双季铵盐杀菌剂的杀菌试验研究

王　昶
东南大学化学化工系，江苏　南京 210096
武进水质稳定剂厂水稳研究室，江苏砎荨?213119

　　摘　要：为解决循环冷却水的微生物问题，克服目前较多使用的一些杀菌剂的若干不足之处。本文在多种杀菌剂研究的基础上，进行了双季铵盐杀菌剂静态实验研究。发现双季铵盐具有高效低毒、作用时效长的特点，是一种优良的杀菌剂。
　　关键词：双季铵盐；循环冷却水；杀菌剂
　　中图分类号：TＱ455　　　
　　文献标识码：A　　
　　文章编号：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

　　目前循环冷却水中，普遍使用的杀菌剂主要有氧化型杀菌剂（如氯、次氯酸盐等）和非氧化型杀菌剂（如季铵盐等）。考虑到现场具体情况有种种差别，所滋生菌藻的种类及其危害也具多样性，加上人们对环境保护的要求日趋严格，传统的药剂显现许多不足之处。如氯作为杀菌灭藻剂作用时，受pH影响，随着pH值的升高，氯的杀菌灭藻效果下降。当水中含有机物时，氯能与水中有机物发生反应，生成对人体有害的有机卤代物。而单季铵盐类很早即在医学外科或食品加工方面用作消毒剂。近年来许多企业对季铵盐在循环冷却水中的应用进行了从实验室到现场的大量研究和应用试验，积累了许多经验。但单季铵盐在具体使用中暴露出其固有的弱点，使进一步的应用推广受到了限制。例如单季铵盐类杀菌剂，若长时间使用，由于微生物产生的抗药性而使其使用效果明显下降。因而在使用上采用间隔冲击式投加时往往仍需配合投加氯类杀菌剂。这就在相当程度上限制了单季按盐类杀菌剂的使用。针对这种情况，我们对双季铵盐进行了静态试验研究，分析研究了双季铵盐对循环冷却水中几种常见的典型菌类的杀灭效果，从而验证了双季铵盐是一种优良的杀菌剂。

1　实验部分

1.1　双季铵盐杀菌剂
　　双季铵盐2-（2-苯氧基乙氧基）-乙基三甲基氯化铵。季铵盐十二烷基二甲基苄基氯化铵（1227）和异噻唑啉酮作为比较药剂。
1.2　实验条件
　　在250 mL三角烧瓶中加入15 mL培养液，再加入30 mL细菌溶液（分别含铁细菌4.5×10³个/mL，硫酸盐还原菌4.5×10⁵个/mL，异养菌4×10⁶个/mL），加入一定浓度的杀菌剂，选取对照组，实验组在1～48 h中观察细菌数量的变化情况。

2　实验结果

2.1　双季铵盐的杀菌效果
　　表1分别列出了双季铵盐杀菌剂对铁细菌、硫酸盐还原菌、异养菌的杀菌效果。

　　表1的数据表明，室内静态实验中，4h30mg/L的双季铵盐的杀菌率在94％以上，同时还可以看出其在24h以后，30mg/L的双季铵盐对上述三种细菌的杀菌效果均十分良好，且杀菌效果趋于稳定，显示出优良的性能。与此形成鲜明对比的是单季铵盐虽然在4h杀菌率能达98％，但24h对异养菌即失去药效，并且24h和48h1227与对照组的活菌比较可看出，4h杀灭率达98％的异养菌数量迅速回升，若温度、营养条件适宜，细菌可能呈现爆发性增长。一些资料的动态模拟或静态实验也验证了单季铵盐的这一关键弱点^[1]。30mg/L双季铵盐在48h试验中三种菌的杀灭率均达99％以上，突出地显示了双季铵盐具有长时效的优点。但在动态的情况下，由于所投药为装置内壁材料吸附，带菌的补充水不断进入等因素，欲与静态实验相同的杀菌率（99％以上），所需药剂浓度要高于静态实验中的剂量。
2.2　与异噻唑酮的杀菌对比
　　从表2的数据中可以看出，50mg/L的异噻唑啉酮对铁细菌和硫酸盐还原菌的杀菌率在24h后达97％以上，而异养菌的杀菌率在24h仅达72.84％。

3　讨论

　　我们对表1与表2的数据进行分析，可以看出以下结论：
　　①对铁细菌的杀菌率，双季铵盐和1227均表现出良好的杀灭效果。异唑噻啉酮也表现较好的杀灭效果，但药效的速度比前二者慢，即作用时间短时效果不够好。双季铵盐、1227和异噻唑啉酮三者对铁细菌的杀灭效果相比较而言，双季铵盐效果仍然是最好的。
　　②对硫酸盐还原菌，双季铵盐、1227、异噻唑啉酮在24h均达100％，只是异噻唑啉酮杀灭速度仍然较慢。
　　③对于异养菌，双季铵盐的杀菌率在24h达95.5％，48h则达99％以上；而异噻唑啉酮只有72.84％。显然，异噻唑啉酮并不能有效杀灭异养菌，1227则在24h后对异养菌失去灭菌效力。
　　对于循环冷却水的处理，存在着防垢、防止金属设备腐蚀、杀菌灭藻等诸多方面的问题，需要针对不同的水质、各种运行条件综合考虑。而水系统内微生物繁殖滋长所造成的问题也是多种多样的，药剂的复配和协同作用非常重要，毫无疑问，杀菌剂也应是广谱性的。
　　季铵盐的杀菌机制尚不完全清楚，根据有关资料，认为季铵盐杀菌作用是使细菌蛋白质变性，被破坏分解；影响代谢过程如葡萄糖的呼吸作用；或是影响细胞的渗透性和维持原生质动力学平衡的酶。而双季铵盐两个季铵盐离子的协同作用明显优于单季铵离子。此外，在实际应用时，由于季铵盐是阳离子表面活性剂，它除具有杀菌作用外还有个非常重要的作用就是对细菌污垢的剥离作用。一般细菌被杀死或被抑制其生活活动后，细菌的生物附着能力降低或消失，如果再加上药物特有的剥离能力就更容易使污泥剥离。另外，在外层生物层被剥离后，裸露出深层的生物层，有利于杀菌剂的渗透、接触，促进杀菌作用的进行，使菌类彻底被杀死。

4　结论

　　此种双季铵盐浓度在30 mg/L时，灭菌率在99％以上，而且其杀菌速度快，药效时间长。能有效地杀灭循环冷却水中的三种典型细菌，同时对循环水系统的菌藻污泥类有渗透剥离作用，是一种高效的新型循环冷却水杀菌剂。

参考文献：
　　[1]?仉春华，韩宣华，等．季铵盐杀灭藻剂控制工业循环冷却水中藻类生长[J]．工业水处理，1992，12(4)：23～25.

　　作者简介：
　　王昶：1983年武汉水利电力学院毕业，学士。现在东南大学化学化工系，讲师。男，43岁，任基础课。