幾種環保型消毒劑的研究進展

文│崔曉東 張建偉 王梁 程柏叢（北京市畜牧總站）

周榮柱（全國畜牧總站）

養殖場消毒是畜禽生產重要的環節之一，由于各種動物疫病的頻發，畜禽養殖迫切需要高效、環保、安全性高的消毒劑。本文綜述了幾種環保型消毒劑的研究進展，包括電解水、二氧化氯、中草藥消毒劑以及抗菌肽、噬菌體等生物酶的研究現狀，在此基礎上提出適合畜禽養殖中消毒方面的建議，旨在為畜禽場消毒的研究和應用提供參考。

病原微生物與粉塵或空氣中的微膠體結合，存在于養殖環境中，這是畜禽致病的主要誘因之一。因此，如何高效、環保的消除病原微生物是現代健康養殖的重要環節。

一、養殖場消毒現狀

養殖場常用的化學消毒劑一般均有刺激性味道，會刺激動物的呼吸道黏膜，造成應激反應，影響動物產品的品質，同時也會危害養殖人員的身體健康。此外，常規化學藥劑的常年使用，會對養殖環境造成污染，還會使細菌產生抗藥性，如沙門氏菌的多重耐藥性從20世紀90年代20%～30%增加至21世紀初的70%，且其耐藥譜仍在不斷拓寬。因此，如何高效、安全、廉價的消除致病微生物，成為現代養殖生產中重要的環節。

二、消毒方法分類

按不同的消毒方法可分為物理消毒、化學消毒、生物消毒。物理消毒有紫外線消毒、超聲波消毒、電離輻射消毒等方法，物理消毒法安全、無污染，但使用范圍有限，多需要發生裝置。化學消毒法雖然殺菌廣譜，但是化學消毒劑會對環境造成一定危害，因此目前研究人員重點研究環保、高效的消毒產品，更專注對環境的安全性。生物消毒是利用生物體產生的一些物質殺滅微生物的一種消毒方法，是近些年出現的消毒方法。從目前的消毒劑的研究趨勢來看，物理消毒法大部分需要發生裝置，所以目前在物理消毒領域中，大部分在研究發生裝置的改進和升級。化學消毒方面，劉育京曾經提出一個理想的化學消毒劑需具備的標準，主要包括殺菌廣譜、安全、無毒副作用等。目前來看還沒有完全符合此標準的消毒劑，但電解水和二氧化氯因消毒結束后可快速分解、殺菌效果好、殺菌范圍廣，是相對比較理想的消毒劑。

三、幾種環保型消毒劑

1.電解水。電解水是將低濃度的食鹽溶液或者鹽酸溶液，消耗微量電量在電解場的作用下生成的。電解水具有高效、瞬時、無殘留的殺菌特性，是一種環境友好型的消毒劑，電解水殺菌是一種實用、易操作的安全消毒方法，目前應用于醫療、食品、飲用水和游泳池等領域。電解水在電解過程中生成氯化氫和次氯酸，以及臭氧、二氧化氯、過氧化氫和羥基自由基。電解水有酸性電解水和中性電解水，如果電解過程中陰陽兩極之間有隔膜，在陽極室生成的是酸性電解水；如果沒有隔膜，生成的則是微酸性或者中性電解水。近年來，許多學者對電解水殺菌機理進行了研究，多數認為電解水的殺菌作用是有效氯、活性氧和高氧化還原電位共同作用的結果，電解水的殺菌機理仍有待進一步研究和探討。

電解水可以替代化學藥物對畜禽養殖環境消毒，是實現生產綠色畜禽產品的重要途徑之一。研究表明，有效氯濃度為250毫克/升的微酸性電解水對雞舍進行噴霧消毒（噴霧量為120毫升/平方米），雞舍地面、墻壁、料槽表面和水線表面的微生物數量分別減少了83.8%、91.3%、58.3%和94.4%。南松劍等研究表明，有效氯濃度為80毫克/升的中性電解水對雞舍空氣的滅菌率為80.2%，滅菌效果顯著優于百毒殺、安滅殺和威蘭金碘，而百毒殺、安滅殺和威蘭金碘的殺菌率分別為75.2%、68.7%和54.0%。同時，有效氯濃度為80毫克/升的中性電解水對雞舍墻壁、水線、料線、地面的殺菌率分別為77.9%、73.5%、70%、76.6%，滅菌效果顯著優于百毒殺、安滅殺和威蘭金碘。倪莉等研究證明，使用有效氯濃度為100毫克/升的微酸性電解水對雞舍進行噴霧消毒后（噴霧量為120毫升/平方米），地面、墻壁和養殖設施表面的大腸桿菌減少65%以上，顯著高于有效成分濃度為165毫克/升的苯扎氯銨溶液和有效成分濃度為312毫克/升的雙癸基二甲基溴化銨溶液。

