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含氯消毒剂pH调控对杀菌效能的影响及其在标准优化中的应用研究

2025-08-02 73 上传者：管理员

摘要：含氯消毒剂现行标准多以有效氯浓度作为重要衡量评价指标，但实际应用中常出现消毒效果不稳定问题。本研究系统评估了五种含氯消毒剂（次氯酸钠、二氯异氰尿酸钠、络合氯、氯胺T、次氯酸）在相同浓度，不同pH条件下的三种微生物（大肠杆菌、白色念珠菌和枯草杆菌黑色变种芽孢）杀灭效果。通过有效氯含量、pH值及微生物杀灭对数值分析，发现pH显著影响微生物杀灭效果。试验表明，调节pH至5.0左右可优化部分含氯消毒剂次氯酸浓度，并且杀菌效果差异在100mg/L有效氯浓度下显著体现。进一步发现氯胺T等消毒剂在未调节pH时杀菌效能显著低于其他类型，提示现行标准中浓度指标的局限性。本研究为建立含氯消毒剂多参数（有效氯浓度+pH值）质量评价体系提供了实验依据，对医疗、公共卫生等场景的消毒标准优化具有参考价值。

关键词：
pH调节
含氯消毒剂
微生物杀灭
有效氯浓度
标准优化
质量控制
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含氯消毒剂广泛应用于医疗卫生领域，其杀菌效果与有效氯浓度、pH值及次氯酸（HClO）含量密切相关。但是在实际的消毒过程和消毒方法中都是以有效氯浓度高低来对不同场景的消毒进行指南。如GB19193-2015《疫源地消毒总则》[1]标准仅以有效氯浓度作为含氯消毒剂使用指南，但实际应用中常因pH值差异导致消毒效果波动。例如，医疗机构对器械消毒时，过高的有效氯浓度可能腐蚀设备，而过低浓度又无法杀灭芽孢类微生物。近年研究指出，次氯酸（HClO）浓度与pH值密切相关，但其在标准体系中的重要性尚未体现。

本研究通过对比五种含氯消毒剂在标准浓度（100mg/L）及pH调节后的理化性质与微生物杀灭效果，探讨其适用性与优化策略，对pH值对消毒剂质量评价的关键作用提供科学依据，为建立多维度消毒剂标准提供理论支撑。

1、测试目的

含氯消毒剂溶于水后生成次氯酸（HClO），次氯酸分子小且不带电荷，易穿透微生物细胞膜。其强氧化性可直接导致破坏细胞膜/细胞壁、分解关键酶系统损伤遗传物质来起到对微生物的杀灭作用。然而不同的有效氯载体在相同有效氯的条件下pH值的不同会直接影响次氯酸的浓度和杀灭效果。本研究旨在：①揭示不同含氯消毒剂在相同有效氯浓度下的杀菌效能差异。②pH值调节对次氯酸浓度的提升效果。③评估pH值对消毒剂质量评价体系的影响。④基于试验结果，为含氯消毒剂标准中pH值指标的增设提供数据支持。

2、试验方法与材料

2.1试验材料与设备

2.1.1含氯消毒剂

①次氯酸钠消毒剂（84消毒液）。②二氯异氰尿酸钠消毒剂（巴司德尼消毒片）。③络合氯消毒剂（万福金安消毒液）。④氯胺T化学试剂（来源国药）。⑤次氯酸消毒剂（来源尼普洛）。

2.1.2试验菌种

①大肠杆菌（8099），由北纳创联生物科技有限公司提供，培养至第4代。②白色念珠菌（ATCC10231），由北纳创联生物科技有限公司提供，培养至第4代。③枯草杆菌黑色变种芽孢（ATCC9372），由北纳创联生物科技有限公司提供，培养至第4代。

