次氯酸有哪些用途？
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次氯酸（HOCl）是一種弱的含氯酸，用於食品接觸表面、農產品、肉類與禽肉加工用水、蛋殼、動物舍和臨床表面的衛生消毒與消毒1,5,4。它由電解鹽水製成，是溶液中氯的殺菌活性形式，在已清潔的表面上、於弱酸性至中性 pH 下效果最佳1,2,3。
什麼是次氯酸？
次氯酸（HOCl，亦寫作 HClO）是氯的含氧酸：一種極不穩定、只存在於溶液中的弱酸1。每當氯氣或次氯酸鹽（例如作為漂白水販售的次氯酸鈉）溶於水時就會形成，也可透過電解鹽水直接產生，此時常以電解水的名義販售1。
人體也會製造次氯酸。嗜中性球是一種白血球，會利用髓過氧化酶將過氧化氫和氯離子轉化為次氯酸，次氯酸會與細菌細胞膜結合並殺死細菌1,4。
| 特性 | 數值 |
|---|---|
| 化學式 | HOCl（HClO）1 |
| CAS 編號 | 7790-92-31 |
| 莫耳質量 | 52.46 g/mol1 |
| 外觀 | 無色水溶液1 |
| 酸解離常數（pKa） | 7.531 |
| 由氯氣生成 | Cl2 + H2O 生成 HOCl + HCl1 |
次氯酸如何殺滅病菌？為何 pH 很重要？
次氯酸是一種氧化劑。活性氯化合物會損傷微生物細胞膜，其他已報告的作用機制包括胺基酸脫羧、與核酸反應，以及關鍵酵素失活1。一般認為 HOCl 是氯溶液中具殺菌活性的物種，而次氯酸根離子（OCl-）則是清潔作用的主要來源2。
由於 HOCl 是弱酸，會依 pH 解離為次氯酸根離子和質子2。在約 pH 2 至 7.5 之間，它是占優勢的氯物種；在 pH 6.5 時，約 95% 的氯以 HOCl 形式存在，此範圍的衛生消毒效果最佳1。在約 pH 4 以下，溶解的氯氣可能因揮發而流失，這會減弱溶液效力、造成健康與安全問題，並可能腐蝕設備1。
| 類型 | pH 值 | 氧化還原電位 | 備註 |
|---|---|---|---|
| 酸性（陽極側） | 2 至 6 | 1,000 mV 或更高 | 10 至 90 ppm 氯1 |
| 弱酸性 | 5.0 至 6.5 | 蛋雞舍研究中為 974 mV | 用於家禽舍的噴霧消毒5 |
| 中性 | 6 至 7.5 | 約 750 mV | 主要為 HOCl、次氯酸根離子和微量氯；較少有腐蝕和手部刺激的疑慮1 |
| 鹼性（陰極側） | 7.5 至 13 | 約 -800 至 -900 mV | 電解槽的氫氧化鈉側1 |
次氯酸如何製造？
大多數用於衛生消毒的市售次氯酸，是由稀氯化鈉（鹽）溶液電解製成1。在雙槽式電解槽中，以隔膜分隔電極：陽極的氯離子形成氯、次氯酸、次氯酸根和鹽酸，陰極則產生氫氣和氫氧化鈉1。無隔膜的電解槽產生中性電解水1。鹽濃度、電流、電解時間、溫度和 pH 都會改變成品溶液及其衛生消毒效果1。
根據 2015 年 USDA 技術審查，EPA 將衛生消毒劑和消毒劑列為農藥登記，而以鹽和水製造抗微生物溶液的現場產生器則無須登記為農藥；其製造商必須證明符合聯邦農藥器材規定1。
次氯酸在清潔與衛生消毒上有哪些用途？
電解水已被研究並用作新鮮農產品、禽屠體、帶殼蛋、砧板和食品加工表面的衛生消毒劑1。若次氯酸用於食品接觸表面的衛生消毒溶液，且在接觸食品前充分瀝乾，只要即用溶液的總有效氯不超過 200 ppm，聯邦法規即豁免其殘留物的食品容許量6。USDA 食品安全檢驗局（Food Safety and Inspection Service）已核准電解產生的次氯酸用於肉類與禽肉加工，包括屠體和禽肉冷卻水，依產品不同，游離有效氯濃度為 5 至 50 ppm1。
