	21.0	19.8	54.0
邻甲酚	ClO2	2.5	4.0	4.0	1.9	2.5
Cl2	31.6	56.5	185.0	210.0	310.0
邻硝基酚	ClO2	0.0	0.3	0.0	2.2	1.5
Cl2	110.0	115.0	122.0	201.0	331.0
2,4-二氯苯酚	ClO2	3.0	3.5	4.7	7.6	7.3
Cl2	100.0	109.0	140.0	152.0	310.0
对氯苯酚	ClO2	8.0	9.0	9.0	7.6	7.3
Cl2	21.6	26.2	39.5	48.5	75.0

　　①ClO2和Cl2均为20.0mg / L，pH＝7，25℃，反应4h。　　
　　②0.0均指生成CHCl3量＜0.1μg / L。
　　 2.2 ClO2 具有良好的杀菌效果
　　 (1) ClO2消毒剂鉴定：
　　我们按国家消毒剂规范（国家卫生部，消毒技术规范，1991.12公布）中规定选用葡萄球菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌等纯菌种进行鉴定，ClO2对鉴定菌种的灭菌效果是显著和高效的（见表2），明显优于Cl2。例如：消毒剂投量为1.0mg/L时，ClO2对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的致死率均已达100%，而Cl2分别为99.16%（还有1960CFU/ml细菌存活）和99.98% （残留大肠杆菌数40CFU/L）。消毒剂投量为6.0mg/L时，ClO2对枯草芽孢杆菌的致死率为100%，而Cl2只有99,82%（尚有480CFU/ml未被杀死）。
　　(2) ClO2对水中细菌的杀灭效果
　　我们研究了ClO2对水中细菌的杀灭效果，结果表明：ClO2对水中金黄色葡萄球菌、绿脓杆菌、枯草芽孢杆菌、藤黄八迭球菌、痢疾杆菌、沙门氏菌和志贺氏菌等多种致病菌具有优良的杀灭效果（如ClO2对绿脓杆菌的灭菌效果见图1），并明显好于Cl2。

消毒剂　　(mg/L)	金黄色葡萄球菌	枯草芽孢杆菌	大肠杆菌
ClO2	Cl2	ClO2	Cl2	ClO2	Cl2
细菌数 致死率	细菌数 致死率	细菌数 致死率	细菌数 致死率	细菌数 致死率	细菌数 致死率
0 　　1.0 　　3.0 　　6.0 　　9.0 　　12.0	2.33×105 　　 0 100	2.33×105 　　1960 99.16 　　20 99.99 　　0 100	2.65×105 　　5400 97.96 　　 60 99.98 　　 0 100	2.65×105 　　 7600 97.13 　　 560 99.79 　　 480 99.82 　　 120 99.95 　　 20 99.99	1.82×105 　　 0 100	1.82×105 　　 40 99.98 　　 0 100

　　注：细菌数单位：CFU/ml，致死率单位：%
　　 2.3 ClO2 对病毒的失活效果
　　 (1) ClO2对水中病毒的失活效果
　　我们研究了ClO2不同投量、接触时间和pH值等条件下对水中主要病毒的失活效果，结果表明ClO2对病毒的失活效果明显优于液氯（见表3）。

病　毒	pH	病毒致细胞病变程度
Cl2	ClO2
消毒前	消毒后	消毒前	消毒后
脊髓灰质炎病毒I型	3.0 　　 5.0 　　 7.0 　　9.0	+ 　　+ 　　+ 　　+	+ 　　+ 　　+ 　　 +	+ 　　+ 　　+ 　　 +	－ 　　－ 　　－ 　　+
柯萨奇病毒B3	3.0 　　 5.0 　　 7.0 　　9.0	+ 　　+ 　　+ 　　 +	+ 　　+ 　　+ 　　 +	+ 　　+ 　　+ 　　+	－ 　　－ 　　－ 　　 +
艾可病毒Ⅱ型	3.0 　　 5.0 　　 7.0 　　9.0	+ 　　+ 　　+ 　　 +	+ 　　+ 　　+ 　　 +	+ 　　+ 　　+ 　　 +	－ 　　－ 　　－ 　　 +
腺病毒7型	3.0 　　 5.0 　　 7.0 　　9.0	+ 　　+ 　　+ 　　 +	+ 　　+ 　　+ 　　 +	+ 　　+ 　　+ 　　 +	－ 　　－ 　　－ 　　 +
