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一、液氯消毒原理和二氧化氯消毒原理 （一）、液氯消毒 氯气加入水中产生一系列化学变化。不同的水质其化学反应的过程也不一样，但最终起消毒作用的产物为次氯酸和次氯酸根离子。 当水中无氨氮存在时 CL2+HO2→HOCL+H++CL– ……………………（1） 次氯酸是一种弱电介质 HOCL→H++OCL– ………………………………（2） 次氯酸与次氯酸根在水里所占的比例主要取决于水的pH值，HOCL和OCL–都具有氧化能力，但HOCL是中性分子，可以扩散到带负电荷细菌的表面，并渗入细菌体内，氯原子氧化作用破坏细菌体内的酶，使细菌死亡；而OCL–带负电，难于靠近带负电荷的细菌，所以虽有氧化能力也难起消毒作用。 从图Ⅰ可以看出，在pH值6-5范围内，水的pH值越低，HOCL的百分含量越大，因而消毒效果越好。 当水中存在氨氮时，（1）式产生的HOCL就会和氨化合，产生一类叫胺的化合物，其成份视水的pH值及CL2和NH3含量的比值而定。 NH3+HOCL →NH2CL+H2O…………………(3) NH3+2HOCL→NHCL2+2H2O…………………(4) NH3+3HOCL →NCL3+3H2O…………………(5) 当水的PH值在5-5之间时，NH2CL和NHCL2同时存在，但PH值低时，NHCL2较多，NHCL2的杀菌能力NH2CL强，所以水的PH值低一些，也是有利于消毒作用的。NCL3要在PH值低 于4时才产生，在一般的饮用水中不大可能形成。 所以，无论水中是否存在氨氮，在使用液氯消毒时，在pH值8-5范围内，pH值越低，消毒效果比PH值高的消毒效果好。 （二）、二氧化氯消毒 二氧化氯化学性质活泼，易溶于水，在20℃下溶解度为98g/L，是氯气的溶解度的5倍。氧化能力为氯气的2倍。CLO2是中性分子，在水中几乎100%以分子状态存在，所以极易穿透细胞膜，渗入细菌细胞内，将其核酸（DNA或RNA）氧化后，从而阻止细菌的合成代谢，并使细菌死亡。在饮用水中 CLO2灭菌反应如下式(6)、(7)所示。 CLO2+ e→CLO2–…………………………………………(6) CLO2+2H2O+4e→CL–+4OH–……………………………(7) 实验测知，式(6)式的电极电位95V ，式(7) 式的电极电位78V。所以使用二氧化氯消毒还可以氧化水中的一些还原性金属离子（如Fe2+ Mn2+等），即对水中的铁、锰有着不错的去处效果。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。但在PH值6-10范围内的杀菌效果几乎不受PH值影响。 综上，在净水工艺条件下，用液氯消毒，起杀菌作用的主要是HOCL，其杀菌效果比OCL–高近80倍。由图表Ⅰ可以看出pH值越高，HOCL离解的越多，当pH值大于8时即达到75%的OCL–，消毒效果就愈发降低。经过众多试验结果得出，CLO2可以在范围内杀灭细菌，液氯只有在近中性条件下才能有效地杀灭细菌。 二、两种消毒剂杀灭饮用水中细菌的情况 在饮用水中投加消毒剂的目的主要是杀灭对人体有害的病原菌、病菌，及其它致病的病原微生物。