浅析二氧化氯在环境污染治理中的应用价值
【摘要】二氧化氯是强氧化剂，能够与多种有机和无机化合物发生反应而将其破坏分解成无毒无害物质。二氧化氯制造容易，使用方便，成本低廉，是处理工业污水、医院污水、饮用水；净化空气、除臭脱色漂白；降低COD、BOD；消毒灭菌、治理污染保护环境的理想制剂。
【关键词】二氧化氯；强氧化性；治理污染
尽管我国多年来在环保事业中做了大量工作，取得了很大成绩，但当前不少地方大气、水体和固体废弃物的污染仍未得到很好的治理。2003年全国COD排放量已超过环保容量61%，工业废水、生活污水中有毒有害物质种类和数量在不断增多，全国水体有机污染已相当严重〔1〕。笔者根据对二氧化氯多年的应用研究，认为二氧化氯在治理环境污染和保护环境中能起到一定作用。
1 二氧化氯性质
二氧化氯分子为O-Cl-O，呈“V”字型结构。该分子的电子结构呈不饱和状态，其氧化性能表现在对富电子或供电子的原子或原子团进行攻击，强行掠夺电子，使之失去活性或性质改变。它的氧化活性是氯的215倍〔2〕，因此能与多种无机物、有机物等发生反应，使之成为无毒无害的物质。例如，二氧化氯可与铁、锰、铅、镍、镉、铬、硫化物、氰化物等反应，生成盐类，也可与众多有机物例如与萘、蒽、苯酚、腐殖酸、小分子有机酸、苯胺、苯醌、酚、氨基酸、甲醛、二缩醛、胺类、硫醇、硫脲、硝基苯酚等反应将其变成无毒无害物质〔3〕。
二氧化氯是黄绿色至桔黄色气体，有类似氯气般的窒息性气味，高浓度时有毒。空气中浓度为5～17ppm时有明显的气味，在此浓度下停留6h可致死。浓度较高时，对人体呼吸器官、眼和中枢神经系统产生危害。刺激性比氯气大，但不像光气对人体组织产生变性作用。人们生活、工作空间允许值为≤011ppm(013mg/m3)，短期允许值为013ppm(019mg/m3)。易
溶于水，不与水发生化学反应，4℃100g水可溶解2L二氧化氯气体，但水溶液见光后稳定性差，遮光后稳定性尚好。气体二氧化氯用空气稀释到<10%和水溶液浓度6～10g/L以下较为安全，超过以上值即可爆炸。在使用浓度范围内，不伤害人体细胞，无毒无害，不致癌，不致畸，不致病，不污染环境。因此上个世纪80年代，美国环保局(EPA)，美国农业部(US2
DA)和美国食品药物局(FDA)批准为安全环保和防疫用药。所以美国、欧洲、日本等发达国家和地区，当今把二氧化氯当作主要环保和卫生防疫用品使用。
2 二氧化氯制造方法
2.1 化学反应法制造二氧化氯
主要为氧化法和还原法两类。氧化法是以亚氯酸盐与盐酸，过硫酸盐，有机酸等反应产生二氧化氯。产品纯度高，根据需要可随时灵活制造，但成本较高。常用方法有Rapson法，CCV法，有机酸法等。
大规模制造二氧化氯，采用NaClO3还原法，即在酸性条件下，与还原剂反应生产二氧化氯。常用还原剂有甲醇，NaCl，糖，过氧化氢等。成本较低，可大规模或连续生产二氧化氯。尽管还原法制造二氧化氯的方法有50多种〔4，5〕，但笔者经实验研究认为以炭质或糖作为还原剂制造的二氧化氯纯度高，生产方便，不受温度影响，产量亦大。可以间断生产，也可以连续生产。副产品CO2可以稀释二氧化氯浓度，降低其爆炸的危险性。同时用这种方法制造二氧化氯对设备要求不高，只要有反应容器和鼓风机即可生产。制造出的二氧化氯可以直接用于水处理，或用水吸收制成液体二氧化氯或制成稳定性二氧化氯。
2.2 二氧化氯发生器制造二氧化氯
二氧化氯发生器由真空系统，温度压力控制系统，加料器，再沸器，循环泵，反应器，冷却器，吸收塔，浓度监测器等组成。有电解法和化学法两种。二氧化氯发生器国内外制造商较多，如Prominent公司，Tetrar2alent公司，国内济南科林沃德环境科技有限公司，山大华特科技股份有限公司，南京华清水处理工业设备厂等。但笔者认为不管何种原理和方法制成的二氧化氯发生器，应以产生高纯度二氧化氯(>90%二氧化氯)为前提，来为环保服务。
2.3 长效缓释二氧化氯的制造
长效缓释二氧化氯是制造二氧化氯的新方法〔6〕。所谓长效缓释，即连续几个月，一年，二年或更长时间比较均匀地自动制造出二氧化氯，供环保或卫生防疫应用。缓释率(mg/h或g/h)根据需要可自行调节。
该项技术的具体方法：首先由A，B两组份构成，B组份由反应器盛装，A组份单独包装，使用时将A组份倒入B组份上，即立刻源源不断地产生二氧化氯，用于治理污水和处理其它污物等。
3 二氧化氯在环境保护和治理污染中的应用
3.1 污水高效净化剂
