認識二氧化氯 CLO2
主動式殺菌去味原理
非接觸性殺菌消毒方式:例如酒精、漂白水、次氯酸...等
認識二氧化氯CLO2
二氧化氯於1811年出現。早期並未用它作殺菌消毒，直到1940年次氯酸鈉工業化生產之後，才開始大規模使用。
1940年美國的尼亞加拉大瀑布廠率先採用它處理飲用水，取得良好效果，之後迅速推廣到全世界，近年來風靡全球。
Chlorine Dioxide(二氧化氯)(CL02)(二酸化塩素)是一種帶有辛辣氣體的黃綠色氣體，目前國際上公認的新一代廣效強力殺菌劑、高效氧化劑和優良漂白劑，獲世界各國所廣泛採用。而且美國環境保護署(EPA)亦批淮用於醫療衛生業儀器設備的消毒。
不同以往消毒劑以直接穿透單細胞菌體的殺菌方式，而是以奪取單細胞病毒體的電子，讓單細胞體病毒失去動力而終的原理，因此二氧化氯對非單細胞的人體絕無影響作用，而此種對傳染病毒的殺菌效果，已被廣泛運用。
二氧化氯是由英國化學家Humphry Davy於1811年首先發現的。
他在實驗室以鹽酸與氯酸鉀反應獲得了一種黃绿色氣體，經鑑測得知這是二氧化氯和氯氣的混合氣體。
二十世紀初，在比利時(Belgium)奧士坦德市(Ostend)二氧化氯第一次被使用在溫水療池(SPA)，二氧化氯就被視為廣效的水質消毒藥劑。
1950年代，使用二氧化氯處理的水被證實不會産生通常用氯氣消毒時易形成的致誘變和致癌的三鹵甲烷（THMs）後，二氧化氯更加廣泛的被使用於飲用水的消毒。
截至今日，全世界已經有700-900個大眾供水系統使用在飲用水的消毒，最近二氧化氯更被證實可有效的去除水中的有機物，甚至不易降解的農藥除草劑也有相當程度的降解效果。
二氧化氯(ClO2)是一種水溶性的強氧化劑，其氧化能力是氯氣的2.5倍。
它不僅是具有高效性廣泛的殺菌能力，還具有滅藻、剝泥、防腐、抗黴、保鮮、除臭、氧化和漂白、脫色等多方面的功能。
1977年美國百合興私人有限公司的化學工程研究成功用穩定劑溶液有效吸收二氧化氯氣體，使二氧化氯在水中溶解度為0.29%較為穩定地提高至2%以上，稱為穩定性二氧化氯溶液，使二氧化氯能以商品流通的形式被推廣應用同時，其安全性被世界衛生組織列爲Al級的消毒藥劑。
最近二氧化氯更被證實可有效的去除水中的有機物，如酚、烷、烴類、氨、胺、硫化物及氰化物，大部份的農藥如屬酚、硫、氰化物產物及不易降解的農藥除草劑也有相當程度的降解效果，去除水中的有機物，並不會像傳統的氯系清毒劑會產生THMs(鹵化物)、HAAs(鹵乙酸)、TOC(總有機碳)，皆為淨水廠消毒副產物。
而我國目前使用之消毒藥劑為液氯或次氯酸鈉(民間俗稱漂白水)，此些藥劑皆產生上述THMs、HAAs、TOC等問題，亦因此問題可能產生使用民眾致癌。如膀胱癌、直腸癌、肺癌、及腎臟病變。
世界先進國家已立法淘汰液氯及次氯酸鈉(如美國、日本及歐盟等於2010年前更換系統)。而我國目前致癌率高於歐美國家亦和此有關。尤其高、高屏民眾得膀胱癌、直腸癌、肺癌、及腎臟病變高於全國。
膀胱癌、直腸癌亦為該地區癌症罹患率第一及第三名，如何尋找一個有效且安全的飲用水及地下水消毒藥劑，是值得我們深入探討。
二氧化氯 CLO2對常見致病菌的殺滅能力
二氧化氯 CLO2 的絕對優點
二氧化氯的絕對優點
它是屬於氧系列的殺菌劑，比現有氯系殺菌消毒劑（如漂白水、酒精、氯氣等）有更高的殺菌能力，是它們的10倍，並在處理過程中絶對安全。
在水中的溶解度是氯氣的5倍，適於水體消毒並能維持更長的抑菌時間，可防止管網中的細菌再度繁殖。
二氧化氯是氧化劑而不是氯化劑，因此不會和水體中的有機物反應生成致癌有毒的氯代副物，如三氯甲烷和卥乙酸。
對水中的色素、臭味、異味和鐵、錳具有較好的去除效果。