经过消毒处理的水，不是将水中所有的细菌杀灭，可以允许含有少量的对人体健康无害的细菌，但一定要达到《生活饮用水卫生标准》的要求。 （一）、消毒剂投加量对消毒效果的影响 为了研究消毒剂投加两对消毒效果的影响，对我公司的沉淀水（未加消毒剂）、滤前水（预加5 mg/L消毒剂）、滤后水（又加5 mg/L消毒剂）进行了细菌学指标的检测，检测结果见图表Ⅱ。 从试验结果可以得出： 二氧化氯和液氯对大肠杆菌均有较好的灭菌效果，且随着投加量增大杀菌率增大；二氧化氯的灭菌效果稍优于液氯。投加量为5mg/L时，液氯的杀菌率是76%，二氧化氯的杀菌率则达62%。 二氧化氯杀灭细菌的效果明显优于液氯。 （二）、水温对消毒剂杀菌效果的影响 消毒剂的杀菌能力随着温度的上升而增强，温度低时每上升10℃，细菌死亡率成倍增加。图表Ⅲ为Benarde等试验的不同温度下二氧化氯接触时间与大肠杆菌存活率的关系。由图可见，温度升高，灭菌时间相对缩短，杀菌效果相对增强。 三、两种消毒剂对饮用水中有机卤代物 形成的影响 随着人们对用液氯消毒饮用水所产生的有机卤代物致癌作用的研究，国家自然科学基金资助了对比液氯消毒与二氧化氯消毒处理水中有机物情况的项目。对用液氯消毒和用二氧化氯消毒的四种同一自来水厂饮用水的富集水样进行GC/MS分析，其试验结果见图表Ⅳ。 由试验结果表明，凡是投加液氯消毒，不仅有机物种类多，含量大，且均形成较多的有机卤代物（如CHCl3、CHBr3等）。如投加7 mg/L液氯的水样检出2种氯代物和7种溴代物，含量为76%；而用二氧化氯消毒的水样，未检出有机卤代物。二氧化氯消毒一般只起氧化作用，不起氯化作用，这是二氧化氯消毒几乎不形成有机卤代物的根本原因。可见，源水严重污染或水体中有机物含量高时，二氧化氯是最好的选择。 四、我厂对饮用水消毒剂的合理应用 我厂引进的高效复合二氧化氯发生器，其制备消毒剂的原理是利用氯酸钠水溶液与盐酸溶液在一定温度和负压下充分反应，产生以二氧化氯为主、氯气为辅的消毒气体，来进行饮用水消毒的。 该设备在投入使用初期，由于管垢中的锈蚀物要消耗一些二氧化氯，二氧化氯消耗量较大，运行成本较高。运行一个月左右后，二氧化氯的投加量趋于稳定。统计生产实践所耗用的成本，进行经济技术分析，我们得出，在达到同样的消毒效果时，消耗二氧化氯的量要比液氯的消耗量低一些，但制备二氧化氯的原料成本要比液氯成本高02元/吨。为了保证水质，同时兼顾节约成本，我厂在冬季水源污染少、浊度低时，使用液氯消毒；到了夏季，水源污染较重或者水源中有机物含量偏高时，使用二氧化氯消毒。 五、结论 液氯作为经典的饮用水消毒方式，消毒能力强，货源充足，价格低廉，投加设备较为简单，有着价廉物美的优势。但当水中有机物含量高时，会产生有致癌作用的卤化有机物。 二氧化氯作为后发展起来的消毒方式，杀菌能力比液氯消毒强，杀菌效果不受水的pH值影响，只发生氧化作用不发生氯化作用达到消毒效果，避免了有机卤代物的问题。但是二氧化氯制取出来即须应用，不能贮存，制取原料价格较贵。 无论是液氯消毒还是二氧化氯消毒，都有各自的优点和缺点。我应该根据生产实践中的实际情况，因水制宜，合理选用饮用水消毒剂，力争得到最好的性价比 一、兽用消毒剂的种类及机理 消毒剂的种类有多种，常用的兽用消毒药主要是：酚、醛、醇、酸、碱、氯制剂、碘制剂、重金属盐类、表面活性剂等类型消毒剂。 