二氧化氯是一种强氧化剂，能够将工业废水中存在的S2-，SO2-2，SnO2-2，AsO2-3，NO-2，CN-等还原性酸根氧化除去，也可将Fe2+，Mn2+，Ni+等金属离子以及它们与酚类，CN-形成络合物除去〔4〕。因此，二氧化氯可广泛用于含酚，氰，有机物和金属离子等工业废水处理。如焦化厂废水含酚高，二氧化氯可清除废水中的酚和其他有毒物质。除去酚后，有机氯不存在，故不会生成双联氯酚。二氧化氯对制药厂含氰和其他有害物质的废水处理，去除率高，成本低，效果好。电镀、印染、造纸、化肥等企业排放的污水，造成一些河流的河水严重污染，淮河严重污染就是一例。二氧化氯处理这些企业排放的污水，是一种切实可行并且成本很低的方法。因为二氧化氯有强氧化性，可以氧化掉污水中的有机、无机有害物质，同时能够脱色、除臭，显著降低COD、BOD值。二氧化氯对工业循环用水，具有高效杀菌、灭藻作用。对设备器壁上的生物黏泥、污垢有优良的剥离和清洗效果。对工业废水池中的污水具有除臭和氧化污泥的效果。对医院污水具有彻底消毒灭菌和清除其他有机毒物的作用。所以二氧化氯是治理工业污水等的高效净化剂。
3.2 生活用水净化剂
用液氯处理饮用水已有100多年的历史。1974年从液氯处理的饮用水中检出了因液氯的氯化作用而生成的三卤甲烷和其他氯化合物，认为这些物质具有致癌作用。因此，液氯、次氯酸钠、漂白粉等氯制剂不宜用于饮用水消毒已得到公认。取而代之的二氧化氯是理想的饮水处理剂。二氧化氯消毒灭菌灭藻，防腐除臭，消除异味效果好。不在饮水中产生三卤甲烷等致癌物质，特别适用于含腐殖质多的江、河、湖泊水质的净化。所以，二氧化氯通过了美国的FDA规定指标，WHO(世界卫生组织)向全世界推荐使用二氧化氯作为饮水处理剂。
3.3 畜禽，水产养殖及其加工厂净化剂
畜禽养殖场一般均以集群饲养共处一舍为饲养管理方法。畜禽排泄的粪便、畜禽的体味等，使得畜禽圈舍臭不可闻，污染十分严重。这种环境极易孽生细菌，霉菌等多种人畜共患的致病菌。畜禽圈舍排出物是污染周围环境的主要污染源。笔者用100ppm的二氧化氯水溶液喷洒圈舍地面和粪池，同时用50ppm二氧化氯向圈舍空间喷雾，臭味立即消除，空气立刻清新。
经过这样处理的36h内，圈舍内保持无臭味，36h后，臭味开始逐渐回升，至100h后，圈舍又完全恢复到臭不可闻的地步。由此可见，间隔两天用二氧化氯喷洒(雾)一次对净化畜禽圈舍，消毒灭菌，防止畜禽之间及人与畜禽之间疾病传播，具有重要意义。二氧化氯对畜禽加工厂的空气净化，设备工具，贮藏室等处的消毒，畜禽肉类的保鲜，是最理想的制剂。在水产养殖中，二氧化氯能减少水中致病微生物的数量，不损害浮游生物，同时还有增氧，改善水质，除臭，防霉，净化水体的功能，是防治养殖水体污染的首选药剂。
3.4 空气、设备等净化剂
通过喷雾或熏蒸方法，对空间环境、工厂容器、工具、设备、冷库、管道、家庭用具、居室装修散发出来的甲醛、餐厅、宾馆、公交车辆、公共场所、织物等进行消毒灭菌、除臭、除异味、清除甲醛等，是净化环境、设备的理想制剂，也是很好的空气清新剂。
3.5 二氧化氯在环保中的其他用途
二氧化氯可以清除残留农药、杀虫剂和残留激素。在漂白纸浆时可杜绝氯气漂白产生的二恶英污染。二氧化氯稀释液可代替农药用于防治蔬菜、水果、水稻、小麦等农作物病害，起到了绿色农药的作用。在冶炼金属中，利用二氧化氯能有效地清除冶炼过程中产生的H2S气体，保护空气不受H2S污染。
4 结论
二氧化氯制造容易。成本低廉，使用方便。利用二氧化氯的强氧化特性，可治理污染保护环境，造福于民，值得环保部门高度重视。
参考文献
1 孙贤波，陈琳玲，张峰等.生化处理水有机污染物特性及深度处理研究〔C〕.第一届环境污染防治应用技术交流会，杭州：《环境污染与防治》杂志社，2005：8～14.
2 周少奇，杨志泉，丁伟能.二氧化氯的应用研究〔J〕.环境技术，2002，(6)：21～24.
3 方贤达.氯的含氧化合物生产与应用〔M〕.北京：化学工业出版社，2004：126～1291
4 王洪记.国内外二氧化氯开发应用现状〔J〕.江苏化工，2000，28(10)：11～14.
5 王骄凌，郭国清.二氧化氯生产工艺及其应用进展〔J〕.上海化工，2001，26(3.4)：39～40.
6 郑进胜.便携式自动液体二氧化氯消毒剂发生器的研制和应用〔J〕.医疗卫生装备，2005，26(11)：75.
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