透析用水脫氯裝置的設計及其應用研究

蔣忠偉 曹 靖 鐘淼杰

血液透析是腎功能衰竭患者應用最多的一種腎替代治療方法，隨著血液透析質量控制監管力度的不斷加強，患者的平均透析壽命逐年增長。在透析過程中，患者一次透析需要120～150 L反滲水，一年將接受15000～26000 L透析用水，如果透析用水中化學污染物存在超標，將會引起患者嘔心、嘔吐、溶血、貧血等急慢性透析并發癥，嚴重者可危及生命[1]。因此對透析用水有極高的化學純凈度要求，以確保透析安全。

近年來，國內外有關透析用水氯超標導致的不良事件屢有報道，至今除了及時更換活性炭尚無有效的方法解決此類問題。為此，本研究針對透析當日檢測透析用水氯超標時通過滴定亞硫酸鈉溶液的方法予以應急處理。

1 透析用水氯超標的相關因素

透析用水中的氯主要來源于自來水中的氯消毒劑，從近年報道的透析用水不良事件中證實，位于水源污染較嚴重的長江中下游地區或接近自來水廠的透析中心是氯超標導致透析不良事件的易發地區[2]。目前，降低透析用水氯含量的唯一途徑是依靠活性炭的吸附，而活性炭在使用一定周期后會失去吸附作用需要及時更換。但是，當檢測到氯超標通常在每個工作日的上午，通知廠家更換活性炭至少需要半天時間，嚴重影響了透析當日血透患者的治療，容易引發醫患矛盾。導致氯含量超標主要有以下4種。

(1)活性炭未按原國家衛生部衛醫管發〔2010〕15號文印發的《血液凈化技術操作規程》[3]要求反沖洗(1～2次/周)，致使活性炭雜質粘附過多，未定期沖洗引起吸附作用的失效。

(2)檢測人員在長期的測氯過程中由于麻痹意識及責任心不足等因素導致漏測現象，目前所使用的測氯試劑無效或過期等因素也會引起誤判。

(3)在更換活性炭控制頭拆裝過程中，由于中心管濾網損壞或有異物卡死閥片，而引起活性炭吸附作用的失效[4]。

(4)由于某些地區自來水氯含量階段性偏高(以冬季常見)，預置的活性炭量無法將氯降低至達標的氯含量，在更換活性炭后也無法達標[5]。

2 透析用水脫氯裝置的設計

2.1 原水桶脫氯裝置的設計

原水桶脫氯裝置的設計適用于所有血液凈化室在當日檢測到透析用水氯超標時的應急處理，保證了透析用水的質量、避免了透析用水氯超標引起的醫療事故[6-7]。

(1)結構設計。主要部件包括支架、容器、滴定管以及原水儲水桶等，見圖1。

圖1 原水桶式脫氯裝置的設計

(2)工作原理。當檢測氯超標時，將稀釋后的無水亞硫酸鈉溶液注入容器中，滴定管處設有滴速控制閥，將滴速調節至38滴/min，持續滴入裝有1000 L自來水的原水儲水箱中。

2.2 微型泵脫氯裝置的設計

由于水的滯留容易滋生細菌等微生物，目前大部分血透中心取消了原水儲水桶的配置，對于用無原水儲水桶時的設計是在增壓泵前安裝微型泵，將稀釋后的無水亞硫酸鈉注入容器中，通過微型泵的負壓抽吸方式將無水亞硫酸鈉溶液帶入自來水供水管路中，微型泵具有可控滴速的功能，當無需滴定時可通過旁路閥斷開微型泵(圖2)。

圖2 微型泵式脫氯裝置的設計

3 透析用水脫氯裝置的應用實例

3.1 氯去除方法

(1)氯去除方法在工業水處理的應用。氯化-脫氯消毒工藝于20世紀70年代初期逐漸在美國發展起來，當時脫氯的目的是為了保證氯消毒的生態安全，氯去除的方法主要是向有殘余氯的水中投加一定量的還原劑亞硫酸鈉(Na2SO3)[8-9]使之發生脫氯反應，其反應式為：

式中HClO為次氯酸，Na2SO4為硫酸鈉，HCL為鹽酸。

(2)二氧化硫脫氯劑過量時所產生的亞硫酸鹽在＜10 mg/L的劑量上未檢測出毒性效應[10]。在透析當日檢測發現軟水處含氯超標(＞0.1 mg/L)時，通過在原水中滴加稀釋后的無水亞硫酸鈉溶液進行脫氯，同時在氯達標后進行取樣，保證透析用水的硫酸鹽含量符合質量控制標準。

3.2 實驗材料

1000 L原水桶1個，無水亞硫酸鈉500 g(上海埃彼化學試劑有限公司)；DPD總氯測定試劑1盒(廣東環凱微生物科技有限公司)[11]。

3.3 實驗方法

(1)透析當日檢測自來水總氯含量為0.8 mg/L，經活性炭處理后軟水處總氯含量為0.4 mg/L。

(2)取30 g無水亞硫酸鈉溶解于3 L水中(1 g/L)，將稀釋后的溶液盛入容器中置于1000 L容量原水儲水桶中滴定，滴速為38滴/min。

(3)取樣5 min后檢測到軟水處總氯含量＜0.1 mg/L，取樣原水、軟水及反滲水各1 L，檢測其硫酸鹽含量。

(4)取樣結果顯示，原水及軟水處的硫酸鹽含量為104 mg/L，反滲水硫酸鹽含量＜5 mg/L。

3.4 實驗結果

使用無水亞硫酸鈉溶液滴定的方法能有效解決透析當日檢測透析用水氯超標時的應急處理，為防止透析用水中硫酸鹽含量過高影響患者透析質量，本研究實驗在透析用水氯含量達標后從3個取樣口分別取水送權威機構進行了檢測。檢測結果表明，硫酸鹽在預處理部分無法去除，經過反滲機后硫酸鹽濃度符合質量控制要求(歐洲藥典標準：硫酸鹽含量＜50 mg/L)[12-13]。

4 結論

透析用水中的氯含量對于透析安全而言是一項至關重要的監測指標[14-15]。上海市血透質量控制要求每日至少檢測一次，總氯含量＜0.1 mg/L(美國醫療器械促進協會標準)。而目前，血液透析監管部門對于氯超標的唯一應急措施是及時更換活性炭。因此，通過無水亞硫酸鈉滴定中和氯的方法能有效解決透析當日檢測氯超標時的應急處理。然而，使用無水亞硫酸鈉滴定中和氯的方法，硫酸鹽代謝產物對透析用水水質的影響及對反滲膜壽命的影響還需要進一步的研究。此外，對于亞硫酸鈉溶液的濃度范圍也需要進一步的確認。

目前，隨著血液透析質量控制對透析用水水質要求的不斷提升，應用雙活性炭罐或使用進口活性炭填料物等方法對控制透析用水氯超標具有積極意義。即便如此，活性炭控制頭故障、檢測人員疏于檢測、測氯試劑失效或是因原水氯含量過高、活性炭量預算不足等人為因素所致的風險依然存在[16]。因此，應用無水亞硫酸鈉滴定中和氯的方法作為透析用水氯超標時的應急處理手段具有一定的發展前景。