酚类 这类消毒剂能使病原微生物的蛋白变性、沉淀而起杀菌作用，能杀死一般细菌。复合酚能杀灭芽胞、病毒和真菌。主要有苯酚、复合酚、煤酚等。 醛类 醛类的杀菌作用也是较强的，其中以甲醛的效果较好，也最常用。随着生产技术的进步和养殖业的需求，戊二醛、邻苯二甲醛等高效消毒剂也被广泛应用。 酸类 酸类消毒剂的杀菌原理是高浓度的氢离子能使菌体蛋白变性和水解，而低浓度的氢离子可以改变细菌体表蛋白两性物质的离解度，抑制细胞膜的通透性，影响细菌的吸收、排泄、代谢和生长。氢离子还可与其它阳离子在菌体表面竞争性吸附，妨碍细菌的正常活动。 碱类 用于畜禽消毒的碱类消毒药主要有苛性钠、苛性钾、石灰、草木灰、苏打等。碱类消毒作用的机理是阴性氢氧根离子能水解蛋白质和核酸，使细菌酶系统和细胞结构受损害，同时碱还能抑制细菌的正常代谢机能，分解菌体中的糖类，使菌体复活。它对病毒有强大的杀灭作用，可用于许多病毒性传染病的消毒，高浓度碱液亦可杀灭芽胞。碱类消毒剂最常用于畜禽饲养过程中场区及圈舍地面、污染设备(防腐)及各种物品以及含有病原体的排泄物、废弃物的消毒。 醇类 醇类主要用于皮肤、器械以及注射针头、体温计等的消毒，如：75%的酒精。 表面活性剂类 这类消毒药又称除污剂或清洁剂，可降低菌体的表面张力，有利于油的乳化而除去油污，产生一定的清洁作用。另外，表面活性剂还能吸附于细菌表面，改变菌体细胞膜的通透性，使菌体内的酶、辅酶和中间代谢产物选出，阻碍了细菌的呼吸和糖酵解的过程，使菌体蛋白变性，而出现杀菌作用。常用的有新洁尔灭、洗必泰、杜米芬等。 氧化剂类 这是一类含不稳定的结合态氧的化合物，遇到有机物或酶即可放出初生态氧，而后破坏菌体的活性基因，发挥消毒作用。常用的氧化剂消毒剂有高锰酸钾、过氧乙酸等。 卤素类 卤素(包括氯、碘等)对细菌原生质及其它结构成分有高度的亲和力，易渗入细胞，之后和菌体原浆蛋白的氨基或其它基团相结合，使其菌体有机物分解或丧失功能呈现杀菌作用。在卤素中氟、氯的杀菌力最强，依次为溴、碘，但氟和溴一般消毒时不用。常用的该类消毒剂包括：漂白粉精、次氯酸钠溶液、优氯净、强力消毒王、碘酊、复方络合碘等。 二、消毒剂对微生物杀灭效果评价试验现状 评价消毒产品的消毒效果，应以中华人民共和国卫生部2002年颁布的《消毒技术规范》为依据。但是该规范中规定的某些实验方法和操作技术还存在诸多问题。评价消毒效果主要是评价对微生物（细菌、病毒、真菌、芽胞等）的杀灭作用以及有机物、PH值、温度等因素对其效果的影响。 《消毒技术规范》（2006征求意见版）中指出检验消毒产品对细菌、真菌的灭活效果时所选用的基础实验菌种包括:金黄色葡萄球菌ATCC 6538、铜绿假单胞菌ATCC 15442、大肠杆菌 8099、枯草杆菌黑色变种ATCC 9372、龟分枝杆菌脓肿亚种ATCC19977、白色葡萄球菌 8032、白色念珠菌ATCC 10231、黑曲霉菌ATCC 16404。在上述规定的菌株基础上，根据消毒剂特定用途或试验特殊需要，还可增选其他菌株。病毒灭活试验所用试验病毒株为脊髓灰质炎病毒1型（poliovirus-Ⅰ，PV-Ⅰ）疫苗株和艾滋病病毒1型（human immunodeficiency virus，HIV-1）美国株。 