2.1.3分光光度计

普析TU-1901，波长范围190-900nm。

2.1.4pH计

SartoriusPB-10，精度0.01，不确定度U≤0.1。

2.1.5其他设备及试剂

恒温培养箱、振荡器及菌落计数器等。硫代硫酸钠标准滴定液、碘化钾等。

2.2试验方法

2.2.1试验依据

参考GB/T36758-2018《含氯消毒剂卫生要求》[2]附录A有效氯含量的测定，测定上述5种含氯消毒剂的有效氯。将上述消毒剂使用一级水稀释至含有效氯100mg/L，分别用pH计直接测定pH值、用pH值计算法及分光光度法[3]分别测试次氯酸浓度（注：分光光度法可能受硝酸盐等基质干扰）。

当pH大于5.0时，添加稀盐酸调节各消毒剂溶液pH至5.0。同步使用稀硝酸进行调节，亦开展下述试验。当pH小于5.0时用低浓度氢氧化钠进行调节至5.0。待pH=5.0时，按照前述方法测定各消毒剂溶液有效氯浓度、次氯酸浓度。

对上述产品稀释成有效氯100mg/L的消毒液和调节pH后的消毒液，均选择同一种微生物开展消毒效果试验（大肠杆菌8099、白色念珠菌ATCC10231和枯草杆菌黑色变种芽孢ATCC9372），观察对比调节pH前后消毒效果变化。

上述试验重复3次。

2.2.2试验过程

①参考GB/T36758-2018《含氯消毒剂卫生要求》附录A配置相关试剂：2mol/L硫酸、100g/L碘化钾与5g/L淀粉等。最终用市售标准滴定液0.1mol/L留待硫酸钠滴定液滴定。试验过程完全参照标准不再阐述。各消毒剂溶液有效氯含量试验结果如表1。

②按照上述检测结果把市售含氯消毒剂均稀释至理论100mg/L的稀释液，再按照上述过程测试有效氯。用pH计直接测试pH值、按照GB/T36758-2018《含氯消毒剂卫生要求》附录C用pH值计算法及分光光度法[3]分别测试次氯酸浓度。结果见表2。

从上述结果中可以看出，虽然经过稀释但是各消毒剂溶液的有效氯都在理论偏差10%以内。所以用一级水稀释几乎不影响有效氯的浓度。次氯酸的结果使用pH值计算法计算出的结果因为在标准中使用的是常温下的电离平衡常数，结果数据存疑。使用分光光度法测试的结果在二氯异氰尿酸钠和氯胺T上明显失真，当时未找到原因。

③使用pH计监控稀释后的pH值，使用各水溶液稀硝酸（0.1001mol/L），稀盐酸（0.1002mol/L）和氢氧化钠（0.01mol/L）调节液体的pH值到5.00。各添加体积均未达到原本体积的1%，故稀释有效氯的作用不做讨论。各结果见表3、表4和表5。

从上述结果中可以看出，不论是用盐酸还是硝酸，对各成分的消毒剂的有效氯含量没有多少影响。但是不难看出用硝酸酸化的消毒剂溶液用分光光度法测试次氯酸明显结果出现了异常，这个现象我们稍后讨论。用盐酸酸化的消毒剂溶液中的2种有效成分的消毒剂（次氯酸钠消毒剂和络合氯消毒剂）中的次氯酸含量明显上升。证明酸化能有效提高次氯酸含量，次氯酸有强氧化性，也就证明了消毒作用能有效提高。

表1含氯消毒剂溶液有效氯含量

表2含氯消毒剂稀释后各含量

表3用盐酸调整pH值后各消毒剂溶液结果

表4用硝酸调整pH值后各消毒剂溶液结果

表5用氢氧化钠调整pH值后消毒剂溶液结果

④为了证明消毒能力的提高，本研究把上述多种有效氯浓度调整为100mg/L的消毒剂溶液开展针对各种微生物的杀灭试验选用：大肠杆菌（8099）、白色念珠菌（ATCC10231）和枯草杆菌黑色变种芽孢（ATCC9372）。分别作为细菌的典型代表、真菌的典型代表和芽孢的典型代表。按照WS/T10009-2023《消毒产品检测方法》[4]中5.1.7.4章节的操作，结果如表6。

