|
溴氯海因的优异性
常数的不同,使溴氯海因和普通三氯制剂对水质的Ph值要求不同
氯或溴的杀菌机理主要是通过它在水中水解产生次卤酸达到杀菌作用的,次卤酸才是真正的关键杀菌活性组份。然而在一定pH下,次卤酸可以发生电离形成相应的次卤酸根离子,而这些离子在水中是不具有有效的杀活性的。
PH值在6-8时,水中的溴几乎都是HOBr。溴与水中的氨生成溴氨,克分子结合比数是1.5(氯是2)。水中如果只含有少量氨,则氨遭受破坏而形成NBr3 或N2。溴的折点在溴与氨氮重量比17:1处。由于水中其他物质也要消耗溴,实际上测得的比值在20:1上下。
溴与氨结合的一溴氨可能变为NH3Br+ 。它比一氯氨转变为NH3Cl+ 的量高出很多倍。带正电核的NH3Br+ 容易与细菌结合,促进了溴氨中的溴离子与细菌中的氨基起交换作用,从而破坏了氨基酸的代谢。所以溴氨的杀菌作用比氯氨强[R2NH(细菌)+NH2Br→R2NBr+NH3]
溴的水解和氨化反应如下:
Br2+H2O→HOBr+HBr Kb=5.8×10-6
HOBr+NH3→NH2Br+H2O
HOBr+NH2Br→NHBr2+H2O
3HOBr+2NH3→N2+3H2O+3HBr
NH2Br+H3O→NH3Br++H2O Kb=3.2×10-7
NH3Br+ →NH3+Br+
所以在pH=7-9时,溴主要以次溴酸的形式存在。氯的杀菌作用源于水解后产生的HClO,氯的水解反应与pH有关,当pH大于7.5时,反应式迅速右移,产生大量杀菌能力仅为HClO的1%-2%的OCl-,杀菌力锐减;
| Cl2 + H2O |
 |
HOCl + HCl |
 |
2H+ + OCl- + Cl- |
(1) |
 |
 |
因此,随着pH升高,氯制剂中次卤酸百分数减少,杀菌活性降低。在碱性水中,尤其是用氯作杀菌剂时,pH对杀菌活性的影响极为明显。在常见的大多数高pH条件下的水系统中溴的性能超过氯。在高pH值条件下,溴比氯的杀菌速度快,因此,具有更高的消毒作用。
随PH变化次卤酸的浓度变化
| PH |
次氯酸 |
次溴酸 |
| 6.0 |
97 |
100 |
| 7.0 |
76 |
98 |
| 7.5 |
50 |
94 |
| 8.0 |
24 |
83 |
| 8.5 |
9 |
60 |
| 9.0 |
3 |
33 |
入水形成不同的氨化物,使溴氯海因比普通三氯制剂拥有更强的杀菌优势
氯和溴均与水中的氨和其它含氮化合物迅速反应生成相应的氯氨和溴氨。用溴氯海因处理水环境时生成一溴氨、二溴氨、三溴氨和氯氨的混合物。虽然氯氨也有一定的杀菌活性,但其活性小于次氯酸盐,远远不及次氯酸。溴氨的杀菌活性则较高,比溴氯二甲基海因的活性还要稍微高一点,更远远高于普通三氯制剂。
水解性质的不同,使溴氯海因杀菌时间延长
溴氯海因在水中溶解度为1200ppm,远远高于溴氯海因在实际使用中所需要的杀菌浓度,溴氯海因在水中的水解过程相对较复杂,主要是形成了次氯酸、次溴酸和各类化合氨的动态平衡体系,所以溴氯海因在水中杀菌时间比普通三氯制剂要长的多。(三氯制剂在水中的有效杀菌时间24-48小时,溴氯海因有效杀菌时间5-7天)。
氯的挥发性大于溴,使得氯气比溴更容易挥发而损失
根据气-水分配系数(Henry定律常数),可知氯的挥发性大约是溴的10倍(标准状态下分别的585和59.3)。次卤酸比相应的气态卤素挥发性小得多。次氯酸的挥发性是次溴酸的2倍;次氯酸盐基本不挥发。在碱性pH和不含氨水中,氯以次氯酸盐形式存在,因此没有挥发性。但在的氨存在下氯以氯氨形式存在,挥发性大于次氯酸。根据Henry定律常数(20℃)挥发性的顺序如下:
臭氧>ClO2>氯氨>次氯酸>次溴酸
不会因为残留而污染环境
溴氯海因及其在合成过程中可能生成的其他海因类衍生物,在释出溴、氯以后,剩余下5,5-二甲基海因,它在自然条件下能被光、氧、微生物等在较短时间内分解为氨和二氧化碳,不会因为残留而污染环境。
能高效快速灭菌,是普通氯制剂的2-4倍
在同样水样中,分别投加1.9mg/L的Cl2、HOBr、BCDMH,数据见表1。从表可见,溴氯海因杀生快速,效果明显。
表1 接触时间与细菌存活率的关系(%)
| 杀生剂 |
剂量(mg/L) |
接触时(min) |
E.c菌 |
Ps菌 |
Sf菌 |
| Cl2 |
1.9 |
4 |
80 |
70 |
100 |
| HOBr |
1.9 |
4 |
0.0001 |
0.01 |
0.0003 |
| BCDMH |
1.9 |
1 |
0.002 |
1 |
0.1 |
注:E.c菌—大肠埃希氏杆菌; Ps—假单细胞菌;Sf—粪链球菌。
|