二氧化氯制剂及其在水产养殖上的应用 二氧化氯(ClO2)又称百毒清。二氧化氯既是一种氧化剂,又是一种含氯制剂。继第一代消毒剂漂白粉、第二代消毒剂优氯精、第三代强氯精后,被称之为第四代消毒剂。是世界公认并得到世界卫生组织确认的A1级广谱、安全、高效消毒剂。是目前水产养殖中一种新型消毒剂。已广泛应用于水产养殖中的病害防治。二氧化氯含有效氯含量是漂白粉的9倍、是二氯异氰尿酸的4.2倍。
一、二氧化氯在水产养殖业上应用的好处
1.二氧化氯易溶于水,消毒作用不受水质酸碱度的影响。
2.二氧化氯能有效地杀灭水中的细菌、病毒、真菌、细菌芽胞及噬菌体。在水中,由于二氧化氯的有效成分分子与病毒的衣壳蛋白之间有吸附作用,致使病毒颗粒表面聚集了高浓度的消毒分子,从而加强了它的杀灭作用。二氧化氯在pH6~10范围内均能发挥良好的灭菌作效果,在pH8.5的水中,灭菌速度比氯快20多倍。温室养鳖水体中经常含氨,使用二氧化氯会中和氨。因此,可以弥补臭氧消毒不能去除氨的弱点。二氧化氯除酚臭作用特别强,更有意义的是,使用二氧化氯后,可使水中的致癌物3,4-苯芘氧化成无致癌性的醌式结构。
3.二氧化氯的杀菌能力较氯为强,杀菌作用较氯为快,杀菌持效性是氯的10倍以上,且剩余剂量的药性持续时间也较长。实验表明,用2.0毫克/升作用30分钟能杀死几乎100%的微生物,而剩余的二氧化氯浓度尚有0.9毫克/升。在施用过程中,并不产生有机氯等有毒副作用的物质,因此对鱼虾无刺激作用,不影响鱼虾摄食和正常发育。不损害浮游生物,能改善水质,除臭防腐,是真正的绿色消毒剂。
4.0.3毫克/升~3毫克/升浓度的二氧化氯制剂可使养殖水体中细菌总数下降92%以上,并可增加养殖水体中的溶解氧,对无机氮盐的影响不明显,0.3毫克/升的二氧化氯制剂对浮游植物无明显影响,1.2毫克/升以下对水体中的浮游动物水蚤的影响不明显。3毫克/升可抑制浮游植物的繁殖和生长,2.4毫克/升以上的浓度可影响浮游动物水蚤的繁殖和生存。在对水质的影响方面,二氧化氯制剂也优于其它的含氯消毒剂。
二、二氧化氯的杀菌、消毒机理 二氧化氯是一种广谱、高效杀菌消毒剂,可以杀灭各种微生物,包括细菌、芽胞、真菌、病毒、藻类,以及原虫等,其杀菌、消毒的机理不同于酚类化合物、次氯酸、氯气。二氧化氯分子由一个氯原子和两个氧原子组成,共结合着19个电子,外层的健域存在着一个未成对的活泼性自由电子,具有很强的氧化作用,能使微生物蛋白质中的氨基酸氧化分解,导致氨基酸链断裂,从而使微生物死亡。它的杀菌、消毒作用不会使蛋白质变性,对高等动物细胞基本无影响;在氧化过程中,不产生三卤甲烷等致癌的氯化有机物;其残留物为水、氯化钠和微量的二氧化碳、有机糖等无毒物质。
1.二氧化氯是一种广谱型的消毒剂,它对水中的病原微生物,包括病毒、芽子包、配水管网中的异养菌、硫酸盐、还原菌及真菌等均有很高的杀灭作用。
2.二氧化氯能在pH值很宽的范围内杀灭大肠杆菌,其杀灭效果与温度T有关,是温度(1/T)的函数,这一优点弥补了因温度升高而使二氧化氯在水中溶解度降低的缺点。二氧化氯在水中的扩散速度较氯快,所以在低浓度时较氯更为有效。
3.二氧化氯杀灭病毒的作用比臭氧(O3)和氯有效。在洪水期间,二氧化氯对水中柯萨奇(肠道)病菌、人类肠道病毒、疱疹病毒、新城病毒、噬菌体、牛痘病毒、脊髓灰质炎病毒等众多病毒,均有很好的杀灭效果。如果使用剂量为0.02毫克/升的二氧化氯,可在几分钟内将水中病毒杆菌杀灭,比氯要有效的多。低剂量的二氧化氯还具有很强的杀蠕虫效果,如果使用二氧化氯0.5毫克/升,便可将微生物甲壳类中的水生二节虱类杀灭,而用氯杀灭则需6.0毫克/升~7.0毫克/升。