从上述对微生物的杀灭效果上能够看出以下几点：①从氯胺T化学试剂的结果上看，很明显地能够看出相同有效氯浓度的不同主要成分的含氯消毒剂的对微生物的杀灭能力是不同的。②从对枯草杆菌黑色变种芽孢的杀灭结果上不难看出，酸化后的各消毒剂溶液明显对微生物的杀灭效果有所提升。③相同有效氯浓度下次氯酸的消毒效果明显比其他的含氯消毒剂效果好。④结合调节pH值后的各消毒剂溶液的消毒效果和表3、表4和表5的次氯酸浓度的结果不难发现分光光度法的结果比pH值计算法的结果可靠。⑤为了验证用硝酸稀释后的溶液分光光度法的检测不准确问题我们对以下溶液使用分光光度法进行200nm到800nm的扫描见图1。

从图1不难看出硝酸钠在235nm的波长下有明显的吸收峰。故分光光度法检测次氯酸浓度也明显受样品的机制干扰，有一定的局限性。

图1四种常见干扰物分光光谱图

表6各有效氯调整为100mg/L左右的消毒剂溶液的杀菌结果

3、结论与建议

综上所述，pH值显著影响含氯消毒剂次氯酸浓度及杀菌效能，单一有效氯浓度指标无法全面反映消毒剂质量。还应考虑消毒剂本身的pH值，根据电离平衡常数pH值在4到5为佳。而次氯酸浓度的检测方法不论是pH值计算法，还是分光光度法都有一定的局限性，需要对检测对象有一定的判断。根据研究结果有如下建议：①在GB/T36758等标准中增加pH值监测要求；②针对医疗器械消毒等场景，设定pH值4.5-5.5的优化区间；③建立有效氯浓度与pH值联动的多参数评价方法。

4、讨论与展望

本研究通过系统评估不同含氯消毒剂的理化特性与微生物杀灭效果，揭示了pH值对次氯酸浓度及消毒效果的显著影响。实验结果表明，在相同有效氯浓度（100mg/L）下，调节pH至5.0可显著提升次氯酸浓度，进而增强对枯草杆菌黑色变种芽孢等抗性微生物的杀灭效果。这一发现与Chen等[5]的研究一致，即次氯酸（HClO）作为主要活性成分，其穿透性与氧化能力直接决定消毒效果。然而，氯胺T在未调节pH时表现较差，可能与其释放有效氯的机制和化学稳定性有关，需进一步探究其分解动力学。

分光光度法与pH值计算法在次氯酸浓度检测中均存在局限性。分光光度法易受基质干扰（如硝酸钠的吸收峰），而pH值计算法依赖电离平衡常数，可能因温度或离子强度变化产生误差。这一结果呼应了Zhang等[6]对次氯酸检测方法标准化问题的讨论，提示未来需开发更精准的检测技术。此外，二氯异氰尿酸钠与络合氯在不同pH条件下的表现差异，可能与载体分子结构对次氯酸释放效率的影响有关，需结合分子动力学模拟进一步验证[7]。

未来研究可从以下方向深入探索：①多参数综合评价：结合氧化还原电位（ORP）与有效氯浓度、pH值建立多维度评价体系，以更全面反映消毒剂的实际效能[8]。②应用场景优化：针对医疗、食品加工等不同场景，制定基于pH调节的差异化使用指南，平衡消毒效果与安全性。③检测技术改进：开发抗干扰能力更强的次氯酸检测方法，如高效液相色谱（HPLC）或电化学传感器，提升数据可靠性。④未来可参照ISO标准制定流程，开展多机构联合验证，推动pH值指标纳入含氯消毒剂使用的国家标准修订草案。⑤抗性机制研究：探究芽孢等高抗性微生物对次氯酸的耐受机制，为新型消毒剂开发提供理论支持。

参考文献:

[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.疫源地消毒总则:GB19193-2015[S].

[2]国家市场监督管理总局.含氯消毒剂卫生要求:GB/T36758-2018[S].

[3]T/SDA001-2022,次氯酸消毒液卫生要求[S].

[4]WS/T10009-2023,消毒产品检测方法[S]

文章来源:王坚.含氯消毒剂pH调控对杀菌效能的影响及其在标准优化中的应用研究[J].价值工程,2025,44(22):118-122.