长期以来，饮用水消毒采用氯和脱色粉作为消毒剂是供水界所认可的，但同时其消毒副产物对人所产生的危害也越来越被人们所认识。因此，研究替代氯的消毒剂正在受到重视。其中除异味氧和氯胺外，二氧化氯是研究多的，也是有前途能替代氯的消毒剂。

1 概述
　
1．1 基本性质

化合物	美国化学文摘(CA)编号	分子式
二氧化氯	10049—04—4	C102

　
物理化学性质

性质	二氧化氯
沸点(℃)	11
熔点(℃)	～59
密度(O℃，g／cm3)	1．64(液体)
蒸气压(25℃)
水溶性(g／L)	3．0(25℃)

　
    二氧化氯为带有浅的黄色有毒气体，其味道比氯更大。在工作区域空气中的极限允许浓度(以蒸汽计)为0．1g／L(一级危险度)，有刺激性，对呼吸道有刺激作用。感官性质水中二氧化氯的味阈值和嗅阈值为0．4mg／L。

1．2 主要用途

    二氧化氯用于水的消毒及控制水的气味／味道；可用作纤维素、纸浆、面粉和油的消毒剂；亦可做皮革的清洗和去鞣剂。
    二氧化氯的消毒应用历史也超过50年，但真正被重视和应用还是在上世纪70年代以后，即人们认识到有机卤代物的危害及氯化消毒副产物的产生以后。二氧化氯具有杀菌性，对绝大多数细菌和病原微生物均有较好的杀灭效果，尤其对芽孢和病毒效果更明显。其杀菌活性在很宽的pH范围内都比较稳定(pH4--10)，在水中的扩散速度比氯快、渗透能力比氯强，特别是在低浓度时。除杀灭微生物作用外，它还有高选择性的优点，即几乎不与水中的有机物作用产生有害的卤代有机物，其有机副产物主要是低分子量的乙醛和羧酸，其无机副产物主要是次氯酸盐，其次是氯酸盐和氯化物。
2环境水平和人体摄入途径
　
    在处理水中二氧化氯可以很快的分解为亚氯酸盐、氯酸盐和氯离子,其中亚氯酸盐占多数。碱性条件下分解速度会加快。二氧化氯的摄入主要来源于饮用水。
在中性和碱性条件下ClO2能产生C102-和ClO3-：
2Cl02+20H-→Cl02-+Cl03-+H20
在酸性条件下：
Cl02+e→Cl02-
    由于二氧化氯的不稳定性．使得商业上不便制成压缩气体或浓缩液,必须现场制备：为此人们开发出稳定性二氧化氯，其有效二氧化氯含量在2%以上(W／V)。
　
3分析方法和可行性分析
    二氧化氯目前常用的分析方法有碘量法(美国EPA((水和废水分析方法》20版4500-Cl02B)、DPD法(卫生部《生活饮用水检验规范一109.1N,N-二乙基对苯二胺-硫酸亚铁铵滴定法》，美国EPA《水和废水分析方法》20版4500-Cl02D＼E法))和电流滴定法。
    碘量法：可非常准确的测定溶液将I-氧化成I2的总能力。该方法主要用作标准化校验C102溶液的标准．一般不适用于工业生产水样中二氧化氯的测定。
    电流滴定法：在需要区分测定水样中各种含氯成分时效果很好。这种测定方法区分测定各种氯化合物的精度和准确度很高，但需要有专用设备和较强的分析技能。
    N．N-二乙基对苯二胺(DPD)法：优点是能够区分ClO2和其他形态的氯·且较易操作。虽然这种方法不如电流滴定法准确，但在一般情况下可得到比较满意的结果。

4 动物实验
    二氧化氯在胃肠道中被迅速吸收。在接触后未发现有特别的器官选择性地浓缩富集二氧化氯。猴子摄入的二氧化氯会很快的转化为氯离子及少量的亚氯酸盐和氯酸盐。而主要通过尿排泄，少量通过粪便排出体外。
4．1 动物实验和毒理学特性
    国外根据毒理学研究得出结论，二氧化氯是一种有毒化合物，不被皮肤吸收，不易大量蓄积。在两个月内将低毒剂量(LD50的1／lO～1／250)的二氧化氯注入家鼠体内·显示出对肝功能、血液的组成有影响，并影响中枢神经系统反应功能。利用动物进行的一系列研究工作表明，长时间饮用含二氧化氯的水，依其所含浓度不同(通常使用的浓度相当高)自2．0mg／L-200mg／L可能损害肝、肾、中枢神经系统功能，影响周围血液的组成，抑制甲状腺的功能、影响新生幼鼠的大脑发育。在国内的毒理实验中，经90天喂养，二氧化氯混合液(ClO2、ClO2-和ClO3-的浓度分别为276.5、165.9和110.6mg／L)对大鼠未见有毒性损害作用，
4．2致突变性和致癌性

