過硫酸氫鉀應(yīng)用

[db:作者] / 2023-01-12 00:00

[應(yīng)用]

殺菌機(jī)理：過硫酸氫鉀復(fù)合鹽是一種廣譜殺菌劑，可殺滅細(xì)菌繁殖體和芽孢、病毒、真菌，不同微生物對(duì)消毒劑的敏感性有一定差異，其中細(xì)菌芽孢對(duì)消毒劑抵抗能力最強(qiáng)。過硫酸氫鉀復(fù)合物在水中經(jīng)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可連續(xù)持久地產(chǎn)生小分子自由基、次氯酸、新生態(tài)氧和活性氧衍生物，氧化和氯化病原體，使菌體蛋白質(zhì)變性凝固，產(chǎn)生的OH自由基作用于DNA、RNA的磷酸二酯鍵，干擾病原體DNA和RNA的合成，從而殺滅病原微生物。在這個(gè)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)通路中，氯化鈉被單過硫酸氫鉀(KMPS)三鹽化合物氧化，生成的氯氣沒有被釋放而是與氨基磺酸(作為氯的受體)相互作用形成一一個(gè)中間體復(fù)合物，然后此復(fù)合物被分解生成次氯酸，同時(shí)，這個(gè)反應(yīng)是循環(huán)進(jìn)行的，氯從氨基磺酸中釋放之后，用來形成更多的氯化鈉分子，為這個(gè)循環(huán)提供源源不斷的原料。在此反應(yīng)過程中，通過產(chǎn)生H+可以起到酸制劑的消毒效果、中間產(chǎn)物Cl2和CIO可以起到鹵素消毒劑的作用、通過釋放O2自由基可以起到過氧化物類消毒劑的作用。具體反應(yīng)過程如圖7-8所示。病毒顆粒主要由蛋白質(zhì)衣殼及其包裹的核酸芯髓構(gòu)成，衣殼與芯髓共同構(gòu)成部分核衣殼，部分病毒核衣殼外還有囊膜及纖突；衣殼蛋白具有抗原性，是病毒顆粒的主要抗原，囊膜和纖突構(gòu)成病毒顆粒的表面抗原，與宿主細(xì)胞嗜性、致病性和免疫原性有密切關(guān)系。過硫酸氫鉀復(fù)合粉消毒劑與病毒顆粒相互作用時(shí)，釋放不同有效成分作用于病毒顆粒的多個(gè)位點(diǎn)，包括病毒囊膜、纖突、蛋白衣殼和病毒核酸，進(jìn)而干擾病毒DNA或RNA的合成，并使病毒核衣殼蛋白變性、凝固。因此，即使一種微生物對(duì)主要的氧化劑產(chǎn)生了耐受性，此消毒劑還有其他的一些殺生物劑(biocide)成分可以用來攻擊病毒。

圖7-8 過硫酸氫鉀復(fù)合粉水溶液鏈?zhǔn)椒磻?yīng)過程

過硫酸氫鉀復(fù)合粉消毒劑對(duì)多種致病微生物具有殺滅作用，而實(shí)際消毒使用的水溶液具有極低的毒性，對(duì)人和動(dòng)物無害且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成殘留問題。目前過硫酸氫鉀復(fù)合粉產(chǎn)品已在英國、澳大利亞、新西蘭、美國、加拿大、墨西哥等國家上市，并已廣泛用于各型農(nóng)場(chǎng)、畜舍環(huán)境、飲水設(shè)備及空氣的消毒。在國內(nèi)過硫酸氫鉀復(fù)合鹽被廣泛地應(yīng)用在動(dòng)物環(huán)境消毒，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)水處理，能殺滅幾乎所有的人畜共患疾病的細(xì)菌和病毒，對(duì)口蹄疫、禽流感、SARS等具有優(yōu)異的殺滅作用；游泳池消毒與水沖擊性處理(SHOCKS)，快速清除尿素等有機(jī)物，凈化水質(zhì)，提高ORP；油田、石化、金屬電鍍企業(yè)污水處理、廢氣處理中絮凝劑、凈化劑，油田、石化、建材工業(yè)含聚合物污水處理、硫黃回收、油層壓裂助劑等。

細(xì)菌：Gasparini等(1995)研究了過硫酸氫鉀復(fù)合粉對(duì)金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、大腸桿菌的殺滅作用，發(fā)現(xiàn)用1%濃度過硫酸氫鉀復(fù)合粉消毒液作用22s，殺滅率達(dá)到100%，對(duì)三株細(xì)菌的最小抑菌濃度(MIC)分別為0.011%、0.075%、0.075%。用生理鹽水作為溶劑，配制成1%濃度的過硫酸氫鉀復(fù)合粉消毒液與枯草芽孢桿菌孢子作用5min，可將懸液中的芽孢全部殺滅。Hernandez等(2000)分別使用懸液定量試驗(yàn)和載體定量試驗(yàn)驗(yàn)證1%濃度過硫酸氫鉀復(fù)合粉消毒液的體外抗菌活性，作用時(shí)間為5min，結(jié)果表明在懸液定量試驗(yàn)中其對(duì)金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌、大腸桿菌、希氏腸球菌、恥垢分枝桿菌均有殺滅作用，而在載體定量試驗(yàn)中除對(duì)恥垢分枝桿菌殺菌效果不明顯外，對(duì)其他幾株細(xì)菌均有殺滅作用；DeLorenzi等(2007)以結(jié)核分支桿菌為研究對(duì)象考察過硫酸氫鉀復(fù)合粉的殺菌性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在20℃或30℃溫度下，即使過硫酸氫鉀復(fù)合粉消毒液濃度升高到4%后與結(jié)核分支桿菌作用60min，仍然不能將其殺滅，作者將試驗(yàn)溫度升高到40℃后發(fā)現(xiàn)，0.5%、1%濃度消毒液與結(jié)核分枝桿菌作用60min，殺菌對(duì)數(shù)分別降低了4.71和4.70，而在污染條件下2%濃度的過硫酸氫鉀復(fù)合粉消毒液與結(jié)核分枝桿菌作用60min，殺菌對(duì)數(shù)降低了5.79，結(jié)果均符合消毒評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)；Gehan等(2009)以養(yǎng)殖場(chǎng)常見鼠傷寒沙門氏菌為研究對(duì)象，1%過硫酸氫鉀復(fù)合粉消毒液與鼠傷寒沙門氏菌作用30min，具有很好的殺菌效果。

