Application of chlorine dioxide disinfectants in environmental disinfection

Диоксид хлора, как дезинфицирующее средство четвертого поколения для аквакультуры, не только значительно снижает количество патогенных микроорганизмов в воде, но и не вредит планктону, тем самым дезинфицируя и насыщая воду кислородом. Стабильный диоксид хлора не вызывает раздражения, не вредит водным организмам и улучшает качество воды. По сравнению с другими препаратами контроля, он обладает такими преимуществами, как короткое время стерилизации и меньшее количество побочных эффектов. Он обладает значительной эффективностью против геморрагического сепсиса, гниения жабр, красной кожной болезни, энтерита и сапролегниоза у рыб, а также вибриоза и вирусов у креветок. В последние годы он быстро внедряется в прибрежных районах аквакультуры, таких как Хайнань, Гуандун, Шаньдун, Хэбэй и Ляонин, и постепенно проникает во внутренние пресноводные районы аквакультуры.

В аквакультуре дезинфекция воды является важной мерой для предотвращения заболеваний водных животных. В настоящее время широко используются дезинфицирующие средства на основе хлора, такие как отбеливающий порошок, дихлоризоцианурат натрия и трихлоризоциануровая кислота. Хотя эти дезинфицирующие средства на основе хлора эффективно уничтожают патогены в воде, имеющийся хлор реагирует с водой, образуя различные галогенированные соединения, в результате чего образуются нелетучие хлорированные органические соединения, такие как тригалометаны. Тригалометаны были идентифицированы как канцерогены. В 1980-х годах был обнаружен еще один класс нелетучих побочных продуктов хлорирования и дезинфекции, включая галогексановую кислоту, дихлоргексановую кислоту и трихлоргексановую кислоту. Их канцерогенный риск в 50-100 раз выше, чем у тригалометанов, они загрязняют природные и грунтовые воды и угрожают здоровью человека. Кроме того, дезинфицирующие средства на основе хлора реагируют с аммиаком в воде, образуя хлорамины, которые практически не инактивируют патогены в воде. Кроме того, хлорированный хлор в концентрациях 0,05–1,2 мг/л токсичен для водных организмов, а эффективность хлорсодержащих дезинфицирующих средств значительно зависит от pH и содержания взвешенных частиц в воде. При высоком pH и большом количестве взвешенных частиц хлорсодержащие дезинфицирующие средства практически неэффективны без повышения концентрации, расхода дезинфицирующего средства и загрязнения воды. Длительное использование хлорсодержащих дезинфицирующих средств также может привести к развитию лекарственной устойчивости у патогенов. ClO₂ подходит в качестве дезинфицирующего средства для аквакультуры, потому что:

Во-первых, для применения стабильного ClO₂ требуется небольшая дозировка. По сравнению с широко используемыми дезинфицирующими средствами, такими как негашеная известь, отбеливающий порошок, дихлоризоцианурат натрия, трихлоризоциануровая кислота и бромхлоргидантоин, стабильный ClO₂ требует гораздо меньшей дозировки, что снижает трудозатраты операторов. Согласно имеющейся информации, при использовании стабильного ClO₂ для профилактики инфекционных заболеваний у водных животных достаточно концентрации 0,1–0,2 мг/л, применяемой ко всему пруду каждый раз, для достижения хороших результатов. При использовании стабильного ClO₂ для лечения заболеваний у водных животных достаточно всего 0,2–0,3 мг/л, применяемых дважды с интервалом в один день.

Во-вторых, стабильный ClO₂ обладает превосходным дезинфицирующим эффектом. Благодаря чрезвычайно сильной окислительной способности, стабильный ClO₂ способен уничтожать различные бактерии, вирусы, плесень, грибы, водоросли и бактериальные споры даже в присутствии взвешенных частиц в воде, даже при относительно небольших дозах. Согласно данным, стабильный ClO₂, особенно в низких концентрациях, обладает более высокой скоростью диффузии и проникающей способностью в воде, чем хлор. В одинаковых условиях 5 мг/л газообразного хлора обеспечивает 90% стерилизацию через 5 минут, в то время как 2 мг/л ClO₂ уничтожает 100% различных микроорганизмов всего за 30 секунд. Стабильный ClO₂ сохраняет сильную бактерицидную способность в широком диапазоне pH, в отличие от газообразного хлора. Кроме того, поскольку стабильный ClO₂ не вступает в реакцию с аммиаком и аминами, его бактерицидный эффект не зависит от концентрации аммиака и аминов в воде.

В-третьих, стабильный ClO₂ не оставляет после себя остатков или вредных веществ. При дезинфекции хлорсодержащими агентами, такими как газообразный хлор, хлор реагирует с органическими веществами в воде, образуя тригалометаны (ТГМ), такие как CHCl₃ и другие галогенированные органические соединения, которые являются известными канцерогенами. Однако продуктами действия стабильного ClO₂ являются вода, хлорид натрия, следовые количества CO₂ и небольшие количества сахаров , не содержащие веществ, вредных для здоровья человека. Кроме того, диоксид хлора может удалять из воды избыток неорганических загрязнителей, таких как Fe2+, Mn2+, S2− и CN−, а также органических загрязнителей, таких как фенолы и гуминовые вещества . Стабильный ClO₂ может окислять канцерогенные органические соединения, такие как бензопирен, до неканцерогенных веществ. Стабильный ClO₂ также обладает сильным эффектом удаления запахов, таких как затхлый и рыбный запах.

В-четвертых, стабильный ClO₂ имеет высокую безопасную концентрацию, что делает маловероятным отравление водных животных при чрезмерном использовании. Эксперименты с рыбой, креветками и мальками крабов показали, что стабильный ClO₂ является малотоксичным веществом. Кроме того, токсикологические эксперименты, проведенные на мышах, показали, что стабильный ClO₂ практически нетоксичен .

В-пятых, стабильный ClO₂ очень удобен в использовании. При использовании стабильного раствора ClO₂ для замачивания водных животных достаточно добавить необходимое количество препарата в воду и тщательно перемешать. При использовании стабильного раствора ClO₂ для опрыскивания всего пруда для выращивания водных животных можно также непосредственно разбавить необходимое количество стабильного ClO₂ в небольшом количестве воды, а затем равномерно распылить его по всему пруду.

Диоксид хлора является окислителем и не подвергается хлорированию. Поэтому он не обладает токсичными побочными эффектами хлорирующих веществ. Всемирная организация здравоохранения классифицировала его безопасность как A1, что делает его признанной на международном уровне идеальной альтернативой дезинфицирующим средствам на основе хлора. Он не только является высокоэффективным бактерицидным дезинфицирующим средством, контролирующим передачу патогенных микроорганизмов и эффективно предотвращающим возникновение и распространение инфекционных заболеваний в аквакультуре, но также обладает превосходным эффектом очистки воды. Он может повышать содержание растворенного кислорода в водной среде, одновременно снижая химическое потребление кислорода (ХПК) и уровень аммонийного азота, тем самым уменьшая эвтрофикацию и повышая общую продуктивность рыбоводных прудов.