次氯酸钠的百年接力,优质低价的消毒水也曾是救命“神药”

发布时间:2024-05-19 分类:技术知识 浏览量:286

消毒水的味道是很特别的,有时候它代表着潜藏的危机,有时候它却又能带来安全感。刺鼻的气味背后可能是我们对某个地方、某个故事的回忆,实际上这气味的来源次氯酸钠也在人类的历史上留下了很多的回忆。

以次氯酸钠为主要成分的消毒液是最常见最普通的消毒漂白用品,它几乎随处可见也唾手可得,然而科学家却花费了百年的时间才把它送入了人们的日常生活中,也是一段科学史上经典的大接力。

其实,次氯酸钠最早的用途还并非消毒,而是漂白。在它出现以前人们会采用传统的物理方法来漂白,比如直接将衣物晾在户外进行曝晒。由于阳光中的紫外线具有一定的氧化性,可以让织物中的染色物质褪去。尽管这种方法效率非常低,效果也差强人意,但它还是流传了几个世纪。

后来,英国人改良了曝晒漂白的工艺,先把布匹用碱液浸泡几天,再用变质发酸的牛奶浸泡几天,然后把这些布摊开铺在草地上曝晒,整个流程要持续几个月之久,而且曝晒过程中还要保持布的湿润,这样的漂白真的费时费力。

工业上漂白的革命由氯气发起,次氯酸钠也在此期间第一次登上历史的舞台,源自科学家克劳德·贝托莱的探索。当时,人们已经发现将氯气通入水中可生成次氯酸溶液,能够漂白织物,但它非常不稳定易分解,所以并没有大规模使用。1785年,贝托莱把氯气通入碳酸钠溶液,制得了漂白效果更好的次氯酸钠溶液,用于亚麻、棉纱等纺织品的漂白。

至于次氯酸钠的杀菌作用,则要再过35年后才被发现。为了法国国家工业研究会的一纸悬赏令,化学家拉巴拉克通过实验找到了次氯酸钙和前辈贝托莱的次氯酸钠漂白剂,这两种次氯酸盐溶液可以用于防止动物制品加工和尸体解剖过程中的腐败,他也因此拿到这一笔赏金。

在法国,次氯酸钠消毒剂仍然沿用最早“淡香水”的名字。当时,真正的微生物理论还未诞生,拉巴拉克的理论依据还是“尸体颗粒”假说,直到后来微生物学的祖师爷巴斯德证实次氯酸钠对病菌能起到杀灭效果,我们才算弄明白它的消毒原理,而次氯酸钠也开始作为消毒剂被研究和使用。

第一次世界大战的爆发才让次氯酸钠以消毒剂的身份真正走进了我们的生活。事情要从诺奖得主卡雷尔的军事医院说起,他发现战争中最致命的并不是射速高威力大的机枪,而是感染和疾病,于是联手化学家达金研制一种不伤皮肤的消毒剂。

达金博士从200多种杀菌的化学药剂,发现氯胺是最理想的一种,它能够转化为次氯酸钠对伤口进行消毒,可是由于氯胺产量低采购困难,他最终只好选择用碳酸钠和次氯酸钙制备的次氯酸钠溶液作为替代,最初的配方浓度为0.4%-0.5%,为了降低它对皮肤的刺激,还加入了硼酸降低溶液的碱性。

在达金的帮助下,卡雷尔也完善了对伤口的量化评估标准,制定了在战场上行之有效的外科手术方案,即清理伤口取出弹片和异物并使用特殊的装置将次氯酸钠滴入伤口消毒杀菌。说来也讽刺,第一次世界大战中氯气被当作一种有效的化学武器残忍伤害了无数士兵,而从氯气衍生而来的次氯酸钠溶液却帮助医生们救死扶伤。

到了二战时,卡雷尔和达金的方案已经被全世界的医生所采用,因此次氯酸钠消毒液也被称作“卡雷尔-达金溶液”,不过后来因为卡雷尔赞扬纳粹优生学理论以及倡导消灭“劣等”人口,战后国际上剥夺了他的署名,从此世人只知“达金溶液”而不识卡雷尔。

次氯酸钠消毒杀菌的机制其实还是源于次氯酸的强氧化性。次氯酸钠溶液中次氯酸根离子和次氯酸分子都具有杀菌消毒的作用,其中次氯酸的氧化性更强,甚至强于标准状况下的氯气。
又因为次氯酸分子较小,很容易扩散到细菌表面穿透细胞壁细胞膜,氧化其蛋白质达到杀菌的效果,对病毒也能有很好的效果。溶液中次氯酸分子的含量越高,效果就越好。

然而想要提高次氯酸的含量,比如提高次氯酸钠的浓度,或者使溶液呈酸性,这两种方法都会让次氯酸钠溶液变得不稳定,甚至释放有毒气体引起中毒。所以在实际生产中,我们会生产偏碱性的次氯酸钠溶液,浓度可达5%-6%,使用时稀释降低溶液pH值,同样能起到很好的消毒效果,“84消毒液”就是典型的例子。

次氯酸钠的消毒效果有多强?我们知道有很多病毒用75%的酒精就能够杀灭,但还有少数病毒抗性较强,比如酒精无法杀灭的甲肝病毒、诺如病毒,使用浓度约0.1%的次氯酸钠溶液就可以杀灭。对于更加顽固的真菌、细菌、芽孢,次氯酸钠这一类能产生次氯酸的含氯消毒剂也能起到很好的效果。虽然抗生素崛起后,次氯酸钠溶液已经很少用于伤口的消毒,但因为优异的消毒漂白效果,它必然会在其它领域占有一席之地。

次氯酸钠消毒剂在公共卫生事件中发挥了重要作用。它被用来遏制霍乱,痢疾,伤寒和其他水生生物疾病。1988年,毛蚶被污染引起上海甲肝大爆发,甲肝病毒耐热耐酒精等消毒剂,以次氯酸钠为主要成分的“84消毒剂”就起到巨大作用。

除了在医学上的贡献,次氯酸钠在我们的生活也同样扮演了重要的角色,它被广泛用于家庭,学校,医院,游泳池,饮用水的消毒。在阿波罗计划期间,次氯酸钠消毒剂被NASA用于杀灭飞行任务中可能带来的有害生物。

作为漂白剂,次氯酸钠也常用于衣物的漂白,能解决很多种普通洗涤剂难以解决的顽固污渍,它还可以用于头发的漂白,可以把黑头发氧化成浅色的金发。

建议不要自行尝试漂白头发,可能会对头发造成不可逆的损伤。另外,次氯酸钠甚至还可以控制生物的过度繁殖,比如非流动水中泛滥的藻类。在北美洲五大湖区,入侵物种斑马贻贝泛滥,对当地生态系统和设施都带来的很大的破坏,可以局部使用次氯酸钠来杀灭。

次氯酸钠从战争中的医学、到居家消毒、再到生物控制,广泛的应用使得它在人类的历史上留下了重要的影响。

当中的原因少不了它优异的漂白消毒能力,更为关键的是便宜实惠的属性,使它成为很多领域中最划算的解决方案之一。