
什么是季铵盐类消毒剂?
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季铵化合物(季铵盐)是带正电荷的表面活性剂类消毒剂,如苯扎氯铵(ADBAC)和 DDAC,通过破坏细胞膜和病毒包膜来杀灭病菌。在清洁的表面上,它们可控制多种细菌和包膜病毒,但对孢子、分枝杆菌和无包膜病毒作用较弱,且粪便、肥皂残留和硬水会使其失活。

什么是季铵化合物?
季铵化合物常简称为 quats 或 QACs,是一类用于控制表面细菌、病毒及其他病菌的人工合成化学品1。从化学角度看,它们是阳离子(即带正电荷的)表面活性剂2。在美国,它们属于抗菌农药:超过2,000种已登记的农药产品含有季铵盐,首个季铵盐抗菌农药于1947年登记1。
美国环境保护署(EPA)按结构将季铵盐分为四类1。其中两类是:烷基二甲基苄基氯化铵(ADBAC)类,包含24种相似化学品,有时被称为苯扎氯铵;以及双癸基二甲基氯化铵(DDAC)类,包含五种1。消毒剂有时含有不止一种季铵盐1。较新代次的产品通常杀菌力更强、泡沫更少,且对有机负荷和肥皂的耐受性更好2。
| 代次 | 有效成分示例 |
|---|---|
| 第一代 | 苯扎氯铵;ADBAC(烷基二甲基苄基氯化铵)2 |
| 第二代 | ADEBAC(烷基二甲基乙基苄基氯化铵)2 |
| 第三代 | ADBAC 加 ADEBAC2 |
| 第四代 | DDAC(二烷基二甲基氯化铵,如双癸基、双辛基或十二烷基形式)2 |
| 第五代 | DDAC 加 ADBAC2 |
季铵盐如何杀灭病菌?
季铵盐会破开细菌的细胞膜和包膜病毒的外层包膜,细胞膜一旦破裂,细胞即死亡1。在分子层面,它们与细菌膜中带负电荷的磷脂不可逆地结合,并使膜蛋白变性,从而破坏细胞膜对物质进出的调控2。
这一过程需要时间。所需时长取决于季铵盐种类及其浓度,部分季铵盐必须与病菌接触数分钟1。标签会注明接触时间,即产品要起效时表面必须保持肉眼可见湿润的时长1。部分产品在使用后还能使表面在短时间内保持抑菌状态2。季铵盐在中性至碱性 pH 条件下效果最佳,在 pH 9至10时效力最高,pH 低于3.5时会丧失活性2。
季铵盐消毒剂能杀灭什么,又对什么无效?
季铵盐的杀菌谱比氧化型消毒剂窄。EPA 将消毒剂定义为能杀灭或不可逆地灭活表面上具有感染性的真菌和细菌、但不一定能杀灭其孢子的产品4,而某一具体季铵盐产品可控制的微生物即其标签上所列的微生物1。
| 微生物类别 | 季铵盐典型活性 | 备注 |
|---|---|---|
| 革兰氏阳性菌(例如金黄色葡萄球菌) | 良好2 | EPA 消毒剂声明所用的标准革兰氏阳性测试菌为金黄色葡萄球菌2 |
| 革兰氏阴性菌(例如假单胞菌、沙门氏菌) | 较低;通常不如革兰氏阳性菌敏感2,3 | 其外膜使季铵盐更难到达细胞膜3 |
| 包膜病毒 | 归类为具有杀病毒作用3 | 季铵盐可破开病毒的外层包膜1 |
| 无包膜病毒(例如诺如病毒) | 差3 | 通常对无包膜病毒不具杀病毒作用2 |
| 真菌 | 归类为具有杀真菌作用3,但效力可能有限2 | 请查看标签上列明的真菌1 |
| 分枝杆菌 | 差;具有固有抗性3 | 细胞壁结构复杂3 |
| 细菌孢子 | 无效2 | 复杂结构带来的固有抗性3 |
为什么季铵盐在圈舍、鸡舍和脚浴池中会失效?