    二氧化氯在AmeS试验中对鼠伤寒沙门氏菌T00无代谢活化性系统时是致突变的。在雄性小鼠管饲二氧化氯时未观察到精子头部畸形。在用二氧化氯喂养的小鼠微核试验、骨髓细胞遗传分析中未见染色体异常。
在2年饮用二氧化氯水的大鼠中未见肿瘤
　
5对人体的影响

    10位男性志愿者饮用二氧化氯浓度逐渐增大的水(依次为O．1，1，5·10，18和24mg／L)后，在生理学上并未发现病害。
    同样的10位男性志愿者在12周内每天饮用O．5升二氧化氯浓度为5mg/L的水,然后在8周内连续观察。血液分析和尿分析均未发现异常。
    在一项有197人参与的实验中．一部分来自乡村的人在12周内饮用含二氧化氯为O．25-l.1mg／l和含游离氯0．45～O.91mg/L的二氧化氯处理过的自来水，没有观察到血液参数、血浆中肌酸酐及总胆红素量的显著变化。

6 限值

    目前，法国、意大利、德国等国家采用二氧化氯在水处理中的应用逐年增加。国内部分城市，多数为中小型水厂开始采用二氧化氯消毒。

下表为氯和二氧化氯在5℃时杀灭99％微生物所需CT值

微生物	消毒剂CT(mg／L,min)
	游离氯	二氧化氯
埃希氏大肠杆菌 脊髓灰质炎病毒 甲肝病毒 兰伯氏贾第氏虫孢囊 尖刺贾第氏虫孢囊	0.034～0.05 1．1～l.5 1.8 47～150 150～1012	0.4—0.75 0.2—6.7 1．7 ---- 10.7
注：pH=6～8

    美国在对其采用二氧化氯消毒的大中型供水系统消毒进行的调查报告中，检测到的典型的二氧化氯平均浓度为O．26mg／L(统计均值为O．11mg／L)。
    WHO在《饮用水水质准则》(第二版)中指出，因二氧化氯易于分解，而且已制定了亚氯酸盐的临时指标(0．2mg／L)足以防止二氧化氯的潜在毒性，故没有提出二氧化氯的指导值。美国EPA规定的O．8mg/L的高允许浓度也是从卫生角度出发考虑的健康指导值，因为二氧化氯的投加量与亚氯酸盐有很好的相关性。深圳水司进行过二氧化氯消毒的生产试验，结果表明，不同来源的二氧化氯的消毒效果稍有不同，而管网水二氧化氯的浓度在0．02mg／L以上时均能达到现行国家生活饮用水卫生标准。当常规处理水再经过深度处理(如异味氧一生物活性炭)时．残余量还可进一步降低，不过要增加残余消毒剂及相关水质指标的检测频率。
    对于出厂水指标来说，控制出厂水中二氧化氯的浓度，不仅可以保证出厂水的消毒效果，同时可以在管网中维持持续的消毒剂含量，有效抑制微生物的二次污染。根据二氧化氯在管网中的递减率和管网末梢水中的二氧化氯的剩余量，可以确定出厂水中二氧化氯应该保证的剩余含量。参照现有的饮用水卫生标准GB5749—85，余氯含量从出厂水标准值0．3mg/L降低到管网末梢水标准值O．05mg/L的消耗量为83％，这与深圳水司所做管网中二氧化氯动态衰减试验结果(在二氧化氯投加量低于l.0mg／L时，其衰减的百分比在
50％ 80％)基本吻合。考虑到目前国内的管网状况，按二氧化氯的降低率量80％计算,则出厂水剩余量(R0)=RF(1-80％)
    其中RF为管网末梢水的剩余量。
    当RF=O.02mg/L，RO=0.10mg／L。
    由于目前国内饮用水消毒采用的二氧化氯发生方式的影响，以及二氧化氯测定方式的限制，综上所述，在此提出二氧化氯消毒时，二氧化氯与水接触30min后出厂游离氯大于0．1mg／L，管网末梢水总氯大于O．05mg/L或二氧化氯余量大于0．02mg／L。