王 昶
東南大學(xué)化學(xué)化工系，江蘇 南京 210096
武進(jìn)水質(zhì)穩(wěn)定劑廠水穩(wěn)研究室，江蘇砎蕁?213119 摘 要：為解決循環(huán)冷卻水的微生物問(wèn)題，克服目前較多使用的一些殺菌劑的若干不足之處。本文在多種殺菌劑研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了雙季銨鹽殺菌劑靜態(tài)實(shí)驗(yàn)研究。發(fā)現(xiàn)雙季銨鹽具有高效低毒、作用時(shí)效長(zhǎng)的特點(diǎn)，是一種優(yōu)良的殺菌劑。
關(guān)鍵詞：雙季銨鹽；循環(huán)冷卻水；殺菌劑
中圖分類(lèi)號(hào)：TＱ455
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1009-2455（2000）06-0023-02 A Sterilization Test for the Bactericide of Biquaternary Ammonium Salt
WANG Chang Abstract：The purpose of this test was to resolve the problem of microorganism in circulating cooling water and to overcome certain shortcomings of some bactericides in common use presently.a static test was made for the bactericide of biquaternary ammonium salt based on the study of many kinds of bactericide. It was found that biquaternary ammonium salt has the features of high effectiveness，low toxicity and long acting time and is，therefore，an excellent bactericide.
Key words：biquaternary ammonium salt；circulating water；bactericide 目前循環(huán)冷卻水中，普遍使用的殺菌劑主要有氧化型殺菌劑（如氯、次氯酸鹽等）和非氧化型殺菌劑（如季銨鹽等）。考慮到現(xiàn)場(chǎng)具體情況有種種差別，所滋生菌藻的種類(lèi)及其危害也具多樣性，加上人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求日趨嚴(yán)格，傳統(tǒng)的藥劑顯現(xiàn)許多不足之處。如氯作為殺菌滅藻劑作用時(shí)，受pH影響，隨著pH值的升高，氯的殺菌滅藻效果下降。當(dāng)水中含有機(jī)物時(shí)，氯能與水中有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，生成對(duì)人體有害的有機(jī)鹵代物。而單季銨鹽類(lèi)很早即在醫(yī)學(xué)外科或食品加工方面用作消毒劑。近年來(lái)許多企業(yè)對(duì)季銨鹽在循環(huán)冷卻水中的應(yīng)用進(jìn)行了從實(shí)驗(yàn)室到現(xiàn)場(chǎng)的大量研究和應(yīng)用試驗(yàn)，積累了許多經(jīng)驗(yàn)。但單季銨鹽在具體使用中暴露出其固有的弱點(diǎn)，使進(jìn)一步的應(yīng)用推廣受到了限制。例如單季銨鹽類(lèi)殺菌劑，若長(zhǎng)時(shí)間使用，由于微生物產(chǎn)生的抗藥性而使其使用效果明顯下降。因而在使用上采用間隔沖擊式投加時(shí)往往仍需配合投加氯類(lèi)殺菌劑。這就在相當(dāng)程度上限制了單季按鹽類(lèi)殺菌劑的使用。針對(duì)這種情況，我們對(duì)雙季銨鹽進(jìn)行了靜態(tài)試驗(yàn)研究，分析研究了雙季銨鹽對(duì)循環(huán)冷卻水中幾種常見(jiàn)的典型菌類(lèi)的殺滅效果，從而驗(yàn)證了雙季銨鹽是一種優(yōu)良的殺菌劑。 1 實(shí)驗(yàn)部分 1.1 雙季銨鹽殺菌劑
雙季銨鹽2-（2-苯氧基乙氧基）-乙基三甲基氯化銨。季銨鹽十二烷基二甲基芐基氯化銨（1227）和異噻唑啉酮作為比較藥劑。