2.二氧化氯。二氧化氯是一種強氧化劑，被世界衛生組織確定的一種安全、高效的強力殺菌劑，對細菌和病毒有極強的滅活能力，該消毒劑是國際上公認的氯系消毒劑中較理想的替代產品。目前，被應用于飲用水、醫院、餐飲用具、食品加工、水產養殖等領域的消毒及除臭過程。二氧化氯和氯制劑不同，二氧化氯是以分子的狀態存在，極易穿透細胞膜而進入細菌細胞內，利用極強的氧化作用破壞轉磷酸酶使細胞死亡。2003年SARS流行期間，國家衛生部曾在傳染病控制指導性文件中明確規定二氧化氯可以應用于空氣消毒。此后，人們對二氧化氯的關注度越來越高。在此之前的研究中，二氧化氯的濃度相對較高，但是目前越來越多的研究趨向于低濃度二氧化氯的消毒效果，尤其是研究低濃度二氧化氯對物體表面及空氣的殺菌效果。尤其二氧化氯氣體消毒可實現主動出擊，不僅可以實現對物體正面消毒，還可以實現對物體背面和側面的消毒，實現空間范圍內全方位、無死角的消毒。

空氣消毒方面：朱獻忠等通過試驗表明，當二氧化氯氣溶膠的粒徑越小，在空氣中懸浮的時間越長，與空氣及物體表面接觸的時間越長，殺菌效果越好。趙紫華等研究標明，當二氧化硫氣體濃度為1.5ppm（百萬分比濃度），消毒時間為30分鐘時，對白葡萄球菌的殺滅率達到99.5%；當二氧化硫氣溶膠濃度為1.5ppm，消毒時間為30分鐘時，對白葡萄球菌的殺滅率達到99.4%。陳惠珍等用0.9ppm的二氧化氯氣體對白色葡萄球菌作用30分鐘后，對白色葡萄球菌的殺滅率達到100%，消毒時間60分鐘后，對自然菌的滅菌率為95.11%。奚小艷等研究證明，當二氧化氯氣體濃度為0.3ppm，消毒時間為60分鐘時，對空氣中自然菌的滅菌率達99.8%。

物體表面消毒方面：朱獻忠等研究表明，當二氧化氯濃度為0.44ppm，消毒時間為20分鐘時，二氧化氯可以100%殺滅大腸桿菌及金黃色葡萄桿菌。李忠銘等研究表明，當二氧化氯氣體濃度在0.31～0.36ppm，消毒時間為60分鐘時，二氧化氯對大腸桿菌的滅菌率達到99.5%。劉璐等試驗證實，濃度為0.54ppm的二氧化氯氣體作用40分鐘，大腸桿菌的滅菌率達到99.9%。同時，低濃度的二氧化氯氣體在預防真菌感染方面也具有良好的效果。

3.中草藥消毒劑。中草藥是我國傳統醫學的瑰寶，許多中草藥具有天然殺菌、抑菌和抗病毒的作用，由于中草藥毒副作用小、刺激性小，成本較低，故中藥源消毒制劑具有廣闊的應用前景和研究價值。

中國農業科學院家禽研究所范建華等從蘆薈、苦楝、麻籽、皂莢、苦參根等多種植物提取有效成分，做了體外抑菌試驗，結果表明該中藥復方消毒劑對禽巴氏桿菌、沙門氏菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌都有較好的體外抑制效果。范建華等同樣用此中藥復合消毒劑對雞舍空氣環境的凈化做了研究，發現兩個濃度的中藥消毒劑消毒4小時，殺菌率分別達到95.88%和97.32%，消毒后10小時分別為95.07%和99.12%，消毒24小時后殺菌率仍維持在90%以上。王金和等選取大黃、艾葉等中草藥制備了復方中草藥消毒劑，并進行了消毒試驗，結果表明以大黃、艾葉等中草藥組方對金黃色葡萄球菌作用10分鐘時，殺滅率達99.9%；作用30分鐘時，殺滅效果可達100%；對大腸桿菌作用10分鐘以上，殺滅率達100%；對枯草芽孢桿菌作用15分鐘以上殺滅率達99.9%。

