三、氯化作用
氯气(含氯消毒剂)是最常使用的消毒产品,价格低廉,使用方便,形式多样,广泛应用于工、农业及日常生活中,在水产养殖中应用也越来越广泛。氯气是一种绿黄色气体,具有强烈的刺鼻气味,可以通过电解NaCl进行商业化生产。市场上销售的含氯消毒剂有多种形式,如高压状态下的液态氯气,干粉状的次氯酸钙[Ca(ClO)2],或液体的次氯酸钠[NaClO]。氯气易溶于水,在20 ℃条件下,溶解度为700 mg/L,与其他卤素元素一样,氯也是因其强氧化功能而杀菌的。
当氯气与水混合时,迅速形成次氯酸(Cl2+H2O→HClO+H++Cl-),次氯酸是弱酸,会进一步分解成次氯酸根离子(HClO⇌H++ClO-)。显然上述反应与pH关系密切,当pH降低,次氯酸浓度升高,当pH为4时,所有氯都转化为次氯酸,而pH为11时,只有0.03%的氯转化为次氯酸,而99.97%以次氯酸根的形式存在。由于水产养殖中存在各种不同的pH,因此次氯酸和次氯酸根也就同时存在。HClO和ClO-通常被称为游离氯,游离氯的氧化功能比氯气分子强很多。
氯的杀菌机制到目前为止还不是很清楚。一种观点认为,氯进入细胞后与一些酶发生反应,这是基于氯容易与含氮化合物结合,而酶就是一类蛋白质,由许多含氮的氯基酸所构成。自由氯越容易穿透细胞膜进入细胞,其杀菌效果就越好。实验表明,次氯酸比次氯酸离子更容易进入细胞,因此其消毒效果更好。这也就是为什么含氯消毒剂在低pH条件下消毒效果更好的原因。
有余氯残留的水不适宜进行水产养殖,必须在放养生物之前去除余氯。去除余氯的方法有很多种。如果余氯残留量很大,则用二氧化硫处理效果最好。通过添加二氧化硫使氯转化为氯化物或亚硫酸盐,进而转化为硫酸盐离子。但此种方法比较适宜于较小的水体,对于大规模的水产养殖用水未必合适。其他去除余氯的方法有离子交换,充气、贮存,活性炭等。