安全、無味、無毒、穩定性強、對人畜無害；可安全地使用。經過處理的水中不含氯味及其它異味。
二氧化氯之所以備受人們青睞，主因它是一種不產生致癌物的多用途環保型殺菌消毒劑。
具有很強的殺菌能力，對人體及動物沒有危害及對環境不造成二次污染等特點。
它具有很強的氧化作用，故在殺菌、食品保鮮 、除臭等方面可表現出顯著的效果。
動物及人是屬於多細胞生物，不同於微生物單細胞其脢包覆在細胞內，所以二氧化氯不會破壞動物及人的細胞組織，故二氧化氯對人或動物是很安全的。
1.消毒、氧化能力強，應用範圍：pH4至pH10較氯係產品超過260％之消毒能力，較氯係消毒產品超過10倍之氧化能力。
2.不與氨和大多數胺類起反應。
3.不形成有機氯化物、溴酸根離子、三鹵甲烷類、氯酚。無自由氧、氯酸鹽、亞氯酸鹽、氯鹽等副產物。
4.易溶於水而不與水反應，溶解度是氯氣的5倍。
5.所需投加量小：ClO2消毒只選擇的與某些有機物進行氧化反應將起降解為含氧基團為主的產物，不產生氯化有機物，所以需投加量小，約為氯投加量的40%，且不受水中氨氮的影響。
6.具有反應活性的化合物，且在自然環境中會快速分解，無殘留，不會造成二次汙染。
7.可增加水中溶氧量，促進水產養殖生物新陳代謝，消化吸收，減少疾病產生。
8.滅藻效果佳 。
9.價格與臭氧相比，較便宜 。
10.經二氧化氯被美國食品藥物管理局(FDA)和美國環境保護署(EPA)認可 。
11.使用濃度（500ppm）以下腐蝕性可忽略。
12.ClO2隨水溫升高滅活能力加大，從而彌補了因水溫升高ClO2在水中溶解度的下降 。
13.快速去除水中鐵Fe2＋及錳Mn2＋，具有漂白脫色作用。
14.一般應用濃度對人畜無害，消毒殺菌時場所無需隔離淨空，正確的使用觀念可避免操作。
二氧化氯和氯氣不相同之處
二氧化氯的化學結構是一個氯原子與兩個氧子結合在一起，它和氯氣一樣均屬於具有強氧化能力的氣體。
二氧化氯與氯很大的不同是二氧化氯是一種強氧化劑，而不是氯化劑，可作為失活細菌、微生物、病毒，它不使有機物與氯反應形成THMs，並且不與水起反應形成自由氯。
自然不會和水體中的有機物質作反應致成三氯甲烷等致癌有毒的氯代副產物。
二氧化氯可溶於水，二氧化氯的氧化能力是氯的2.63倍左右，在水中溶解成黃色的溶液，在水中不水解，也不聚合，在pH＝4~10範圍內以一種溶解的氣體存在，具有一定的揮發性。
二氧化氯不同於氯的一基本的特性是它具有一自由基。
換句話說二氧化氯在它的外殼有一個未配對的電子，表面物質能與二氧化氯起反應，例如硫化物或者氰化物，在任何溫度或濃度下，會立即反應。
混合(Mixing)是二氧化氯與化合物反應速度的障礙。
由於特殊的單一電子轉移機構，使得二氧化氯是一種具有選擇性的氧化劑，當其攻擊外圍佈滿電子的有機物分子團時，會搶走一電子而成為亞氯根離子。
因此二氧化氯已漸漸取代氯氣的用途。反觀，氯氣在水中立刻分解為次氯酸，在水中pH值中性偏堿時轉化為次氯酸鹽溶液，其氧化能力及消毒能力大幅下。
二氧化氯 CLO2的殺菌原理
二氧化氯有強烈的氧化作用（與臭氧殺菌原理相同，卻不會有臭氧會導致肺部纖維化的副作用），並能透過微生物的外表膜，使微生物蛋白質中的氨基酸氧化斷鏈分解，使其迅速失活，導致代謝機能發生障礙而死亡，從而達到殺菌目的。
二氧化氯在釋放殺菌分子時，不會分裂成氯和氧，甚至在不同溫度，水質環境中，都會保持不變，而繼續通過氧化而不是氯化來瓦解細菌和其他微生物。
其生成物是水、氯化鈉、有機醣和微量的二氧化碳等無毒物質，因此，它具有無臭、無殘留的特色。
二氧化氯是由一個氯原子和二個氧原子組成，內在鏈且結合許多電子，而在外層的鏈域中存在一個未成對的活性自由電子，因此具有很強的氧化作用。
