次氯酸鈉的百年接力,優(yōu)質低價的消毒水也曾是救命“神藥”
發(fā)布時間:2024-05-19瀏覽量:2995
消毒水的味道是很特別的,有時候它代表著潛藏的危機,有時候它卻又能帶來安全感。刺鼻的氣味背后可能是我們對某個地方、某個故事的回憶,實際上這氣味的來源次氯酸鈉也在人類的歷史上留下了很多的回憶。
以次氯酸鈉為主要成分的消毒液是最常見最普通的消毒漂白用品,它幾乎隨處可見也唾手可得,然而科學家卻花費了百年的時間才把它送入了人們的日常生活中,也是一段科學史上經典的大接力。
其實,次氯酸鈉最早的用途還并非消毒,而是漂白。在它出現(xiàn)以前人們會采用傳統(tǒng)的物理方法來漂白,比如直接將衣物晾在戶外進行曝曬。由于陽光中的紫外線具有一定的氧化性,可以讓織物中的染色物質褪去。盡管這種方法效率非常低,效果也差強人意,但它還是流傳了幾個世紀。
后來,英國人改良了曝曬漂白的工藝,先把布匹用堿液浸泡幾天,再用變質發(fā)酸的牛奶浸泡幾天,然后把這些布攤開鋪在草地上曝曬,整個流程要持續(xù)幾個月之久,而且曝曬過程中還要保持布的濕潤,這樣的漂白真的費時費力。
工業(yè)上漂白的革命由氯氣發(fā)起,次氯酸鈉也在此期間第一次登上歷史的舞臺,源自科學家克勞德·貝托萊的探索。當時,人們已經發(fā)現(xiàn)將氯氣通入水中可生成次氯酸溶液,能夠漂白織物,但它非常不穩(wěn)定易分解,所以并沒有大規(guī)模使用。1785年,貝托萊把氯氣通入碳酸鈉溶液,制得了漂白效果更好的次氯酸鈉溶液,用于亞麻、棉紗等紡織品的漂白。
至于次氯酸鈉的殺菌作用,則要再過35年后才被發(fā)現(xiàn)。為了法國國家工業(yè)研究會的一紙懸賞令,化學家拉巴拉克通過實驗找到了次氯酸鈣和前輩貝托萊的次氯酸鈉漂白劑,這兩種次氯酸鹽溶液可以用于防止動物制品加工和尸體解剖過程中的腐敗,他也因此拿到這一筆賞金。
在法國,次氯酸鈉消毒劑仍然沿用最早“淡香水”的名字。當時,真正的微生物理論還未誕生,拉巴拉克的理論依據還是“尸體顆?!奔僬f,直到后來微生物學的祖師爺巴斯德證實次氯酸鈉對病菌能起到殺滅效果,我們才算弄明白它的消毒原理,而次氯酸鈉也開始作為消毒劑被研究和使用。
第一次世界大戰(zhàn)的爆發(fā)才讓次氯酸鈉以消毒劑的身份真正走進了我們的生活。事情要從諾獎得主卡雷爾的軍事醫(yī)院說起,他發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)爭中最致命的并不是射速高威力大的機槍,而是感染和疾病,于是聯(lián)手化學家達金研制一種不傷皮膚的消毒劑。
達金博士從200多種殺菌的化學藥劑,發(fā)現(xiàn)氯胺是最理想的一種,它能夠轉化為次氯酸鈉對傷口進行消毒,可是由于氯胺產量低采購困難,他最終只好選擇用碳酸鈉和次氯酸鈣制備的次氯酸鈉溶液作為替代,最初的配方濃度為0.4%-0.5%,為了降低它對皮膚的刺激,還加入了硼酸降低溶液的堿性。
在達金的幫助下,卡雷爾也完善了對傷口的量化評估標準,制定了在戰(zhàn)場上行之有效的外科手術方案,即清理傷口取出彈片和異物并使用特殊的裝置將次氯酸鈉滴入傷口消毒殺菌。說來也諷刺,第一次世界大戰(zhàn)中氯氣被當作一種有效的化學武器殘忍傷害了無數(shù)士兵,而從氯氣衍生而來的次氯酸鈉溶液卻幫助醫(yī)生們救死扶傷。