4.氧化氯对水处理系统中的沉淀、澄清、过滤设备以及配水管网中的藻类异养菌、铁细菌、硫酸盐及还原菌等,都有较好的去除杀灭效果,投加二氧化氯将有利于水处理设施的运行和维护。
三、稳定性二氧化氯的理化性质
稳定性二氧化氯是由二氧化氯气体溶解在碱性(如过氧碳酸钠)溶液中而制得的,从而解决了常态二氧化氯(气体)的刺激性、挥发性等问题。
稳定性二氧化氯为无色、无味、无臭、无腐蚀性的透明水溶液,不易燃、不挥发。在-5℃至95℃下,质量稳定、不易分解。加入酸(如柠檬酸)以后可被激活,产生游离二氧化氯。质量分数为2%的水溶液pH值8~9(在碱性条件下比较稳定),比重1.0~1.04(20℃),在室温下贮存相当稳定,一年内有效成分的下降率约0.04%,有效贮存期可达2年以上。
用硅酸钠等吸附剂作为载体,吸收稳定性二氧化氯溶液中的二氧化氯即制得固态稳定性二氧化氯,剂型有粉剂、片剂等,便于包装、贮存和运输。固态二氧化氯溶解性好,使用时可配成2%~5%的水溶液。
四、稳定性二氧化氯杀菌、消毒的优点
与氯制剂相比,用二氧化氯杀菌、消毒有以下优点:
(1) 广谱、高效,对细菌、病毒、真菌、藻类、甚至原虫均有杀灭作用。二氧化氯氧化能力为氯的 2.6倍(即相同的重量,氯气的有效氯含量为100%,而二氧化氯含量为263%),为次氯酸钠的3~4倍。
(2) 用量小,无毒性,使用安全、方便。对高等动物细胞无任何不良作用,经常使用,病原微生物对其不产生抗药性。
(3) 杀菌持续时间长,约为氯的10倍。
(4) 杀菌效果不受pH值(6~10范围),氨氮和有机物的影响。
(5) 与酚类反应不产生具有异臭味的氯酚;与有机物反应不产生有致癌作用的三氯甲烷。
(6) 有除臭和脱色的作用。当用量为l mg/L质量分数时,二氧化氯对硫化氢的去除率为84.3%,而液氯仅为35.9%。
(7) 有氧化水中铁、锰的作用。
由于二氧化氯具有上述的优点,因此被世界卫生组织指定为A1级消毒剂。
五、用于鱼病防治试验实例
(1) 试验对象 尾重为483克的室内越冬淡水石斑鱼。
(2) 地点和日期 上海市水产研究所,2006年3月10日至4月 27日。
(3) 试验材料与条件
①水泥池 三只封闭式流水养殖池,面积72m²,有效水体86.4m³ (长6米,宽4米,水深1.2m)。
②放养密度 每立方米35尾,总数3000尾。
③药物 稳定性二氧化氯水剂,有效氯含量2%。
(4) 试验方法和结果
平均尾重为483克的淡水石斑鱼于2005年10月15日放入室内水泥池越冬。次年3月10日起发病,至 3月24日共死亡淡水石斑鱼473尾,最多一天死亡94尾。3月24日,第一次使用二氧化氯,全池泼洒,使池水二氧化氯质量分数达到0.4 mg/L。间隔十天,4月3日第二次使用,全池泼洒,使池水二氧化氯质量分数达到0.2mg/L。从3月10日至3月24日未用药的14天内
共死亡 473尾,而3月24日至4月7日用药后的14天内仅死亡156尾。合计死亡淡水石斑鱼629尾,死亡率为20.97%。其中,用药前死亡率占75.2%;用药后死亡率占24.8%。用药前14天内平均每天死亡33.8尾,用药后14天内平均每天死亡11.12尾。可见二氧化氯对治疗淡水石斑鱼疾病有明显的效果。