评价消毒剂消毒效果的检测方法主要包括中和试验、消毒剂定性消毒试验、消毒剂定量消毒试验、消毒剂杀菌能量试验、乙型肝炎表面抗原抗原性破坏试验。具体试验步骤可参见卫生部提出的《消毒与灭菌效果的评价方法与标准》。 三、兽用消毒药的应用现状 当前我国生产、经营和使用最广泛的兽用消毒药品主要为复合酚类、碘类、季胺盐类和氯制剂四大类。当前养殖单位广泛应用的效果确实的消毒药主要有： 安灭杀 先灵葆雅公司生产，主要成分为15%的戊二醛和10%的COCO季胺盐； 拜净 拜耳动保生产，主要成分为十二烷氧化胺三碘氧化合物； 百胜-30/15 辉瑞动保生产，主要包含碘、磷酸、硫酸等成分； 农福 杜邦化工生产，主要成分为高效复合酚。 兽用消毒药在实际应用中仍存在很多问题，如，忽略清除畜禽舍内的粪便、饲料残渣、体表脱落物等有机物；认为饮水消毒剂对畜禽无害而随意加大浓度，造成损失；认为使用温开水做溶剂能增加所有消毒剂的消毒效果；不能做到交叉应用多种类型消毒剂，造成耐药性的产生；认为消毒剂气味越浓越好，造成畜禽黏膜损伤，影响效益。 四、展望 随着经济贸易的全球化，动物疾病流行也呈现全球化，一些新的疾病的流行给畜禽养殖业造成了巨大损失。由于新型传染病疫苗的研究需要较长周期，因此预防控制新型传染病只能通过加强饲养管理和注重消毒等预防措施来实现。这种形势下，研究一种或多种新型、高效、广谱、安全的消毒药显得十分必要。 理想的兽用消毒药应具有高效、广谱、作用迅速、活性长效、性质稳定、便于储运、抗有机物干扰、高度的安全性、成本适中等几个特点。新型高效复合型消毒剂以及兽用消毒剂专用表面活性剂将成为未来研究的趋势，在此基础上，宠物手术（器械）专用消毒剂、奶牛乳头专用消毒剂、种蛋专用消毒剂、SPF动物屏障设施专用消毒剂、生物安全实验室专用消毒剂、疫苗灭活专用消毒剂等更加细化的专业实用型消毒剂的研究也会逐渐受到人们的关注。 延伸阅读 兽用消毒药监管过程中存在的问题 消毒药品名称繁杂 我国专业和兼产兽用消毒药品的厂家较多，兽药市场销售的消毒剂品种更是繁多。除国产制品外，还有部分进口药品。动物消毒药品品种多而杂，同一个功能的消毒药品，有几十个甚至上百个不同批准文号的产品，给用户在使用消毒药品的选择上造成了一定困难。 生产厂家刻意夸大消毒效果 部分厂家为了迎合消费者消费心理、促进产品销量，刻意的在产品外包装说明中夸大产品的消毒效果，以点盖面，使用绝对化语言，甚至将自己的产品说成“万能药”。 产品质量良莠不齐 由于相关监管体制的不完善，部分经营者利用监管机构的疏忽大意，使大量的劣质消毒药流入兽药市场，既破坏了原有的市场秩序，又给相关养殖单位造成了巨大的经济损失。同时劣质消毒药生产者还利用兽药销售吃回扣的不良心理进入市场，这些受利益驱动的消毒药价格回扣现象，给消毒药品的管理带来消极影响。 缺乏相关药品的科学研究 兽用消毒药的研究涉及消毒学、兽医流行病学、环境卫生学和兽医微生物学等相关方面的知识，研究起来费时费力。同时一个消毒药的问世要经过实验室研究、中试放大和临床等几个步骤，转化为产品的周期较长。目前应用的许多消毒药都是公共卫生部门、防检疫部门研究的，缺乏专门针对兽用消毒药的试验研究。 