真菌：研究表明(Hernandez，et al，2000；Marchetti，etal，2006)，過硫酸氫鉀復(fù)合粉消毒劑對(duì)犬小孢子菌、白色念珠菌、須毛癬菌和發(fā)癬菌均有一定的殺滅作用。Gehan等(2009)用1%過硫酸氫鉀復(fù)合粉消毒液與煙曲霉菌作用30min后，殺菌率達(dá)到100%。

病毒：Gasparini等(1995)使用1%濃度過硫酸氫鉀復(fù)合粉消毒液與乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)作用10min，可將此病毒完全滅活；Scioli等(1997)以攜帶有HBsAg+/HBeAg+/HBV-DNA+病毒的病人血清為研究對(duì)象，然后使用不同濃度的過硫酸氫鉀復(fù)合粉消泡劑與此血清作用不同時(shí)間，結(jié)果發(fā)現(xiàn)3%濃度的過硫酸氫鉀復(fù)合粉消毒劑與血清作用10min后，病毒放射自顯影信號(hào)抑制率為90%，4%濃度的過硫酸氫鉀復(fù)合粉消毒劑與血清作用15min后，乙肝病毒放射自顯影信號(hào)的抑制率為100%；McCormick等(2004)為研究過硫酸氫鉀復(fù)合粉對(duì)腺病毒5型和6型的滅活效果，使用終點(diǎn)稀釋法計(jì)算病毒的感染滴度，結(jié)果表明0.9%濃度的過硫酸氫鉀復(fù)合粉消毒劑與兩種不同血清型的病毒作用5min后，病毒的平均滅活對(duì)數(shù)值均大于6.0，符合病毒滅活試驗(yàn)的評(píng)價(jià)規(guī)定；Maes等(2006)使用實(shí)時(shí)定量反轉(zhuǎn)錄多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(qRT-PCR)技術(shù)來評(píng)價(jià)過硫酸氫鉀復(fù)合粉消毒劑對(duì)普馬拉病毒的消毒效果，證明1%～2%濃度過硫酸氫鉀復(fù)合粉消毒劑與普馬拉病毒作用超過10min，即可將此病毒完全滅活。

目前，過硫酸氫鉀復(fù)合粉可以用于防控的疫病包括大多數(shù)OIEA類傳染病，如禽流感H5N1、新城疫、經(jīng)典豬瘟和口蹄疫等，且過硫酸氫鉀復(fù)合粉是美國環(huán)保局(EPA)批準(zhǔn)注冊(cè)的第一個(gè)和唯一的用于預(yù)防口蹄疫的獸用消毒劑(VirkonSEPA-registeredforF&.Mdis-ease，2001；United states environmental protection agency，2009)。此外，在EPA注冊(cè)目錄中，過硫酸氫鉀復(fù)合粉消毒劑還對(duì)人類HIV-1病毒、乙型肝炎病毒、丙型肝炎病毒、諾瓦克樣病毒、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌、耐萬古霉素糞腸球菌等病原微生物具有殺滅效果(United states environmental protection agency.List C-H，2009)，其可用于此類疫病的消毒防控。在澳大利亞緊急疫病防治計(jì)劃指南中，本消毒劑是唯一一個(gè)被澳大利亞政府推薦用于控制口蹄疫的消毒藥品。

案例：在燕山石化煉油廠第4循環(huán)水場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)進(jìn)行了3天，第1天一次性投加單過硫酸氫鉀25mg/L；第2天每12h投加單過硫酸氫鉀10mg/L，全天共投加單過硫酸氫鉀20mg/L；第3天每6h投加單過硫酸氫鉀5mg/L，全天共投加單過硫酸氫鉀20mg/L。試驗(yàn)進(jìn)行中循環(huán)水的余氯變化如圖7-9所示。由圖7-9可見，3種投加方式對(duì)比，每6h投加5mg/L的方式余氯保持最平穩(wěn)。殺菌效果如圖7-10所示。由圖7-10可見，一次性投加25mg/L和每12h投加10mg/L這2種加藥方式，加藥一段時(shí)間以后異養(yǎng)菌數(shù)都會(huì)出現(xiàn)明顯反彈，直到再次加藥異養(yǎng)菌數(shù)才能得到控制，這與余氯的變化趨勢(shì)是一致的。相比之下采用每6h投加5mg/L這種“少量多次”的加藥方式，異養(yǎng)菌數(shù)可以穩(wěn)定控制在104個(gè)/mL以下，殺菌效果較好?？傮w來講在試驗(yàn)期間，循環(huán)水中的異養(yǎng)菌數(shù)一直沒有超過105個(gè)/mL，符合循環(huán)水微生物控制要求。另外通過3天的殺菌性能試驗(yàn)，可以看到循環(huán)水涼水塔塔壁上的藻類明顯變黑并且脫落，可見該殺菌劑具有很好的除藻功效。

圖7-9 循環(huán)水余氯變化

圖7-10 循環(huán)水中異養(yǎng)菌變化

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