污物是主要原因。季铵盐很容易被有机物以及阴离子肥皂和洗涤剂灭活,硬水也会降低其活性,因为钙离子和镁离子会与消毒剂形成络合物2。粪便、垫料和饲料还可能遮蔽微生物,并代替微生物与消毒剂发生反应2。
一项使用沾有猪粪的靴子开展的靴浴研究表明了这一点有多重要。当靴子沾有猪粪时,消毒剂种类没有任何差别;受污染的浴池反而会增加靴子上的污染;而将粪便刷洗干净后再在季铵盐浴池中浸泡5分钟的靴子达到了消毒标准5。
使用中的溶液本身也可能成为细菌来源。一篇2023年的综述报告称,以季铵盐为唯一有效成分的消毒剂比其他类型更容易被革兰氏阴性菌污染,且从多家奶牛场受污染脚浴池中分离出的黏质沙雷氏菌能在新配制的使用浓度苯扎氯铵中存活3。该综述还指出,棉布和超细纤维抹布会从桶中吸附季铵盐,从而降低工作浓度3。
如何在农场或犬舍中使用季铵盐消毒剂?
使用季铵盐时,先清洁是必不可少的步骤。某大学动物健康中心的清洁与消毒指南规定了以下顺序2:
- 通过刮除、刷洗或清扫,清除可见的粪便、垫料、饲料和杂物2。
- 用肥皂或洗涤剂加水清洗,然后彻底冲洗,因为肥皂残留可能使某些消毒剂失活2。
- 让表面干燥,以免残留水分稀释消毒液2。
- 每天或按标签规定配制新鲜溶液,并采用标签规定的浓度;浓度越高不一定越好2。务必遵循产品标签。
- 在标签规定的完整接触时间内保持表面湿润,然后在动物返回前彻底冲洗物品,尤其是饲喂和饮水设备2。
- 添加新消毒剂前,先将可重复使用的桶清洗并晾干,稀释后检查使用浓度3。
- 对于脚浴池,先刷掉靴子上的粪便,并保持浴池本身清洁5。
季铵盐对人、动物和环境有危害吗?
危害程度取决于浓度。季铵盐经皮肤接触的毒性低,但视浓度不同,可能对皮肤和眼睛产生严重刺激或腐蚀,吸入或吞食时毒性中等1。多项研究发现,使用季铵盐清洁产品的工作人员中哮喘更为常见1。一份动物健康指南补充指出,季铵盐误食后毒性很高,因此消毒后的区域和物品应在接触时间结束后、供动物使用前进行冲洗2。
季铵盐与土壤和沉积物结合紧密,这限制了其向地下水的迁移1。它们对水生动物有毒,尤其是鱼类,因此应避免径流进入池塘、溪流和排水沟2;ADBAC 被归类为对鱼类和水生无脊椎动物高毒1。
耐药性是一个真实存在但有限度的问题。实验室研究表明细菌可对季铵盐产生耐受性,多项研究将苯扎氯铵耐受性与抗生素耐药性联系起来3。一篇2023年的综述得出结论:没有足够的真实世界证据表明频繁使用季铵盐已导致广泛的抗生素耐药性,而且实际使用浓度往往远高于细菌在实验室中可耐受的水平3。该综述呼吁更加重视正确使用,以防止季铵盐消毒剂受到污染3。
要点总结
- 季铵盐是阳离子表面活性剂类消毒剂;苯扎氯铵(ADBAC)和 DDAC 是主要类型。
- 它们通过破坏细胞膜和病毒包膜起杀灭作用,这需要达到标签规定的完整接触时间。
- 它们对细菌孢子、分枝杆菌以及诺如病毒等无包膜病毒无效。
- 粪便、肥皂残留和硬水会使其失活,因此施用前应先清洁、冲洗并干燥。
- 它们对鱼类有毒,高浓度时有刺激性;动物返回前应冲洗干净,并防止径流进入水体。
参考文献
- Quaternary Ammonium Compounds (ADBAC and DDAC) Fact Sheet
- Disinfection 101: Key Principles of Cleaning and Disinfection for Animal Settings
- Quaternary ammonium disinfectants and antiseptics: tolerance, resistance and potential impact on antibiotic resistance
- What are Antimicrobial Pesticides?
- Evaluating the efficacy of boot baths in biosecurity protocols
- Safety and Effectiveness of Consumer Antiseptic Rubs; Topical Antimicrobial Drug Products for Over-the-Counter Human Use (Final rule)