单纯疱疹病毒I型	3.0 　　 5.0 　　 7.0 　　9.0	+ 　　+ 　　+ 　　 +	+ 　　+ 　　+ 　　 +	+ 　　+ 　　+ 　　 +	－ 　　－ 　　－ 　　 +
腮腺炎病毒	3.0 　　 5.0 　　 7.0 　　9.0	+ 　　+ 　　+ 　　 +	+ 　　+ 　　+ 　　 +	+ 　　+ 　　+ 　　 +	－ 　　－ 　　－ 　　 +

　　　注：“＋”表示病毒未被失活，使细胞发生病变；“－”表示病毒被失活。
　　(2) ClO2对乙肝病毒的失活效果
　　乙型肝炎是病毒性肝炎中最具有特殊性的一种传染病，它具有感染率高、携带率高，流行面广、合并症多和慢性倾向严重的特点，已成为严重威协人类健康的重要疾病。
　　我们研究了ClO2对乙肝病毒的失活效果，结果表明：ClO2对乙肝病毒的失活率远远好于Cl2。
　　(3) ClO2对水中流感病毒的消毒效果
　　研究了ClO2对呼吸道病毒，包括流感病毒Ⅰ型、流感病毒Ⅱ型和流感病毒Ⅲ型的消毒效果，并与液氯进行了比较。结果表明：ClO2投加量40mg/L，作用20min，ClO2对试验的流感病毒具有很好的灭活效果（见表4），同样好于Cl2。
　　 2.4 ClO2 及消毒水的毒性
　　(1) ClO2、ClO2－和ClO3－及其消毒水的致突变性(包括Ames试验和微核试验)结果均为阴性。
　　(2) ClO2、ClO2－和ClO3－的一般毒性
　　①小鼠急性毒性试验：实际无毒水溶液；
　　②小鼠蓄积性试验：无明显著蓄积作用；
　　③ 亚慢性毒性试验(90d喂养)：大鼠体重增长、食物利用率、血液学指标和病理组织检查等未见有任何副作用
　　 2.5 ClO2 对水中无机污染的去除效果
　　ClO2对水中Fe2＋、Mn2＋、S2－和CN－及NO2－等有良好的去除效果。
　　 2.6 ClO2 对水中有机污染物的去除效果
　　ClO2对水中酚类等有机化合物具有较好的去除效果。
　　 2.7 ClO2 作为饮用水消毒剂的优点
　　(1) ClO2在失活病毒、隐孢子虫和贾第虫方面比Cl2更有效；
　　(2) ClO2不形成氯仿等有机卤代物；
　　(3) ClO2杀菌特性几乎不受pH影响，且杀菌效果明显好于Cl2；
　　(4) ClO2可用于控制藻类、腐败植物和酚类化合物产生的嗅和味问题；
　　(5) ClO2氧化铁、锰、硫化物、氰化物和亚硝酸盐以及许多有机物；
　　(6) ClO2在水中的剩余量，将延长或保证管网水中的消毒作用；
　　(7) ClO2不与氨反应，也不与溴化物反应形成溴或溴酸盐；
　　(8) ClO2在减少杀灭斑贻贝方面是有效的。
　　 3. 二氧化氯在国内外应用现状
　　今天，在欧洲和北美市政当局已广泛地使用NaClO2发生ClO2，在欧洲有成千家设施使用ClO2，美国和加拿大也有600家以上水厂使用ClO2。例如，比利时的布鲁塞尔、瑞士的苏黎士和伯尔尼、德国的柏林和杜塞尔多夫、法国的巴黎和图卢兹、英国的利物浦以及奥地利的维也纳等欧洲许多大城市将ClO2用于饮用水预氧化和后消毒；其中意大利是用ClO2处理饮用水的主要用户，不仅将ClO2用于水消毒，而且在意大利南部钢厂(海水)、中部电厂(海水)、北部钢厂(海水)、南部纸浆厂(湖泊水)和地中海岛屿上的石油化工厂(海水)等用水和冷却水系统中用ClO2作为控制生物污染的药剂；德国有超过70%的饮用水使用ClO2作为后消毒剂处理；还有美国宾夕法尼亚州的费拉德尔菲亚（费城）、加利福尼亚州的亚特兰大、俄亥俄州的哈密尔顿、科罗拉多州的丹佛、印第安那州的埃文斯维尔和辛辛那提、德克萨斯州的加尔维斯顿和埃尔帕索、亚拉巴马州的莫比尔和堪萨斯州的堪萨斯城以及路易斯安那州的新奥尔良市等北美约有600多座水厂用ClO2进行预消毒和废水处理，其中美国就有约500座左右。我国也有崑山水厂、深水集团梅林一村直饮水净水站、宾县水厂等几十家水厂应用ClO2消毒。