环境工程（Environmental Engineering）是研究和从事防治环境污染和提高环境质量的科学技术。环境工程同生物学中的生态学、医学中的环境卫生学和环境医学，以及环境物理学和环境化学有关。由于环境工程处在初创阶段，学科的领域还在发展，但其核心是环境污染源的治理。
畜舍中有害气体及其危害 对人和家畜健康有不良影响的气体都称为有害气体主要有:二氧化碳，氨， 硫化氢等1．1氨气(NH3)：1NH3极易溶解于水，水溶液呈碱性 家畜中NH3主要由粪便，饲料等含氮有机物分解产生低浓度氨可使呼吸和血管中枢兴奋，高浓度可使中枢神经系统麻痹，引起中毒性肝病和心肌损伤 低浓度氨气长期作用于畜禽，可导致畜禽抵抗力降低，发病率和死亡率升高，生产力下降2氨气在畜舍中常被溶解或吸附在潮湿的地面、墙壁和家畜粘膜上，当舍内温度升高时，溶解在水中的氨与水分离，对空气形成二次污染，并会再次附着在家畜的粘膜上。3尿中的尿素(粪中微生物蛋白含的氮化合物比尿中的尿素氮难降解，这里不考虑粪氮产生的尿素)降解产生氨气(NH3)；低浓度的氨对皮肤和粘膜有刺激作用，常易溶解在家畜的呼吸道粘膜和眼结膜上，使粘膜充血、水肿，引起结膜炎、支气管炎、肺炎、肺水肿。1．2硫化氢(H2S)：1H2S为无色，易挥发，具有恶臭气味，易溶于水长期处于低浓度硫化氢环境中，家畜的体质变弱，抵抗力下降，增重缓慢硫化氢浓度为30 ㎎ /m3，家畜变得怕光，丧失食欲，神经质2硫化氢靠近地面浓度更高。家畜采食富含硫的高蛋白饲料，当其消化机能紊乱时，可由肠道排除大量硫化氢(H2S），含硫化物的粪积存腐败也可分解产生硫化氢；3硫化氢易被呼吸道粘膜吸收，与钠离子结合形成硫化钠，对粘膜产生强烈刺激，引起眼炎和呼吸道炎症，甚至肺水肿。经肺泡进入血液的硫化氢，有时可被氧化成无毒的硫酸盐排除体外，未被氧化的游离硫化氢可氧化细胞色素酶，使酶失去活性，影响细胞氧化过程，最终表现为全身中毒。1．3二氧化碳(CO2)：1CO2为无色无臭，略带酸味气体其本身无毒2因舍内家畜的密度过大，呼吸过程产生的二氧化碳(CO2)严重超标；如果舍内采用生火的方式取暖，而燃料不能完全燃烧便会产生大量的一氧化碳(CO)等有害气体。3二氧化碳因由家畜呼吸排出，而且比重大，所以在畜舍下部、畜体周围的浓度较高。二氧化碳本身无毒性，但高浓度的二氧化碳可使空气中氧的含量下降而造成缺氧，引起慢性中毒。实际上，畜舍空气中的二氧化碳一般很少能够达到引起家畜中毒或慢性中毒的程度，其卫生学意义主要在于用它表明畜舍通风状况和空气的污浊程度。当CO2含量增加时，其他有害气体含量也可能增多。因此，CO2浓度通常被作为监测空气污染程度的可靠指标畜舍中有害气体对家畜生产力的影响1氨气(NH3）：家畜长期处于低浓度氨的作用下，将会体质变弱，抵抗力降低，发病率、死亡率升高，采食量、日增重、生殖能力下降，称为氨的慢性中毒。高浓度的氨可使接触的局部发生碱性化学灼伤，组织坏死，亦可引起中枢神经麻痹、中毒性肝病和心肌损伤等明显病理反应和症状，成为氨中毒。畜舍内的氨含量不得超过26ppm。2硫化氢(H2S)：管理良好的畜舍硫化氢浓度一般在15mg/m3以下。一旦管理不善，硫化氢含量增加，致使人、畜中毒。高浓度的硫化氢能使呼吸中枢神经麻痹，使家畜因窒息而死亡。在低浓度的硫化氢长期作用下，家畜会出现植物性神经功能紊乱或偶发多发性神经炎，体质衰弱，体重减轻，抗病力下降，容易发生肠胃炎、心脏衰弱等，生产力大大降低。