六、稳定性二氧化氯在防治水产动物疾病中的应用
1、防治鱼类疾病
(1) 全池泼洒,使池水二氧化氯质量分数达到0.1~0.2 mg/L,连用两次;同时内服抗菌药物,可防治鳗鱼爱德华氏菌病、烂鳃病、烂尾病等。
(2) 用二氧化氯和呋喃西林全池泼洒,使池水二氧化氯和呋喃西林质量分数分别达到0.1~0.2mg/L和l0mg/L,连用两天;同时内服抗菌药物,可防治鳗鱼脱粘病。
(3) 全池泼洒,使池水二氧化氯质量分数达到0.12mg/L,隔天复用一次,连用三次;同时内服抗菌药物,可防治草鱼、鲤鱼细菌性烂鳃病。
(4) 全池泼洒,使池水二氧化氯质量分数达到0.075 mg/L,每半个月一次;同时内服抗菌药物(如诺氟沙星)可预防鲢鱼暴发病。
(5) 全池泼洒,使池水二氧化氯质量分数达到0.6mg/L,同时内服抗菌药物,可治疗鲤鱼腐败性败血症。
2、防治对虾的细菌性疾病
(1) 受精卵至蚤状幼体期。全池泼洒,使池水二氧化氯质量分数达到0.05~0.1mg/L。
(2) 糠虾幼体期。全池泼洒,使池水二氧化氯质量分数达到0.1~ 0.15 mg/L。
(3) 仔虾期。全池泼洒,使池水二氧化氯质量分数达到0.15~0.25mg/L。
(4) 幼虾期和成虾期。全池泼洒,使池水二氧化氯质量分数达到 0.25~0.35mg/L。
(5) 亲虾期。在亲虾产卵前半个月起,每隔3天一次,全池泼洒,使池水二氧化氯质量分数达到0.3mg/L。
3、防治鳖病
(1) 用5mg/L质量分数二氧化氯浸浴病鳖10分钟,再在病鳖池全池泼洒,使池水二氧化氯质量分数达到0.5mg/L,可防治水霉病、白斑病。白斑病病鳖的患处再涂抹磺胺软膏。
(2) 用8mg/L质量分数二氧化氯浸浴病鳖5分钟,病鳖池每二周一次全池泼洒,使池水二氧化氯质量分数达到l~2mg/L,可防治腐皮病。
(3) 稚幼病鳖用25mg/L质量分数二氧化氯浸浴3~5分钟,成鳖病鳖用50mg/L质量分数浸浴5~10分钟;溃烂处再用250mg/L质量分数药液擦洗,并且注射抗菌素,可治疗赤斑病(红底板病)。
(4) 稚幼病鳖用l0mg/L质量分数二氧化氯浸浴病鳖30分钟,成鳖病鳖用20~40mg/L质量分数浸浴 30分钟,溃烂处再用250mg/L质量分数药液擦洗,并且在饲料中添加维生素E,可防治穿孔病。
(5) 病鳖用l0mg/L质量分数二氧化氯浸浴病鳖30分钟,再在病鳖池全池泼洒,使池水二氧化氯质量分数达到lmg/L,可防治腮腺炎。
4、防治育珠蚌疾病
用2.5~3mg/L质量分数二氧化氯浸浴5~l0分钟,可防治各种细菌性蚌病。
5、防治寄生虫疾病
(1) 用5mg/L质量分数二氧化氯浸浴病鳖24小时,再在病鳖池全池泼洒,使池水二氧化氯质量分数达到lmg/L,可防治钟形虫病。
(2) 二氧化氯对部分蠕虫和甲壳类(二节虱)也有一定的杀灭效果。
6、鱼体消毒
用3~6mg/L质量分数二氧化氯浸浴鱼种10分钟,可预防细菌性鱼病。
7、池塘消毒
全池泼洒,使池水二氧化氯质量分数达到0.5mg/L。
8、水体消毒
鱼缸中常用0.5~2mg/L质量分数二氧化氯消毒水体,可预防细菌性鱼病。
9、鲜活饲料消毒
用20~200mg/L质量分数二氧化氯浸泡鲜活饲料10分钟,或用0.01~0.1mg/L质量分数二氧化氯饲养生物饵料8~72小时。
10、其它用途
