次氯酸有哪些用途？
最后更新：
次氯酸（HOCl）是一种弱的含氯酸，用于对食品接触表面、农产品、肉类和禽类加工用水、蛋壳、动物圈舍和临床表面进行卫生处理和消毒1,5,4。它通过电解盐水制成，是溶液中氯的活性杀菌形态，在弱酸性至中性 pH 的已清洁表面上效果最佳1,2,3。
什么是次氯酸？
次氯酸（HOCl，也写作 HClO）是氯的一种含氧酸：一种极不稳定、只存在于溶液中的弱酸1。每当氯气或次氯酸盐（例如作为漂白剂出售的次氯酸钠）溶于水时，就会形成次氯酸；它也可以通过电解直接由盐水生成，此时通常作为电解水出售1。
人体也会产生次氯酸。中性粒细胞是一种白细胞，它利用髓过氧化物酶将过氧化氢和氯离子转化为次氯酸，次氯酸与细菌细胞膜结合并杀死细菌1,4。
| 特性 | 数值 |
|---|---|
| 化学式 | HOCl（HClO）1 |
| CAS 号 | 7790-92-31 |
| 摩尔质量 | 52.46 g/mol1 |
| 外观 | 无色水溶液1 |
| 酸解离常数（pKa） | 7.531 |
| 由氯气生成 | Cl2 + H2O 生成 HOCl + HCl1 |
次氯酸如何杀灭病菌？为什么 pH 很重要？
次氯酸是一种氧化剂。活性氯化合物会损伤微生物细胞膜，已报道的其他作用方式还包括氨基酸脱羧、与核酸反应以及关键酶失活1。一般认为 HOCl 是氯溶液中的活性杀菌形态，而次氯酸根离子（OCl-）是清洁作用的主要来源2。
由于 HOCl 是弱酸，它会根据 pH 解离为次氯酸根离子和质子2。在大约 pH 2 至 7.5 之间，它是占主导的氯形态；在 pH 6.5 时，约 95% 的氯以 HOCl 形态存在，这一范围的卫生消毒效果最强1。在约 pH 4 以下，溶解的氯气可能挥发损失，这会削弱溶液、引发健康和安全问题，并可能腐蚀设备1。
| 类型 | pH | 氧化还原电位 | 备注 |
|---|---|---|---|
| 酸性（阳极侧） | 2至6 | 1,000 mV 或更高 | 10 至 90 ppm 氯1 |
| 微酸性 | 5.0至6.5 | 蛋鸡舍研究中为 974 mV | 用于家禽舍的喷雾消毒5 |
| 中性 | 6至7.5 | 约 750 mV | 主要为 HOCl、次氯酸根离子和微量氯；腐蚀和手部刺激方面的顾虑较少1 |
| 碱性（阴极侧） | 7.5至13 | 约 -800 至 -900 mV | 电解槽的氢氧化钠一侧1 |
次氯酸是如何制成的？
大多数用于卫生消毒而出售的次氯酸，是通过电解稀氯化钠（盐）溶液制成的1。在双室电解槽中，隔膜将电极分开：氯离子在阳极形成氯、次氯酸、次氯酸盐和盐酸，而阴极产生氢气和氢氧化钠1。没有隔膜的电解槽产生中性电解水1。盐浓度、电流、电解时间、温度和 pH 都会改变最终溶液及其卫生消毒效果1。
根据 2015 年 USDA 技术审查，EPA 将卫生消毒剂和消毒剂作为农药进行注册，而由盐和水制备抗微生物溶液的现场发生器无需作为农药注册；其制造商必须证明符合联邦农药器械规定1。
次氯酸在清洁和卫生消毒中有哪些用途？
电解水已作为卫生消毒剂被研究并用于新鲜农产品、禽类胴体、带壳鸡蛋、砧板和食品加工表面1。当次氯酸用于食品接触表面的卫生消毒溶液，并在接触食品前充分沥干时，联邦法规豁免其残留的食品残留限量要求，前提是即用溶液的总有效氯不超过 200 ppm6。USDA 食品安全检验局（FSIS）已批准在肉类和禽类加工中使用电解生成的次氯酸，包括用于胴体和禽类冷却水，游离有效氯浓度视产品而定为 5 至 50 ppm1。
在动物圈舍中，有效氯为 250 mg/L、pH 为 6.19 的微酸性电解水使从一个蛋鸡舍采集的灰尘、粪便、羽毛和饲料中的细菌和真菌全部失活，效果优于苯扎氯铵和聚维酮碘溶液5。它还显著减少了地面、墙壁、料槽和水管表面的微生物，喷雾前先用自来水润湿表面对这一结果起到了重要作用5。在临床环境中，一篇 2020 年的综述报告称，200 ppm HOCl 在 1 分钟的接触时间内对带有诺如病毒和其他肠道病毒的表面完成了去污4。
| 试验环境 | 用途 | 报告的浓度 |
|---|---|---|