在動物舍中，有效氯 250 mg/L、pH 6.19 的弱酸性電解水，使從蛋雞舍採集的灰塵、糞便、羽毛和飼料中的所有細菌和真菌失去活性，效果優於苯扎氯銨和聚維酮碘溶液5。它也顯著減少了地板、牆面、飼料槽和水管表面上的微生物，而噴灑前先以自來水濕潤表面，對結果有重要影響5。在臨床環境中，一篇 2020 年的回顧文獻指出，200 ppm 的 HOCl 在 1 分鐘接觸時間內，即可清除帶有諾羅病毒和其他腸道病毒的表面污染4。
| 試驗環境 | 用途 | 報告濃度 |
|---|---|---|
| 食品接觸表面 | 衛生消毒溶液，接觸食品前須瀝乾 | 總有效氯最高 200 ppm6 |
| 肉類與禽肉加工 | 屠體、分切肉、冷卻水和加工用水 | 游離有效氯 5 至 50 ppm1 |
| 蛋雞舍 | 噴灑表面、灰塵、墊料和設備 | 有效氯 250 mg/L，pH 6.195 |
| 臨床表面 | 硬表面除污 | 200 ppm，接觸 1 分鐘4 |
| 手部衛生 | 乾洗手液 | 100 至 200 ppm4 |
次氯酸噴劑有效嗎？哪些因素會減弱其效果？
當足夠的活性溶液到達表面並停留足夠長的時間，噴劑才能發揮作用。接觸時間和濃度是影響效力的主要因素，施用方式也很重要4。在一篇 2020 年回顧文獻所述的研究中，霧化使游離有效氯減少約 70%，並使 pH 升高約 1.3，因此霧化前必須調整濃度和 pH4。
HOCl 很容易被消耗。蛋白質、碳水化合物及其他含氮或含醛的有機化合物，以及亞硝酸根、亞硫酸根、鐵和銅等離子，會迅速消耗它，並顯著降低其抗菌活性3。在加工廠中，碎屑和污垢會降低衛生消毒劑的效力，因此溶液需要監測和更換1。請先清潔並沖洗表面，再依照產品標示的濃度和接觸時間使用。
光線、空氣和熱也會使其分解：HOCl 在紫外線、日照、接觸空氣以及 25 °C 及以上的溫度下並不穩定3。
次氯酸對人、動物或環境有危害嗎？
USDA 技術審查指出，pH 6.5 至 7.5 的次氯酸在使用上比其他含氯消毒劑危害較低，而中性電解水的腐蝕和手部刺激疑慮也較小1。儘管如此，含氯消毒劑仍曾引起職業性皮膚炎和皮膚刺激，且強酸性溶液可能釋放氯氣1。
它對水生生物具有極高毒性：該回顧所引用的 EPA 關注濃度，水生無脊椎動物為 0.009 ppm，淡水魚類為 0.023 ppm1。排放廢水中的游離餘氯會以 1.3 至 5 小時的半衰期消散，稀釋後的溶液在日光下分解更快1。請勿讓使用過的溶液進入池塘、溪流以及通往地表水的排水溝。
一般公認中性和接近中性的 HOCl 溶液不會形成三鹵甲烷和鹵乙酸，但低 pH、高濃度的 HOCl 可能分解為包括氯酸鹽和三鹵甲烷在內的鹵化物質1。
重點摘要
- 次氯酸（HOCl）是溶液中氯的殺菌活性形式，其 pKa 為 7.53。
- 大多數用於衛生消毒的 HOCl 是在現場電解鹽水製成。
- 它在弱酸性至中性 pH 下、於預先清潔的表面上效果最佳，因為有機物會消耗它。
- 食品接觸表面衛生消毒溶液的總有效氯上限為 200 ppm。
- 請存放於陰涼避光處，並避免使用過的溶液進入地表水。
參考文獻
- 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)
常見問題
次氯酸和漂白水一樣嗎？
次氯酸製成後能維持多久？
次氯酸會用於皮膚和眼睛嗎？
會，除了表面消毒之外也有此用途。一種含 100 ppm HOCl 的生理食鹽水眼瞼清潔溶液，在 20 分鐘內使眼周皮膚上的葡萄球菌量減少超過 99%，而 100 至 200 ppm 的 HOCl 也用於乾洗手液4。任何 HOCl 產品都只能用於其標示所載的用途。