1.2 實(shí)驗(yàn)條件
在250 mL三角燒瓶中加入15 mL培養(yǎng)液，再加入30 mL細(xì)菌溶液（分別含鐵細(xì)菌4.5×103個(gè)/mL，硫酸鹽還原菌4.5×105個(gè)/mL，異養(yǎng)菌4×106個(gè)/mL），加入一定濃度的殺菌劑，選取對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組在1～48 h中觀察細(xì)菌數(shù)量的變化情況。 2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 2.1 雙季銨鹽的殺菌效果
表1分別列出了雙季銨鹽殺菌劑對(duì)鐵細(xì)菌、硫酸鹽還原菌、異養(yǎng)菌的殺菌效果。 表1 雙季銨鹽、12227的殺菌對(duì)比| 時(shí)間/h | 藥劑名稱 | 投加濃度（mg·L-1) | 鐵細(xì)菌 | 硫酸鹽還原菌 | 異菌數(shù) | | 活菌數(shù)/（個(gè)·mL-1) | 殺菌數(shù)/% | 活菌數(shù)/（個(gè)·mL-1) | 殺菌數(shù)/% | 活菌數(shù)/（個(gè)·mL-1) | 殺菌數(shù)/% | | 1 | 對(duì)照 | | 4.5×103 | | | | 4.0×106 | | | 雙季銨鹽 | 30 | 4.5×102 | 90 | | | 6.8×105 | 83.0 | | 1227 | 50 | 0 | 100 | | | 7.8×105 | 80.5 | | 4 | 對(duì)照 | | 7.5×103 | | 4.5×105 | | 3.3×106 | | | 雙季銨鹽 | 30 | 9.5×102 | 87.33 | 9.5×102 | 99.79 | 1.9×105 | 94.2 | | 1227 | 50 | 0.7×100 | 99.99 | 9.5×101 | 99.98 | 8.3×104 | 97.6 | | 24 | 對(duì)照 | | 2.5×104 | | 4.5×15 | | 4.4×106 | | | 雙季銨鹽 | 30 | 4.5×102 | 99.98 | 0.9×100 | 99.99 | 2.0×105 | | | 1227 | 50 | 2.5×104 | 99.0 | 0 | 100 | 5.4×106 | 95.5 | | 48 | 對(duì)照 | | 7.5×105 | | 2.5×105 | | 4.7×105 | | | 雙季銨鹽 | 30 | 9.5×102 | 99.87 | 0 | 100 | 3.8×103 | 99.2 | | 1227 | 50 | 2.5×104 | 99.66 | 0 | 100 | 5.3×106 | | 表1的數(shù)據(jù)表明，室內(nèi)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)中，4h30mg/L的雙季銨鹽的殺菌率在94％以上，同時(shí)還可以看出其在24h以后，30mg/L的雙季銨鹽對(duì)上述三種細(xì)菌的殺菌效果均十分良好，且殺菌效果趨于穩(wěn)定，顯示出優(yōu)良的性能。與此形成鮮明對(duì)比的是單季銨鹽雖然在4h殺菌率能達(dá)98％，但24h對(duì)異養(yǎng)菌即失去藥效，并且24h和48h1227與對(duì)照組的活菌比較可看出，4h殺滅率達(dá)98％的異養(yǎng)菌數(shù)量迅速回升，若溫度、營(yíng)養(yǎng)條件適宜，細(xì)菌可能呈現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng)。一些資料的動(dòng)態(tài)模擬或靜態(tài)實(shí)驗(yàn)也驗(yàn)證了單季銨鹽的這一關(guān)鍵弱點(diǎn)[1]。30mg/L雙季銨鹽在48h試驗(yàn)中三種菌的殺滅率均達(dá)99％以上，突出地顯示了雙季銨鹽具有長(zhǎng)時(shí)效的優(yōu)點(diǎn)。但在動(dòng)態(tài)的情況下，由于所投藥為裝置內(nèi)壁材料吸附，帶菌的補(bǔ)充水不斷進(jìn)入等因素，欲與靜態(tài)實(shí)驗(yàn)相同的殺菌率（99％以上），所需藥劑濃度要高于靜態(tài)實(shí)驗(yàn)中的劑量。
2.2 與異噻唑酮的殺菌對(duì)比