　　50年前就发现ClO2是纺织和木纸浆漂白非常有效和可选用的氧化剂，尤其应用于木纸浆漂白时，生产制造出的纸张洁白、牢固和光滑；目前，还没有能达到ClO2这样高质量效果相匹敌的工艺或技术。现在，二氧化氯以2000t / d的消耗量用于纸浆漂白领域中。在北美和欧洲纸浆/造纸行业中用ClO2进行漂白已很普遍。在我国许多纺织行业中用NaClO2在酸化条件下发生ClO2进行漂白(俗称亚漂)，例如哈尔滨亚麻厂、青岛针织一厂、泰州弹力衫总厂、上海第一印染厂、上海第七印染厂、邯郸针织厂、泰安棉纺织厂、济宁针织厂、广州索裕兴针织厂和秦皇岛针织内衣总厂等已应用近20年了。在纸浆/造纸行业中，我国有柳江纸浆厂、广西河涧纸浆厂和福建召武竹浆厂以及台湾纸浆造纸公司和重华纸浆厂等许多企业采用ClO2进行漂白也已多年了。
　　二氧化氯作为消毒剂、漂白剂、脱味剂、清洁剂在其相关领域中正得到非常普遍的应用。例如，在肉类、水果和疏菜加工、牛奶及乳品业、造纸业、制革和纺织业、循环冷却水和废水处理、油类和燃气工业、水产养殖业以及医疗场所等领域中的应用在逐年增加。
　　近20年来，ClO2应用日益增长，主要是因为ClO2已被证明做为一种替代包括从常规的液氯Cl2到臭氧O3等其它消毒工艺的消毒剂以及漂白剂是可行和有效的。
　　美国环保局USEPA1977年就提出用O3、ClO2和氯胺替代氯Cl2对饮用水进行消毒，1997年提出国家初级饮用水规则——消毒剂和消毒副产物，1998年对消毒剂/消毒副产物进行了风险评估。20多年来USEPA对饮用水ClO2消毒一直密切关注。
　　 4 ClO2 在医疗卫生业中的应用
　　 4.1 二氧化氯处理医院污水
　　我们采用的二氧化氯（ClO2）消毒剂，经过鉴定，完全符合国家规定的《消毒剂规范》要求。通过大量有效的试验，全面系统地研究了ClO2对医院污水中含细菌、大肠菌群的杀灭效果以及对污水中有机物的去除效果，还对医院污水中的细菌进行了分离鉴定，并做了ClO2的杀菌效果试验。结果表明：不仅ClO2的杀菌结果明显好于Cl2，而且ClO2对医院污水的处理效果完全符合国家排放标准。证明了ClO2用于医院污水处理是可行的，并提出了相应的用于医院污水消毒的ClO2的工程运行参数和建议。
　　 4.1.1 ClO2 消毒剂鉴定和研究方法
　　(1) 试剂和菌种
　　ClO2水溶液：自制化学法ClO2发生器，产生ClO2纯度98%以上，溶于蒸馏水中，贮于棕色瓶内，低温、密封、避光保存。使用时配成需要浓度。
　　纯菌种：金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、志贺氏菌和沙门氏菌等，均由沈阳市卫生防疫站提供。
　　(2) 分析方法
　　ClO2与Cl2的测定：碘量法；细菌总数：平板法；大肠菌群数：发酵法；COD：密封法测定COD；BOD520，O3：碘量法。细菌分离鉴定：平板分离，斜面培养；显微镜观察（个体形态特征）；平板培养（观察菌落特征）；生理生化反应试验等[22~26]。
　　(3) 消毒剂鉴定
　　消毒剂鉴定：按国家消毒剂规范 (国家卫生部，消毒技术规范，1991, 12公布) 中规定选用葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等纯菌种，在试管中用蒸馏水制成菌悬液，然后进行ClO2消毒剂鉴定试验。
　　医院污水：以哈尔滨铁路中心医院的污水为处理对象。该医院污水处理站消毒前污水的特点是：不含放射性物质；无不可过滤残渣（已在沉淀井内沉淀）；细菌总数通常在105~106CFU/ml，大肠菌群数在104~105CFU/L；含部分有机物，其BOD520 20~121mgO2/L，COD约为BOD520的两倍；水质水量不均匀。该医院的污水量平均为900L/d•床，共700张床。本研究用污水是经化粪池、沉淀池之后、进入污水处理间之前的污水，用ClO2和Cl2进行消毒处理试验。该试验污水处理站示意图如下：
　
　　 4.1.2 ClO2 对“消毒剂鉴定”规定细菌的灭菌效果
　　由表2可见，对三种纯菌种的灭菌效果随消毒剂投量的增加而增加，且ClO2的效果明显好于Cl2。可见，ClO2对国家规定的消毒剂鉴定菌种的灭菌效果是显著和高效的。
　　 4.1.3 ClO2 对医院污水的灭菌效果
　　(1) 医院污水中致病菌的分离鉴定及灭菌效果
　　我们对医院污水最常见的三种致病菌——志贺氏菌属、沙门氏菌属和大肠杆菌属进行了分离鉴定和杀菌效果试验（见表6）。由表6可见，ClO2投量为10.0mg/L时，灭菌40min，上述3种致病菌全部被杀死；而Cl2为25.0mg/L时，才全部杀死。可见ClO2对医院污水中致病菌的杀灭效果明显优于Cl2。

