二氧化氯對水體余氯影響研究

■ 明迪 張楓 魏文志

（揚州大學動物科學與技術學院 江蘇 揚州 225009）

漂白粉等含氯消毒劑具有殺菌力強、價格低廉、使用方便等優點，因此廣泛應用于水產養殖前期養殖用水進行消毒處理，以殺滅微生物、凈化水質、降低重金屬含量等。漂白粉等含氯消毒劑通過氯代反應殺滅微生物之后，仍然存在氯含量，稱為余氯，包括游離狀態余氯（HClO和ClO-）和化合狀態余氯（NH2Cl、NHCl2、NCl3）。

余氯對水生動物具有較強的毒害作用，主要體現在余氯損傷水生動物的鰓，如組織增生、上皮組織脫離、鰓中積累大量粘液、生成動脈瘤等，影響并阻礙鰓與水中溶解氧的交換。余氯也可以通過鰓組織滲入血液中，把血液中攜帶氧的還原性血紅蛋白氧化成不能攜帶氧的正鐵血紅蛋白，導致血液載氧能力下降。在江蘇如東縣南美白對蝦養殖的小棚中，養殖戶普遍認為余氯對南美白對蝦的安全濃度為0.1g/m3。因此余氯值一直是養殖戶關注的漁業水質指標。

除了產生余氯，漂白粉等含氯消毒劑還存在溶解性差、刺激性強等副作用，使用效果受水體中酸堿度和有機物的影響。二氧化氯是一種非氯消毒劑《消毒劑使用指南（2020）》，是目前國際國內公認并得到世界衛生組織確認的廣譜、安全、高效消毒劑，對細菌及其芽孢、病毒、真菌、寄生蟲等病原體有較強殺滅作用，而且殺菌不受pH值、氨氮和有機物的影響，正常濃度對養殖水生動物無不良影響，安全范圍大，在水產養殖上得到了廣泛的應用。但很多養殖戶一直有疑問，二氧化氯和漂白粉等均含有氯元素，使用二氧化氯后是否會增加水體中的余氯值，進而影響養殖水生動物的生長和存活。本研究通過在不同鹽度的水體中添加不同濃度的二氧化氯，了解二氧化氯對余氯含量的影響，為生產提供指導。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

二氧化氯粉劑（國標獸藥，二氧化氯含量≥6%，張家口市綠潔環保技術開發有限公司）。

1.2 實驗設計

純凈水配制0‰、3‰、25‰ 3種鹽度的水樣，加入二氧化氯粉劑，使水樣的二氧化氯濃度分別為0、1、5、10、20g/m3，每個濃度設置3個重復，于1、4、12、24、48h分別測定余氯值。

1.3 余氯檢測方法

采用國家標準“游離氯和總氯的測定 N，N-二乙基-1,4苯二胺分光光度法（HJ 586-2010）”。250mL錐形瓶中依次加入15.0mL磷酸鹽緩沖溶液、5.0mLN,N-二乙基-1,4-苯二胺（DPD）溶液、100.0mL試樣和1.0g碘化鉀搖勻。515nm波長處測定吸光度，利用標準曲線計算余氯濃度。

1.4 數據分析

數據用平均值± 標準差（Means±SD）表示。采用SPSS 26.0軟件進行單因素方差分析（One-Way ANOVA），用Duncan’s多重比較組間差異，差異顯著水平為P＜0.05。

2 結果與分析

2.1 0‰鹽度水體不同濃度二氧化氯對余氯值的影響

水體鹽度為0‰時，二氧化氯對水體余氯值的影響見如圖1。添加不同濃度二氧化氯粉劑在1、4、12、24、48h均顯著高于空白組（P＜0.05）。添加二氧化氯粉劑產品至1、5、10g/m3濃度時，水體的余氯值1、4、12、24、48h均低于0.05g/m3。添加二氧化氯粉劑產品至20g/m3時，1、4、12 h余氯值均超過0.1g/m3，24h和48h降至0.1g/m3以下。

圖1 0‰鹽度水體二氧化氯對余氯值的影響

圖2 3‰鹽度水體二氧化氯對余氯值的影響

2.3 25‰鹽度水體不同濃度二氧化氯對余氯值的影響

水體鹽度為25‰時，二氧化氯對水體余氯值的影響見圖3。添加不同濃度二氧化氯粉劑在1h顯著高于空白組（P＜0.05）。添加二氧化氯粉劑產品至1、5、10g/m3濃度時，水體的余氯值1、4、12、24、48h均低于0.05g/m3。添加二氧化氯粉劑產品至20g/m3時，1、4、12h余氯值均超過0.1g/m3，24h和48h降至0.1g/m3以下。

圖3 25‰鹽度水體二氧化氯對余氯值的影響（注：不同字母表示差異顯著）

3 討論

本研究設置3個不同鹽度，即淡水鹽度（0‰）、江蘇如東縣南美白對蝦養殖鹽度（3‰）、一般海水蝦養殖鹽度（25‰），通過添加不同濃度的二氧化氯粉劑，了解二氧化氯對余氯的影響。結果顯示，添加二氧化氯粉劑均能顯著升高余氯含量。二氧化氯粉劑（1、5、10g/m3）在不同的時間段余氯濃度均低于0.05g/m3，低于余氯安全濃度0.1g/m3。高濃度二氧化氯粉劑（20g/m3）12h內高于0.1g/m3；24h后余氯含量降低至0.1g/m3以下。

二氧化氯分子由一個氯原子和兩個氧原子組成，氯氧鍵雙鍵結構(O=Cl=O)，對稱的非線形分子，具有極強的氧化性。二氧化氯是通過氧化分解微生物蛋白質中的氨基酸，致氨基酸鏈斷鏈，蛋白質失去功能，同時二氧化氯對細胞壁有較強的吸附和穿透能力，放出的原子氧將細胞內的含巰基酶氧化，抑制微生物蛋白質的合成，使微生物死亡。漂白粉等含氯消毒劑是通過氯代反應起作用，因此二氧化氯的作用機理和以漂白粉為代表的含氯消毒劑是完全不同的。

使用漂白粉會有余氯殘留，導致余氯值上升，是因為漂白粉水解后，會產生次氯酸（HClO）或次氯酸鹽（ClO-）。二氧化氯分子結構不穩定,在光照條件下易分解，主要生成氯酸根（ClO3ˉ）、亞氯酸根（ClO2ˉ）和次氯酸（ClOˉ），而次氯酸是余氯的組成成分，因此二氧化氯的分解是可以增加余氯值的，本研究中的結果顯示了二氧化氯會增加水體余氯的濃度?？赡芏趸确纸猱a生的次氯酸（ClOˉ）比例低，相比漂白粉等含氯消毒劑，產生的余氯值低。

本研究采用國家標準N，N-二乙基-1,4苯二胺分光光度法測定余氯含量，一般認為二氧化氯對余氯的測定有一定的干擾作用，但有研究（王冰等，2020年）明確說明了二氧化氯含量在0.1～0.8mg/L時，對余氯測定結果的影響可以忽略不計，高濃度二氧化氯粉劑用量20g/m3時，二氧化氯實際含量為1.2g/m3，其對余氯含量測定應該有一定的影響，其影響程度有待于進一步的探討。

由此可見，水產養殖上二氧化氯使用濃度10g/m3以下，不會升高水體余氯值0.1g/m3以上，可以安全使用。