(1) 改善水质:全池泼洒,使池水二氧化氯质量分数达到o.3mg/L,化学需氧量有较明显下降( 7.7%~9.5%),溶氧量有较明显的提高(10.7%~12.2%)。
(2) 杀灭藻类:全池泼洒,使池水二氧化氯质量分数达到2mg/L,藻类在10天内死亡,而对鱼类则安全。全池泼洒,使池水二氧化氯质量分数达到0.5mg /L,可以抑制藻类繁殖。
(3) 对虾保鲜:捕获的对虾先用50mg/L质量分数二氧化氯浸泡 l0~20分钟,杀灭附着在虾体上的微生物,再用含20mg/L质量分数二氧化氯的碎冰覆盖,7~l0天贮运期内,虾体不会出现变黑,保持原来的色彩和鲜度。用含20mg/L质量分数二氧化氯的水制成板冰对虾,保存期可延长2个月左右。
七、稳定性二氧化氯使用时注意事项
l、因生产原料及其纯度、活化剂、包装等原因,不同生产药厂的产品,其质量差异较大,应选购声誉好的品脾产品。
2、目前市售的固态二氧化氯大多数是以亚氯酸钠为原料药,接触空气、受潮后容易失效,用简便包装的产品难以在有效期内确保质量,选购时应注意生产日期。
3、稳定性二氧化氯必须加酸活化才释放出活性态二氧化氯。二氧化氯的活化率与活化剂、pH值、温度和时间等有着密切关系。
(1)不同活化剂对二氧化氯的活化率高低次序为:盐酸>硫酸>硝酸>柠檬酸>冰醋酸。常用的活化剂是柠檬酸和盐酸两种。一般2%浓度二氧化氯与柠檬酸的比例为 10:2。
(2) 溶液的pH越低,二氧化氯的活化率越高,当pH<0.5时,活化率可达95%。
(3)二氧化氯的活化率随温度上升而增加。当溶液温度为40℃、 17℃和4℃时,其活化率分别为35.7%、22.3%和2.13%。
(4)二氧化氯的活化率与时间有关。一般应控制在5~10分钟,当溶液出现棕黄色并有“烟”冒出时,说明二氧化氯已被充分活化。如果活化时间不足、活化不充分,会影响杀菌率。活化后的药液应立即加水稀释,以免活化后药物成分挥发使药效降低。
此外,固态二氧化氯在活化处理时,应配成含2%~5%有效成分的溶液,再加酸活化。
4、二氧化氯的药效一般不受有机物影响,但在实际应用时,二氧化氯的药效还是会受水体中有机物的影响。如自来水、长江原水中的二氧化氯达到0.5mg/L质量分数时,30分钟后消毒效果即可达标;而闵行原水,需达到l~1.5mg/L质量分数的二氧化氯,在30分钟后才能达标。这是因为二氧化氯投入水体后一部分作为氧化剂消耗(即氧化有机物),第二部分作为消毒剂消耗(即杀灭微生物),余下的部分作为剩余量持续作用。因此,若在使用二氧化氯前,先用过氧化氢 (双氧水)、高锰酸钾或过氧化钙等进行预处理(每公顷用0.2~l.5千克固体氧化剂或1~3.5千克液态氧化剂),后再使用二氧化氯,可以提高二氧化氯的药效。
5、固态二氧化氯的有效成分在常态下能腐蚀金属物品和聚乙烯薄膜,大量堆放在不通气或高温的环境下是不妥的,也不安全。贮存时应注意通风、避光,加强安全防范措施。
八、二氧化氯的不利影响
二氧化氯在碱性条件下,会发生歧化反应(但是在一般水处理消毒过程中不会产生)。歧化反应所产生的氯酸盐(ClO3-)和亚氯酸盐(ClO2-)都会产生某些毒性物质。这两种化合物都会在动物体内产生过氧化氢,把血红朊氧化成没有颜色的正铁血红朊,造成溶血性的贫血。当然这些危害只有当氯酸盐和亚氯酸盐在动物体内大量积累,才会产生,一般使用二氧化氯作为消毒剂的情况下,不太会产生。
总之,二氧化氯作为消毒剂替代氯,有很多有利的方面,但对它所生成的各种副产物的毒理作用也必须给与充分的注意,并作深入的研究 |