消毒剂 　　(mg/L)	剩 余菌 属
ClO2	Cl2
0 　　5.0 　　10.0 　　15.0 　　20.0 　　25.0	大肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌 　　沙门氏菌、志贺氏菌 　　无 　　无 　　无 　　无	大肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌 　　大肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌 　　大肠杆菌、沙门氏菌、志贺氏菌 　　沙门氏菌、志贺氏菌 　　志贺氏菌 　　无

　　 (2)ClO2 对医院污水中细菌的灭菌效果
　　将浓度为0.0，5.0，10.0，15.0，20.0和30.0mg/L ClO2或Cl2分别加入到一定量医院污水中，灭菌60min，分别测定细菌总数和大肠菌群数（见图2和图3）。结果表明，随消毒剂投量的增加，灭菌效果越来越好，且ClO2的效果明显好于Cl2。例如：原水中细菌总数为1.62×105CFU/ml，当消毒剂投量为20mg/L，灭菌60min后，ClO2的致死率达99.98%（存活36CFU/ml），Cl2为99.73%（仍有435CFU/ml存活）。又如，原水中大肠菌群数为9.4×104CFU/L，消毒剂投量为10mg/L，灭菌60min后，ClO2的致死率已达100%，而Cl2只有97.45%（尚有2400CFU/L存活）。当ClO2和Cl2分别投加5mg/L和15mg/L时，对大肠菌群细菌的致死率达99.57%（还有400CFU/L存活），已达排放标准（大肠菌群数≤500CFU/L）(国家卫生部GBJ48-88，医院污水排放标准)。
　　当消毒剂投量分别为30mg/L和10mg/L，pH=7.0，与原水接触20，40，60，80，100和120min后，其灭菌效果随灭菌时间的增加而加强（数据略）。且达到同样效果，ClO2灭菌时间明显短于Cl2。例如，ClO2对大肠菌群（原水中3.3×104CFU/L）全部致死，需60min，而Cl2则需90min或更长。
　　 (3) ClO2 和O3 对医院污水中细菌的灭菌效果比较
　　由表7可见，随ClO2和O3投量增加，其灭菌效果渐强，且ClO2的效果略强于O3。例如，消毒剂投加25ml/L时，ClO2对细菌或大肠菌群的致死率已近或已达100%；而O3的致死率也达到了99.99% (还有细菌650CFU/ml)和99.73%（尚有大肠菌群数940CFU/L），尚未达到排放标准。

消毒剂 　　(mg/L)	细 菌	大 肠菌 群
ClO2	O3	ClO2	O3
细菌总数 致死率	细菌总数 致死率	细菌总数 致死率	细菌总数 致死率
0 　　5 　　10 　　15 　　20 　　25	7.25×106 　　6.75×10590.6 　　4.75×10499.34 　　6.25×10399.91 　　715 99.98 　　13 ~100	7.25×106 　　1.1×10684.83 　　5.5×10592.41 　　8.3×10498.86 　　6.95×10399.90 　　650 99.99	3.5×105 　　1.3×10496.92 　　5.4×10398.46 　　1.5×10399.57 　　210 99.94 　　0 100	3.5×105 　　3.5×104 90.00 　　1.6×104 95.43 　　9.2×103 97.37 　　2.8×103 99.51 　　940 99.73

　　注：细菌总数单位：CFU/ml，致死率单位：%。
　　 4.1.4 ClO2 对医院污水中有机物的处理效果
　　由图4和图5可见，随消毒剂投量的增加，其COD和BOD520的去除效果也增加，且ClO2的效果好于Cl2。例如，原水中COD为115.2mg O2/L，ClO2投量10mg/L，处理后水中COD为89.6mg O2/L，已小于国家污水综合排放标准（≤100mg O2/L）；而Cl2达到同样效果需投加15mg/L。又如，原水中BOD520为68.0mg O2/L时，ClO2投加20mg/L，BOD520降至29.5mg O2/L，已达排放标准（≤30mg O2/L）（国家污水综合排放标准，GB8978-88）；而Cl2达到同样效果，则需30mg/L。