到了二戰(zhàn)時,卡雷爾和達金的方案已經被全世界的醫(yī)生所采用,因此次氯酸鈉消毒液也被稱作“卡雷爾-達金溶液”,不過后來因為卡雷爾贊揚納粹優(yōu)生學理論以及倡導消滅“劣等”人口,戰(zhàn)后國際上剝奪了他的署名,從此世人只知“達金溶液”而不識卡雷爾。
次氯酸鈉消毒殺菌的機制其實還是源于次氯酸的強氧化性。次氯酸鈉溶液中次氯酸根離子和次氯酸分子都具有殺菌消毒的作用,其中次氯酸的氧化性更強,甚至強于標準狀況下的氯氣。
又因為次氯酸分子較小,很容易擴散到細菌表面穿透細胞壁細胞膜,氧化其蛋白質達到殺菌的效果,對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,比如提高次氯酸鈉的濃度,或者使溶液呈酸性,這兩種方法都會讓次氯酸鈉溶液變得不穩(wěn)定,甚至釋放有毒氣體引起中毒。所以在實際生產中,我們會生產偏堿性的次氯酸鈉溶液,濃度可達5%-6%,使用時稀釋降低溶液pH值,同樣能起到很好的消毒效果,“84消毒液”就是典型的例子。
次氯酸鈉的消毒效果有多強?我們知道有很多病毒用75%的酒精就能夠殺滅,但還有少數(shù)病毒抗性較強,比如酒精無法殺滅的甲肝病毒、諾如病毒,使用濃度約0.1%的次氯酸鈉溶液就可以殺滅。對于更加頑固的真菌、細菌、芽孢,次氯酸鈉這一類能產生次氯酸的含氯消毒劑也能起到很好的效果。雖然抗生素崛起后,次氯酸鈉溶液已經很少用于傷口的消毒,但因為優(yōu)異的消毒漂白效果,它必然會在其它領域占有一席之地。
次氯酸鈉消毒劑在公共衛(wèi)生事件中發(fā)揮了重要作用。它被用來遏制霍亂,痢疾,傷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發(fā),甲肝病毒耐熱耐酒精等消毒劑,以次氯酸鈉為主要成分的“84消毒劑”就起到巨大作用。
除了在醫(yī)學上的貢獻,次氯酸鈉在我們的生活也同樣扮演了重要的角色,它被廣泛用于家庭,學校,醫(yī)院,游泳池,飲用水的消毒。在阿波羅計劃期間,次氯酸鈉消毒劑被NASA用于殺滅飛行任務中可能帶來的有害生物。
作為漂白劑,次氯酸鈉也常用于衣物的漂白,能解決很多種普通洗滌劑難以解決的頑固污漬,它還可以用于頭發(fā)的漂白,可以把黑頭發(fā)氧化成淺色的金發(fā)。
建議不要自行嘗試漂白頭發(fā),可能會對頭發(fā)造成不可逆的損傷。另外,次氯酸鈉甚至還可以控制生物的過度繁殖,比如非流動水中泛濫的藻類。在北美洲五大湖區(qū),入侵物種斑馬貽貝泛濫,對當?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)和設施都帶來的很大的破壞,可以局部使用次氯酸鈉來殺滅。
次氯酸鈉從戰(zhàn)爭中的醫(yī)學、到居家消毒、再到生物控制,廣泛的應用使得它在人類的歷史上留下了重要的影響。
當中的原因少不了它優(yōu)異的漂白消毒能力,更為關鍵的是便宜實惠的屬性,使它成為很多領域中最劃算的解決方案之一。