正因如此，所以不會水解，並且不會受PH值的影響而降低效率;不僅如此，二氧化氯的滅菌特性是以氧化斷鏈方式進行，而並非以一般傳統變性的原理。
所以透過氧化的方式來交換本質中的電子，就不會與有機化合物反應而產生溴二氯甲烷(CHCL2Br)、二溴一氯甲(CHCLBr2)及三氯甲烷(CHCL3)等形態的有毒致癌物質。
二氧化氯對細胞璧有較強的穿透能力，可有效氧化細胞中含硫基的醇，可快速地抑制微生物蛋白質的合成來破壞原菌、真菌和病毒等，因此二氧化氯除對一般細菌有殺滅作用外，對芽胞、病毒、藻類、異菌、鐵細菌、及硫酸鹽等均有很好的殺滅作用。
在氧化的同時，不伴隨氯化作用而產生氯仿等有機致癌物。
二氧化氯與微生物細胞壁的有機物反應造成細胞運作中斷，直接與氨基酸和RNA反應阻礙蛋白質的生成，另外細胞膜的蛋白質與脂肪成份改變使流體無法穿透。
二氧化氯失活細菌後穿透其細胞壁，但失活病毒方式則以不同的方式，主要是與消化蛋白質反應，其為一種水溶性的物質，源自蛋白質水解成氨基酸的反應過程；所以二氧化氯失活病毒的原理主要是防止其蛋白質的生成。
二氧化氯是一種具有選擇性的氧化劑，當其攻擊外圍佈滿電子的有機物分子團時，會搶走一電子而成為亞氯根離子。
不同於氯氣，是與反應物發生氯化反應。
二氧化氯是目前國際上公認的新一代安全、高效、廣泛的殺菌、保鮮和除臭劑，是氯製劑最理想的替代品。
由於二氧化氯是由一個氯原子和二個氧原子組成，內在鏈且結合許多電子，而在外層的鏈域中存在一個未成對的活性自由電子，因此具有很強的氧化作用，所以不會水解也不會受pH值的影響而降低效率。
而二氧化氯的滅菌特性是以氧化斷鏈方式進行，有強烈的氧化作用（與臭氧殺菌原理相同，卻不會有臭氧會導致肺部纖維化的副作用），並能透過微生物的外表膜，使微生物蛋白質中的氨基酸氧化斷鏈分解，使其迅速失活，導致代謝機能發生障礙而死亡，從而達到殺菌目的，並非以一般傳統變性的原理，所以透過氧化的方式來交換本質中的電子，就不會與有機化合物反應而產生溴二氯甲烷(CHCl2Br)、二溴一氯甲(CHClBr2)及三氯甲烷(CHCl3)等形態的有毒致癌物質。
二氧化氯在釋放殺菌分子時，不會分裂成氯和氧，甚至在不同溫度，水質環境中，都會保持不變，而繼續通過氧化而不是氯化來瓦解細菌和其他微生物。
實驗研究證明，二氧化氯在極低的濃度（0.1ppm）下即可殺滅所有細菌繁殖體和許多致病菌如大腸桿菌，即使在有機物干擾下，50ppm的二氧化氯也可完全殺滅細菌繁殖體、肝炎病毒、噬菌體和細菌芽孢，其生成物是水、氯化鈉、有機醣和微量的二氧化碳等無毒物質，具有無臭、無殘留等特色。
故美國、加拿大、日本、西歐等先進國家已經批准和推薦二氧化氯用於食品、食品加工業、製藥業、醫院、公共環境等的消毒、除臭、防黴以及食品的防腐保鮮等。
世界衛生組織（WHO）也已將二氧化氯列為A1級安全高效消毒劑。
為控制飲用水中"三致物質"（致畸，致癌，致突變）的發生，歐美先進國家已廣泛推廣應用二氧化氯替代氯氣進行飲用水的消毒。
根據科學文獻報導，二氧化氯水溶液在2-10ppm，2-10分鐘內就可殺死大腸桿菌、枯草桿菌、沙門式桿菌和蘇利菌等，在病毒方面，二氧化氯水溶液可殺死小兒麻痹病毒、腸病毒和A型肝炎病毒等，其中在A型肝炎病毒研究中報導10ppm二氧化氯溶液在1分鐘內就殺死A型肝炎病毒。
二氧化氯 CLO2空氣殺菌消毒原理
ClO2(aq)+e-=ClO2-E°=0.954V殺單細胞微生物
產生對人體無害副產物CO2.H2O.NaCl
二氧化氯是強氧化性的消毒滅菌劑不是靠氯的毒性來消毒!
世界衛生組織推薦二氧化氯原文書