　　 4.1.5 ClO2 处理医院污水的工程运行参数及运行费用估算
　　通过上述研究可见，如该医院污水中细菌总数多达7.25×106CFU/ml ，大肠菌群数多至3.5×105CFU/L ，COD 为192mg O2/L 和BOD5 为121mg O2/L 时，投加ClO2 25mg/L，作用60min，处理后均可达到排放标准，且ClO2的效果明显优于Cl2，稍好于O3。因此，建议工程运行参数为ClO2投量25mg/L，接触60min，处理后水即可达满意效果。ClO2的运行费用与O3相当，是Cl2的3倍多（数据略）。从消毒效果以及不产生有潜在危害的CHCl3等有机卤代物、尤其ClO2对病毒的失活效果明显优于Cl2等方面考虑，上述价格是可以接受的。
　　 4.1.6 结 语
　　(1) ClO2对国家规定的消毒剂鉴定菌种的杀灭效果是显著和高效的，符合国家卫生部的规范要求。
　　(2) ClO2对医院污水中分离鉴定出来的非致病菌和致病菌的消毒效果明显好于液氯。
　　(3) ClO2可在pH3.0~9.0范围有效杀灭医院污水中的细菌（含大肠菌群），而Cl2只有在中性条件下才达到满意效果。
　　(4) ClO2对医院污水中COD和BOD5的去除效果优于液氯。
　　(5) 建议ClO2处理医院污水的运行参数是：投量25mg/L，作用60min；在此条件下，处理后污水均可达到GB48—83国家医院污水排放标准和GB8978-88国家污水综合排放标准。
　　 5 ClO2 在医疗上的应用
　　二氧化氯作为漂白剂、消毒剂已广泛应用在工、农、牧、畜、渔业生产上，并涉及人们日常生活的方方面面。田为成等对二氧化氯在医院里的应用和二氧化氯对人体的药用价值等方面进行了大量研究和评述，现介绍如下。
　　上世纪末，人们已用ClO2除臭、净水，并开始注意它的消毒作用。其确凿的杀菌数据，多是在研究出“稳定二氧化氯溶液”（S. ClO2）之后(US. Pat. 3271242. 1966-9和US. Pat. 3278447. 1966-10)才获得。1~2mg/L的ClO2可在1~2min内杀灭多种微生物（如病毒、细菌、霉菌和酵母等），其效率明显高于醛类和碘剂；它还可杀灭人、畜及鱼体上的寄生物(WO 95/18534. 1995-7和EP 0544950. 1991-11)。
　　ClO2用途广泛，可用于纸浆、纤维漂白，工业三废处理，石油开采；禽、畜生产，水产养殖，植保；果蔬、肉制品、水产品保鲜；循环水、饮用水消毒和医院污水消毒等。而直接用于人体也已有20多年了。
　　 5.1 在临床医疗中的应用
　　(1)用于皮肤保护液、清洁剂和消毒剂
　　ClO2直接用于人体开始于皮肤病，在国外已获得多项专利：作皮肤清洁的有Bunyan的US. Pat. 4035483 (1997-7)和Alliger的US. Pat. 4737307；治疗皮肤损伤和座疮的有Alliger的US. Pat. 4084747 (1978)；治疗疱疹、真菌感染的有Krossr 的US. Pat. 4956184 (1990-9)。这些专利对疥疮、牛皮癣、银屑病、湿疹、头皮屑、痔疮、静脉曲张溃疡、伤口、粉刺、生殖器疱疹、腿部溃疡 (US. Pat. 902575) 等甚至对结肠、肌肉、骨、腱损伤感染治疗防交叉和合并感染都取得良好效果。
　　一般以200mg/L ClO2以下的浓度作喷、涂、洗，或者制成膏剂(US. pat. 6114398)，膏剂含二氧化氯1000mg/L。有的要内服其他抗生药，如中草药中的解毒化淤药，加外用ClO2效果好，如牛皮癣。
　　(2)用于妇科消毒
　　对阴道炎、阴道臭、子宫内膜异位、外阴道干皱、细菌及酵母菌感染引起的粘膜白斑病、发状癣等都可以50mg/LClO2作直接冲洗、擦、敷。
　　在产科的产房和婴儿室可用ClO2进行环境消毒。