硫化氢在舍内空气中的含量不得超过10ppm。3二氧化碳(CO2）：舍内二氧化碳浓度过高，意味着氧气含量相对不足，就会使家畜只出现慢性缺氧，临床表现为精神萎靡、食欲下降、生产力下降，体质衰弱，易感染慢性传染病。据实验报道，家畜在含4%二氧化碳的空气中呼吸紧迫，10%时出现昏迷。减少或消除有害气体的措施消除舍内有害气体，是现代畜牧生产中改善畜舍空气环境的一项非常重要的措施。首先，应合理设计畜舍的除粪装置和排水系统。其次在设计畜舍时，必须设置人工通风换气系统，将舍内有害气体及时排出舍外。此外，还应注意畜舍的防潮，因为氨和硫化氢都易溶于水，当舍内湿度过大时，氨和硫化氢被吸附在墙壁和天棚上，并随水分渗入建筑材料中。当舍内温度上升时，这些有害气体又挥发出来，污染环境。因此，注意畜舍的防湿和保暖是减少有害气体的重要措施。舍内地面，主要是在畜床上应辅以垫料，垫料可吸收一定量的有害气体。在生产过程中，建立各种规章制度，加强管理，对防止有害气体的产生也有重要意义。3．1在舍内置放吸附剂或吸附物使用垫草或吸附剂，可以吸收一定量的有害气体。各种垫料的吸收力不同，麦秸、稻草和桉树叶等对有害气体有一定吸附能力，黄土的效果也不错，通过定期更换垫料的方式来达到减少空气中有害气体的目的。使用一些化学物质，如磷酸、磷酸钙、硅酸等，也可起到吸收有害气体的作用。其中，使用磷酸的效果较好，用硅酸作为吸附剂可以明显减少舍内的恶臭。3．2调整饲料配方，减少尿中尿素分解产生氨气的机会通过提高日粮蛋白质利用率可使总氮和尿氮的排泄量下降，从而减少氮的释放量(Oldenburg and Heihrichs，1996)，Canh(1998)的研究表明粗蛋白每降低一个百分点，则氨气的浓度降低11%左右，氨气的释放量降低10%—20%。降低家畜日粮中的粗蛋白含量，但同时必须合理添加合成氨基酸如赖氨酸、蛋氨酸等必需氨基酸，以保证家畜的繁殖及生长发育需要。据报道：日粮中添加尿酶抑制剂也可提高氮的利用率，使尿素降解减少，氨气的释放量减少。因粪氮不易被降解，故可以通过使用细菌发酵过的碳水化合物作为猪的日粮来降低尿氮比例从而降低氨气的排放量。Cahn等(1997)报道：当日粮以谷物、木薯粉和油饼为基础时，添加30g/kg甜菜渣后粪氮占总氮的比例可从不添加时的22%上升到45%，氨的释放量减少45%。3．3新建畜舍时要考虑好保温设施和通风设施畜舍应采用单元式建筑，缩小空间有利于保温；建筑墙体采用隔热墙，既使用空心砖或墙体内夹一层泡沫塑料等隔热材料，从而使内墙温度不至于损失；仔猪对温度的要求较高，在圈内给予红外线灯取暖，地面采用热传导较差的塑料地板或接触面较小的钢编网，减少仔畜身体热量的散失，有条件的猪场还可以使用空调或暖气控制舍内环境温度，从而达到保温的效果。因大多数畜场的畜舍都采用自然通风，在冬天时关闭窗户或用塑料布密闭窗户，这样便不利于舍内空气的流通，使有害气体滞留舍内，影响家畜的生产性能。这种情况下，我们可以采用机械负压通风的方式来解决，在每个畜舍单元的门框上方、屋顶下30CM处安装小功率排气扇，对面墙角预置进风口，进行负压通风，把有害气体排出舍外，让舍外的新鲜空气进入舍内，降低舍内有害气体的含量。