從表2的數(shù)據(jù)中可以看出，50mg/L的異噻唑啉酮對(duì)鐵細(xì)菌和硫酸鹽還原菌的殺菌率在24h后達(dá)97％以上，而異養(yǎng)菌的殺菌率在24h僅達(dá)72.84％。 表2 異噻唑啉酮?dú)⒕Ч?/B>| 時(shí)間/h | 藥劑名稱 | 投加濃度（mg·L-1) | 鐵細(xì)菌 | 硫酸鹽還原菌 | 異菌數(shù) | | 活菌數(shù)/（個(gè)·mL-1) | 殺菌數(shù)/% | 活菌數(shù)/（個(gè)·mL-1) | 殺菌數(shù)/% | 活菌數(shù)/（個(gè)·mL-1) | 殺菌數(shù)/% | | 2 | 對(duì)照 | | 4.5×104 | | 2.5×104 | | 7.97×106 | | | 雙季銨鹽 | 50 | 2.5×104 | 44.44 | 1.5×104 | 40 | 6.78×106 | 14.93 | | 24 | 對(duì)照 | | 1.5×105 | | 9.5×102 | | 4.86×106 | | | 雙季銨鹽 | 50 | 4.5×103 | 97.0 | 0 | 100 | 1.32×106 | 72.84 | 3 討論 我們對(duì)表1與表2的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以看出以下結(jié)論：
?、賹?duì)鐵細(xì)菌的殺菌率，雙季銨鹽和1227均表現(xiàn)出良好的殺滅效果。異唑噻啉酮也表現(xiàn)較好的殺滅效果，但藥效的速度比前二者慢，即作用時(shí)間短時(shí)效果不夠好。雙季銨鹽、1227和異噻唑啉酮三者對(duì)鐵細(xì)菌的殺滅效果相比較而言，雙季銨鹽效果仍然是最好的。
?、趯?duì)硫酸鹽還原菌，雙季銨鹽、1227、異噻唑啉酮在24h均達(dá)100％，只是異噻唑啉酮?dú)缢俣热匀惠^慢。
?、蹖?duì)于異養(yǎng)菌，雙季銨鹽的殺菌率在24h達(dá)95.5％，48h則達(dá)99％以上；而異噻唑啉酮只有72.84％。顯然，異噻唑啉酮并不能有效殺滅異養(yǎng)菌，1227則在24h后對(duì)異養(yǎng)菌失去滅菌效力。
對(duì)于循環(huán)冷卻水的處理，存在著防垢、防止金屬設(shè)備腐蝕、殺菌滅藻等諸多方面的問(wèn)題，需要針對(duì)不同的水質(zhì)、各種運(yùn)行條件綜合考慮。而水系統(tǒng)內(nèi)微生物繁殖滋長(zhǎng)所造成的問(wèn)題也是多種多樣的，藥劑的復(fù)配和協(xié)同作用非常重要，毫無(wú)疑問(wèn)，殺菌劑也應(yīng)是廣譜性的。
季銨鹽的殺菌機(jī)制尚不完全清楚，根據(jù)有關(guān)資料，認(rèn)為季銨鹽殺菌作用是使細(xì)菌蛋白質(zhì)變性，被破壞分解；影響代謝過(guò)程如葡萄糖的呼吸作用；或是影響細(xì)胞的滲透性和維持原生質(zhì)動(dòng)力學(xué)平衡的酶。而雙季銨鹽兩個(gè)季銨鹽離子的協(xié)同作用明顯優(yōu)于單季銨離子。此外，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，由于季銨鹽是陽(yáng)離子表面活性劑，它除具有殺菌作用外還有個(gè)非常重要的作用就是對(duì)細(xì)菌污垢的剝離作用。一般細(xì)菌被殺死或被抑制其生活活動(dòng)后，細(xì)菌的生物附著能力降低或消失，如果再加上藥物特有的剝離能力就更容易使污泥剝離。另外，在外層生物層被剝離后，裸露出深層的生物層，有利于殺菌劑的滲透、接觸，促進(jìn)殺菌作用的進(jìn)行，使菌類(lèi)徹底被殺死。 4 結(jié)論 此種雙季銨鹽濃度在30 mg/L時(shí)，滅菌率在99％以上，而且其殺菌速度快，藥效時(shí)間長(zhǎng)。能有效地殺滅循環(huán)冷卻水中的三種典型細(xì)菌，同時(shí)對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)的菌藻污泥類(lèi)有滲透剝離作用，是一種高效的新型循環(huán)冷卻水殺菌劑。 參考文獻(xiàn)：
[1]?仉春華，韓宣華，等．季銨鹽殺滅藻劑控制工業(yè)循環(huán)冷卻水中藻類(lèi)生長(zhǎng)[J]．工業(yè)水處理，1992，12(4)：23～25.
作者簡(jiǎn)介：
王昶：1983年武漢水利電力學(xué)院畢業(yè)，學(xué)士。現(xiàn)在東南大學(xué)化學(xué)化工系，講師。男，43歲，任基礎(chǔ)課。 | 