　　Ratcliff将ClO2治疗用于人体的阴道、子宫内膜异位、外阴干皱等妇科病，他指出，凡是人体的孔道如有细菌、醇母菌感染或粘膜白斑病，发状癣都可纳入ClO2的治疗范围(US. Pat. 590575，1000-5)。其中最有趣的例子是，一位女秘书患了阴道炎，奇痒难忍，试用含ClO2漱口水冲洗阴道，并湿敷外阴。不到3d，奇迹出现了，阴道炎治好子，因为人的阴道粘膜与口腔有相似之处，可因细菌裂解蛋白质而产生硫化物（如甲硫醇等）引起恶臭，故可用ClO2治疗阴道炎。
　　Kross曾用5~1000mg/L中性、等渗的ClO2溶液由乳头扩散到乳腺治疗乳房炎。此法不仅疗效好，还避免了因抗生素治疗牛乳中残留抗生素对人体带来的不良影响(US. Pat. 5252575)。
　　(3) 用于口腔消毒
　　有人曾用丙烯酸（类）树脂做成一定厚度的带条，模拟牙床，浸染大肠菌、金黄色葡萄菌和白色念株用ClO2和次氯酸钠作杀菌对比试验。结果ClO2在2min杀灭上述3种细菌，而次氯酸钠则需4min，显示ClO2在口腔中的杀菌优势。
　　后来Ratcliff用详细材料说明ClO2在口腔上的应用(US. Pat. 46968111987-9)。现已公认，口臭是由于微生物使口腔中的含硫氨基酸、蛋白质、蛋白胨及死亡表皮细胞等物质分解产生硫化物而引起的，以0.005~0.2mg/L ClO2洗漱液冲洗口腔或漱口，立即使口腔中挥发性硫化物的量减少50%~60%，并维持3h以上。
　　体内外测定证明S. ClO2可在10s内杀灭龋牙主要病原菌即变异链球菌(S. mutans)达99%以上。
　　Ratcliff用相差显微镜和暗视野显微镜观察了29例病人的39个牙周袋内病菌及螺旋体的密度和运动，并对使用ClO2治疗前后作了比较，证明ClO2对厌氧微生物的杀灭作用也很强。他用事实证明ClO2对引起牙龈炎的放线菌(包括尹色列放线菌属(Actinomyces Israeli)、球菌)，引起急性坏死溃疡性牙龈炎的螺旋体、中间型类杆菌、核粒梭杆菌，引发青少年牙周炎的放线性共性杆菌、癣苔病菌（炭酸菌，Capnocytophagia）和成人牙周炎的厌氧球菌等都有强大的杀灭作用。因此ClO2是牙齿的良好抗斑剂、防龋牙剂，可有效治疗牙龈炎、牙周炎、牙龈出血等病症；是假牙浸泡剂和清洁剂，也是一种良好的冷灭菌剂。
　　有人用NaClO2和S. ClO2作为牙膏成分，这使牙膏真正具有了抗菌消炎作用。已有不少厂家用有机聚合物制成牙膏皮，将含ClO2的母体—S. ClO2和NaClO2加入牙膏，近年又出现了美容牙齿的时髦产品：ClO2牙齿洁白剂（世界专利98/04235，1998）。不过我们认为，该产品加入牙膏中更为经济、方便，适于持久使用。
　　一患鹅口疮男孩，用酮唑类药（Ketonideozole）治疗2周未见效、后用0.1%ClO2的漱口水漱口，获得奇效；艾滋病（AIDS）病人的舌头上患了发状白斑病，用ClO2的漱口水和牙膏，在14d，白斑病消失，停药14d复发时，再次用药，白斑又消失。
　　常漱口可防牙菌斑形成，防牙龋；也可以冲洗牙龈炎和牙周炎病人的牙周袋，并以此液一日3次漱口，一般1~3d能治愈牙周炎。也可治鹅口疮和口腔疱疹
　　1981年和1989年国内先后有人在杂志上介绍ClO2的杀菌作用，1993年有人介绍ClO2在口腔科的应用，到目前为止，可以概略地说，国外应用ClO2防治人体疾病的方法，国内都有人用。牙龈炎、牙周脓肿用稀ClO2溶液冲洗1~2次就可治愈；有例多年头癣患者被ClO2治好了；某口腔医院预防人类疾病的不同剂型和包装的ClO2产品正在陆续上市。
　　(4) 用于眼科消毒和治疗眼疾
　　隐形眼镜原用硼砂类药消毒，继而用过氧化氢，现逐渐改用ClO2来消毒隐形眼镜，并获得专利 (US. Pat 4997626、US. Pat.5276673、US. Pat 5078908和US. Pat. 5129999等)。由于微量ClO2对眼睛无毒、无害，眼睛可以耐受，所以Ripley就将ClO2直接用到眼睛上(WO 9602264, 1996-2)。以前眼科所用药物药效低，效期短。Ripley利用S. ClO2的稳定性将其装在不透光的瓶内，瓶颈部含有过渡金属钯或铂的聚乙烯微珠，使用时将瓶倒立，当瓶内S. ClO2溶液流过多孔聚乙烯微珠时，被钯催化活成ClO2单体。这种控制离子浓度（200~400mOsmol/kg）即等渗中性（pH7.0±0.2）的含有ClO2单体5mg/L的溶液便可以治疗眼疾。如治结膜炎，每天3次，每次3滴，一般3~5d治愈。以3~5mg/L ClO2的中性等渗的盐水，可直接用于结膜炎、疱疹、红眼病等治疗；用这种等渗、中性、低浓度ClO2单体溶液代替无菌生理盐水当然效果更好。它既可当冲洗液冲去血块、碎组织等杂物便于手术，同时又有杀菌、消毒，防术后感染等功效。这种冲洗液也可用于其他外科手术。