4.其他生物類消毒劑。除了中草藥消毒劑，生物消毒劑還包括抗菌肽、噬菌體、生物酶等為主要成分的消毒劑。

抗菌肽是生物體經誘導產生的一種具有抗菌活性的小分子多肽，目前從生物體中分離獲得的抗菌肽已超過1000種。抗菌肽是由生物體的防御系統產生的，具有抗多種微生物的生物活性物質，主要用于抵抗和殺滅外源性致病微生物。國際上研究較多的抗菌肽既有來源于高等動物，也有來源于一些低等昆蟲的肽類物質。

噬菌體可以專一感染某種細菌，鉆入細菌細胞并擴增，同時產生裂解酶，高度專一、快速裂解細菌細胞壁，殺死細菌并釋放出新生的病毒。噬菌體的最大特點就是可以特異侵染特定的細菌，可以在菌體內逐漸增殖，進而使其裂解，最終殺死細菌。由于它感染細胞的特異性很強，不會對細胞造成影響，故其用于機體內和機體外殺菌都會有很好的應用前景。生物酶廣泛存在于高等動物、原生動物、昆蟲、植物和各種微生物中，它是一種高效、高度專一、具備生物酶性質的生物催化劑，在作用過程中噬菌體本身并不消耗。

四、討論

以上幾種新型消毒劑，由于殺菌高效、廣譜、安全，對環境殘留少等優點，越來越受到關注，但也存在一定不足。電解水的穩定性較差，在室溫暴露的條件下容易自行分解，很難長期保存，需現制現用。二氧化氯同樣不穩定，可以與很多化學物質發生反應，在遇光、受熱、撞擊或者發生震動的情況下，極易分解，所以二氧化氯不適合運輸和長時間儲存，也需要現場制備，目前有各種型號二氧化氯發生器的產生，或者使用一元二氧化氯產品。中草藥消毒劑有效成分復雜，起到殺菌作用的主要成分和殺菌機制難以闡明，而且中草藥提純工藝復雜，單純一種中草藥效果有限，需要復配才能達到理想效果。其他生物酶類消毒劑也是有同樣的問題，需將不同的酶類消毒劑進行復配，組合成復合生物酶消毒劑，可克服酶類消毒劑有消毒譜單一的缺點。

對于消毒方式，目前養殖場多用手壓式噴霧消毒，手壓式噴霧器對消毒劑的微化程度比較小，其噴出的消毒液顆粒比較大，很容易沉落到地面上，不能長時間地漂浮在空氣中，所以對空氣的消毒效果有限。氣溶膠消毒噴出的霧滴粒徑一般在50微米以下，有的可以達到10微米以下，這樣消毒液可以長時間懸浮在空氣中，能夠殺死附著在空氣灰塵顆粒上的病毒、細菌。電解水、二氧化氯、中草藥等均可通過氣溶膠的方式對養殖場消毒，尤其適用于封閉空間的消毒，消毒效果明顯優于手壓噴霧式消毒。在以上介紹的幾種消毒劑中，二氧化氯在自然狀態下為氣體，二氧化氯消毒產品一般為液態或固態，可以通過二氧化氯氣體發生器將二氧化氯水溶液轉化成二氧化氯氣體。二氧化氯氣體除了可以對舍內空氣、養殖設施表面進行消毒，而且還可以實現對飼料消毒、水線內表面消毒、下水道消毒、糞道消毒等。

文中介紹的幾種環保型消毒劑，在養殖生產中具有良好的應用前景，幾種消毒劑可交替使用，替代或部分替代常規消毒劑對畜禽養殖環境、設施進行殺菌消毒、除臭、除塵，達到防疫防病的目的，提高畜禽舍的空氣質量，減少環境污染，保護飼養人員的健康，實現生產綠色禽畜產品和保持無病原無污染的養殖環境。總之，隨著我國養殖業的發展，對養殖環境和畜產品的安全越來越重視，環保型消毒劑是未來研究和推廣的重點。