| 食品接触表面 | 卫生消毒溶液，接触食品前沥干 | 总有效氯最高 200 ppm6 |
| 肉类和禽类加工 | 胴体、分割件、冷却水和加工用水 | 游离有效氯 5 至 50 ppm1 |
| 蛋鸡舍 | 喷洒表面、灰尘、垫料和设备 | 有效氯 250 mg/L，pH 6.195 |
| 临床表面 | 硬质表面去污 | 200 ppm，接触 1 分钟4 |
| 手部卫生 | 洗手液 | 100 至 200 ppm4 |
次氯酸喷雾有效吗？哪些因素会削弱其效果？
当足量的活性溶液到达表面并停留足够长的时间时，喷雾才会起效。接触时间和浓度是影响其效果的主要因素，施用方法也很重要4。在一篇 2020 年综述所描述的研究中，雾化使游离有效氯减少约 70%，并使 pH 升高约 1.3，因此在雾化前必须调整浓度和 pH4。
HOCl 很容易被消耗。蛋白质、碳水化合物和其他含氮或含醛的有机化合物，以及亚硝酸根、亚硫酸根、铁和铜等离子，会迅速消耗 HOCl 并显著降低其抗菌活性3。在加工厂中，碎屑和污物会降低卫生消毒剂的效果，因此需要监测并更新溶液1。请先清洁并冲洗表面，再按照产品标签上的浓度和接触时间操作。
光照、空气和高温也会使其分解：HOCl 在紫外线、日光、接触空气以及 25 °C 及以上温度下不稳定3。
次氯酸对人、动物或环境有危害吗？
USDA 技术审查认为，pH 6.5 至 7.5 的次氯酸使用起来比其他含氯消毒剂危害更小，对于中性电解水而言，腐蚀和手部刺激方面的顾虑较少1。但含氯消毒剂仍曾引起职业性皮炎和皮肤刺激，而且强酸性溶液可能释放出氯气1。
它对水生生物毒性很强：该审查引用的 EPA 关注水平为水生无脊椎动物 0.009 ppm、淡水鱼类 0.023 ppm1。排放废水中的游离余氯会以 1.3 至 5 小时的半衰期消散，稀释后的溶液在日光下分解更快1。请勿让用过的溶液进入池塘、溪流以及通往地表水的排水沟。
一般认为中性和近中性的 HOCl 溶液不会形成三卤甲烷和卤乙酸，但在低 pH 和高浓度下，HOCl 可能分解为包括氯酸盐和三卤甲烷在内的卤代物质1。
要点总结
- 次氯酸（HOCl）是溶液中氯的活性杀菌形态，pKa 为 7.53。
- 大多数用于卫生消毒的 HOCl 是通过电解盐水现场制备的。
- 它在弱酸性至中性 pH 下、在预先清洁的表面上效果最佳，因为有机物会消耗它。
- 食品接触表面卫生消毒溶液的总有效氯上限为 200 ppm。
- 请避光阴凉储存，并防止用过的溶液进入地表水。
参考文献
- Hypochlorous Acid, Handling: Technical Evaluation Report
- Mechanisms of Actions of Sodium Hypochlorite in Cleaning and Disinfection Processes
- Stability of Weakly Acidic Hypochlorous Acid Solution with Microbicidal Activity
- Hypochlorous Acid: A Review
- Application of slightly acidic electrolyzed water for inactivating microbes in a layer breeding house
- 40 CFR 180.940 Tolerance exemptions for active and inert ingredients for use in antimicrobial formulations (Food-contact surface sanitizing solutions)
常见问题
次氯酸和漂白剂是一回事吗？
次氯酸制成后能保持多久？
次氯酸会用于皮肤和眼部吗？
是的，除表面消毒外也有此类用途。一种含 100 ppm HOCl 的生理盐水眼睑清洁溶液在 20 分钟内使眼周皮肤上的葡萄球菌负荷减少了 99% 以上，浓度为 100 至 200 ppm 的 HOCl 也用于洗手液4。任何 HOCl 产品都应仅用于其标签上注明的用途。