　　(5) 用于骨科消毒
　　中性等渗低浓度5~15mg/L ClO2，通过钻孔反复灌洗慢性骨髓炎病人病部位，直至病灶清除。
　　(6) 用于外科消毒和伤面冲洗
　　可代替碘伏和抗菌素生理盐水及普通生理盐水作消毒液和伤面冲洗液，防术后感染。浓度以5~20mg/L ClO2等渗中性液为宜。
　　(7)用于哺乳动物消毒
　　ClO2同样适用于牛、马、羊、驴、狗、猫等哺乳动物。
　　有专利（U S. Pat. 5252343）用5~1000mg/L pH6.0~7.5的300mOsmol/L ClO2作乳房腺扩散治疗临床及亚临床型牛的乳腺炎，使美国奶业减少损失1/10；若用抗菌素疗期长，而且因抗菌素残留奶中会引起不良反应，不可食用；ClO2也广泛应用到兽医院、兽医站及畜牧场中。
　　 5.2 防止皮肤组织红肿
　　ClO2的强氧化作用只有在单体形态下能充分表现出来，在常温下ClO2单体很难保存和运输。目前除现场生产ClO2外，市场销售的多为它的前驱物 (即亚氯酸盐（钾、钠）和S. ClO2溶液)，在使用前需加酸化剂（如有机酸、无机酸、还原剂或释放氧化的物质）或加激活剂（如过渡金属铂或钯），使它成为ClO2单体供使用。
　　应该指出，ClO2在人体使用已有多年，实践表明在使用24h后，须再重复使用，尽管感染控制了，感染灶缩小了，但在局部往往会出现红肿、疼痛现象。为了减轻和消除ClO2使用中出现的组织红肿炎症，人们筛选过多种添加剂。如凡士林、羊毛脂、蓖麻油、卵磷脂、甘油硬脂酸脂、衣草油、二氧化钛等常用的皮肤可接受的、又与ClO2相容的美容添加剂。其结果是有的无效，有的则使情况变得更糟，使红肿加剧。功夫不负有心人，Alliger在1997年的专利（U.S. Pat. 5616347, 1997-4）中公布了他所找到的3种炎症减轻物质：尿囊素（allantoin）、甘油（glycerin）和芦荟薇拉（aloe vera）。据称不仅可减轻或消除ClO2引起的炎症，而且还改善了ClO2对皮肤的穿透性，使疗效更好。现摘录两组配方，供参考。
　　应该指出，ClO2用于局部感染治疗、外科手术包括眼外科手术冲洗，即利用手术进行，又可防术后感染；对哺乳动物尤其是人的体孔的损伤感染治疗、对皮肤和粘膜感染的治疗都有较好的效果。
　　 5.3ClO2 在医院其它方面的应用
　　(1)ClO2用于医院污水的消毒
　　ClO2用于医院污水消毒的效果是另人满意的，这里不再赘述。
　　(2) ClO2用于医院废物处理
　　ClO2处理医疗废物的专利已见不少，如JP 0824324，JP08309099，JP06039004, JO08308888等。国外有一项ClO2专利装备，将要回收的被褥、衣物敷料和不回收敷料、废纸等分开，将要粉碎的和不粉碎的分开收集，然后分别放入一个耐ClO2腐蚀的树脂密闭容器中并向此容器注入ClO2前驱物(NaClO2)和酸等同时搅拌或粉碎10min，然后该洗的洗，该丢的丢了了事。对于玻璃、塑料、金属器具甚至婴儿尸体也可用ClO2处理。国外已有用ClO2保存尸体的专利。总之国外有不少基本一样的专利，处理医用废旧物。这样，医院自身只要基本掌握ClO2的制法和用法就行了。
　　(3)医疗器械的即时消毒
　　随着ClO2的使用逐渐推广，使用剂型也不断出现，一元包装的粉剂、膏剂、络合剂相继出现。现在可以根据不同消毒目的和要求，进行选择。目前，国内已有用ClO2消毒胃镜的临床报道，国外也有用ClO2在30s内有效地杀死牙钻头上的致病微生物的代表菌株—锗霍乱沙氏菌、链球菌等(US. Pat. 5933864)，这为用ClO2在30s内消毒某种器械提供了参考依据。应该强调，使用ClO2对胃镜等精密医疗仪器或设备消毒时，必须谨慎行事，严格控制ClO2的量，否则会造成锈蚀而损坏。
　　(4)医院环境及空气消毒
　　医院中门诊室、手术室、病房、产房和婴儿室的空气、墙壁、地面、桌椅、台面和卫生间、盥洗室及有关器具必须定时或定期实施有效消毒措施，以防继发感染和交叉感染。对医院环境和空气均可用ClO2水溶液喷洒消毒。
　　总之ClO2在医院中具有广泛的用途，但在应用中必须适量、得法和及时，否则会适得其反；ClO2消毒效果是好的，但也要具体问题具体分析，例如，注射前皮肤消毒仍可用碘酒、碘伏，它在2~4min内足以杀死致病菌；又如戊二醛对金属腐蚀很微，有些医疗器械浸泡还是用它为好。还有国外虽已有ClO2保存尸体的专利，但目前还是用福尔马林保存为妥；另外对医疗器械尤其精密医疗仪器的消毒，应谨慎处理。
　　 6. 二氧化氯正在被认可
　　在全球Cl2仍然是最普遍采用的饮用水消毒剂。但是，二氧化氯ClO2作为饮用水氧化剂和消毒剂正在被人们认可。美国环境保护局“国家临时初级饮用水章程”曾规定三卤甲烷（TTHMS）总含量最大污染水平（MCL）为0.10mg/L，1983年又对三卤甲烷（TTHMS）的规定做了修正，将二氧化氯ClO2做为替代的或补充的氧化消毒剂列为控制三卤甲烷最适宜的处理技术之一。做出这一建议主要是因为二氧化氯ClO2同腐殖质的反应，不引起三卤甲烷的生成；此外，ClO2不与氨反应生成氯氨，成本也适中，二氧化氯系统在操作上非常类似于氯化系统，而且在工艺控制中剩余二氧化氯容易监测。诚然，传染病传播的预防仍然是一关注问题，食品和饮料制造区域、饮用水和制药设备接触的表面均需保持卫生，以控制微生物的生长。ClO2是一高效消毒的试剂，能杀灭细菌、真菌（包括霉菌、酵母菌、须发病菌、烟曲菌等）、病毒和孢子；最近研究表明，ClO2可失活隐孢子虫和贾第虫，也可杀灭成熟斑贻贝，并已被证明它好于最常用的消毒剂。
　　目前，在ClO2的研究与应用中，人们除考虑发生ClO2的成本外，尤其关心和忧虑ClO2副产物的健康影响；因此，当提出用于公众的安全和有效的水消毒技术时，必须权衡微生物和试剂的风险，为了这一目的，世界各国学者已积累了大量研究数据。美国化学品制造协会（USCMA）二氧化氯专家小组在EPA水办公室和环境利益集团资助下，发起了亚氯酸钠NaClO2对小鼠两代发育与繁殖影响的研究，以便提出补充的关于NaClO2的健康影响数据，并建立以健康风险为基础的饮用水中最大污染水平(MCL)。经毒理学家和其它卫生学专家严格复审后批准的这项研究，并未证明对小鼠的繁殖与发育有任何有意义的不利影响。根据这一研究结果，USEPA增加了饮用水中NaClO2的最大污染水平（MCL）和最大污染水平目标值（MCLGS）以及饮用水中ClO2的最大剩余消毒水平（MRDL）和最大剩余消毒水平目标值（MRDLGS）。饮用水中NaClO2新的MCLG为0.8ppm（从0.08ppm升至0.8ppm），而NaClO2的MCL仍为1.0ppm；饮用水中ClO2的MRDL和MRDLG从0.3ppm升至0.8ppm。
　　美国食品与药品管理局（FDA）已对国家食品加工协会（NFPA）的申请批复：允许加工水果和蔬菜洗涤水中使用ClO2。美国联邦政府控制法规的修正案允许在洗涤水果和蔬菜的水中使用ClO2做为杀微生物试剂，用ClO2处理的水果和蔬菜必须用自来水冲洗或用热水漂洗，然后烹调或制作罐头食品。
　　二氧化氯是一优良消毒剂和强氧化剂，又是一种含氯制剂，继第一代消毒剂液氯（含Cl2、次氯酸盐和漂白粉）、第二代消毒剂优氯剂（二氯异氰尿酸钠）、第三代消毒剂氯精（三氯异氰尿酸）后，二氧化氯被推崇为第四代消毒剂，是世界卫生组织（WHO）和世界粮农组织(FAO)向全世界推荐的A1级广谱、安全和高效消毒剂。自ClO2问世以来，已经先后被用于纸浆和纤维漂白、饮用水消毒、食品加工、肉类水果蔬菜和水产品灭菌与保鲜、工业冷却水和废水处理、食品包装纸消毒和漂白、注水采油和油井解堵、临床医疗中的消毒灭菌、卫生防疫消毒、油脂脱色及面粉和大米加工中的漂白和杀菌、水产养殖中的水体消毒和防病治病以及水厂杀藻和控制生物污染和管道淤塞等诸多方面。二氧化氯正在被用户接受和认可，是一种很有前途的消毒剂。