消毒与环境修复问题诠释

蓝洪

— 作者简介 —

蓝洪，男，预防兽医硕士、公共卫生硕士，四川师范大学硕士师导师、成都古原生物科技有限公司执行董事。

曾于2012年和2014年应邀参加联合国举办的“生态安全与人类健康”国际会议，做生物开关在环境修复中的研究运用演讲，与联合国副秘书长盖图、尼泊尔总理马达夫、柬埔寨奉辛比克党主席兼副首相盖博.拉斯美等人同台演讲。

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切断传播途径、高度重视生物安全

消毒与环境修复问题诠释 

蓝  洪

本稿是在《消毒学》基础上整理成文的，不含商业性质，愿为养殖场制定消毒计划提供一些帮助。本文稿属科普读物供参考，内容如有不当之处敬请高明指正。

中国的农业大学目前无《消毒学》专业，将消毒剂当成抗生素做药敏试验来鉴定其MIC，或者是在不进行中和剂试验情况下，在消毒后现场采集病原进行菌落计数，从《消毒学》原理出发，这是一种错误的效果评价方法^[1,2,3,4]，这种方法只能算抑菌，不能检测出消毒效果。

按此错误方法选择消毒剂，极有可能导致消毒效果不好甚至完全无效！

消毒剂的鉴定和效果评定，必须遵循《消毒学》原理进行，近年来不少学者对消毒效果快速评价方法进行了大量研究，其中PCR试剂盒因其快速且准确性高而受到欢迎 ^[5]

消毒剂试验的项目有中和剂试验、杀微生物试验(细菌繁殖体、真菌、细菌芽孢和病毒，杀各种微生物项目均有标准指标毒株)、抗有机物试验和能量试验^[1,3,4]。欧州消毒剂试验分为了基本消毒试验(基础悬液试验)、模拟消毒试验和现场消毒试验三个阶段^[3]。

只要选择到了货真价实的合适品种，就能达到消毒效果，Suarez等人报道了酚、季铵盐、过氧化物、次氯酸钠等几类消毒剂在推荐使用浓度下都能够灭活流感病毒^[6]。在中国北方的冬天还需选择有防冻功能的消毒剂，以减少低温对消毒效果的影响。春天和夏天的病原微生物容易大量滋生，特别是细菌，所以夏天需天加强消毒次数。冬天气候更不利于病原微生物繁殖，但养殖场因保温致通风不良，故容易发生呼吸道感染，病毒病易感率高，需选择杀病毒效果好的消毒剂。

1、消毒是99.9%杀菌率，只能解决部份生物安全；         

2、消毒前必须清洗粪便等脏物；

3、严禁与药物和疫苗混合使用；       

4、接种活疫苗当天、前一天和后一天停止消毒。

5、环境保持卫生是经济的物理消毒法。  

6、轮换使用消毒剂。

7、按《消毒学》原理筛选消毒剂种类、按效果鉴定选定品牌。

活性炭吸附、膜处理工艺、化学氧化和生物处理技术饮用水都取得很大的进展，近年来在臭氧方面也有深入的研究，但这些方案成本高，暂时还不适合养殖场饮水处理。1998年，美国水厂协会消毒系统委员会水质组针对以地面水和地下水为水源开展饮水消毒情况调查，结果显示氯气或次氯酸盐仍为首选消毒剂^[7]。按照5ppm有效氯处理水源，15~30分钟后再饮用，水中残余氯将在0.5~1ppm，其代谢产物卤代有机物(如三氯甲烷)的致癌性就降到安全范围，目前人的饮水消毒也是按此常氯消毒法进行。为解决常氯消毒法的卤代有机物致癌隐患，今后将会往二氧化氯和酸性离子水消毒方向发展。

1、化学消毒法：

(1)克服碘伏类产品不能抗有机物干扰和不能杀芽孢的缺陷：三碘氧化合物。

(2)改善季铵盐是低效消毒剂的缺陷：单双链季铵盐复合物、壳聚糖季铵盐。

(3)研制刺激性小、稳定且受有机物影响小的新型过氧化物：过氧戊二酸抗有机物能力强、稳定性好、代谢产物不污染环境，是中国90年代研制出来的优秀高效消毒剂^[8]，当时作为军事项目研究，很可惜此产品研发成功后没有进入商业化流通市场，随着项目结束此产品也停止生产。

2、生物消毒法：

中草药、噬菌体、蛭弧菌、溶菌酶、抗菌肽、包括近来中国高科生物公司采用遗传工程生产葡萄球菌溶菌酶，用来消毒皮肤黏膜也取得了很好的效果。但目前还不适合养殖场广泛使用。

3、环境生态修复法：

通过非药物途径创造不利于病原菌生存环境而控制有害生物，可以除臭降氨、净化空气、净化环境污染。环境生态修剂在空气和粪便内长效，克服了消毒剂作用时间短的缺陷^[9]，是发展方向。

有消毒能力的季铵盐种类不多，单链季铵盐(苯扎氯铵如拜洁、苯扎溴铵)的碳链必须在12~14个；而双链季铵盐(癸甲溴铵即百毒杀成份、双癸基二甲氯化铵等)的碳链必须在8~10个，这类型季铵盐的cmc值才低至具有消毒杀菌能力^[10,11,12]。中国农业部兽药典检测季铵盐是测定铵基含量，没有杀菌项目，可能导致无消毒能力的季铵盐也在合法销售^[13]。而在报批人用消毒剂时必须按卫生部的《消毒鉴定规范》进行试验，其中有杀菌项目^[4]，卫生部完善的标准才能避免无效消毒剂合法销售现象。建议养殖场增加消毒杀菌试验来筛选品牌。

1、轮换的原因：

(1)抗性：长时间接触同一种(类)消毒剂的细菌会对该类消毒剂产生抵抗力，也就是所说的抗性。Gerald MeDondl等指出，细菌对消毒剂的抗性是指细菌与消毒剂多次接触后，对该类消毒剂的最小抑菌浓度(MIC或MBC)升高的现象。C. E. Chaplin (1952) 就发现细菌对消毒剂有一种类似于细菌耐药性的性质 ^[14] ，Chaplin CE还发现细菌对酚、醛、碘、季铵盐等也有抗性^[15] 。细菌对消毒剂的抗性机制目前仍不是很清楚。分别从选择性压力、流出泵、细胞结构和外膜成分等方面找到了些原因，近些年来研究发现细菌质粒与抗性有很大的关系 ^{[15,16,17,18]}。

(2)消毒谱：如过硫酸氢钾(卫可)杀细菌差但杀病毒能力强，但季铵盐(百毒杀)则杀病毒差。

(3)温度、有机物等对消毒效果的影响：如过硫酸氢钾(卫可)、氯和过氧乙酸抗有机物能力差，而养殖场则是有机物严重的地方，故需与其它抗有机物强的消毒剂轮换使用。

(4)毒副作用和对环境影响：如氯制剂带动物喷雾消需1250ppm，刺激性大，比较适宜在紧急疫情时大面积使用。

2、轮换的方法：

根据《消毒学》原理，建议舍内环境每2周轮换1 次，中途穿插杀病毒能力特强的过硫酸氢钾(卫可)和氯制剂等；舍外环境每周轮换1次。饮水消毒不需轮换。

所有季铵盐消毒剂都是阳离子型表面活性剂，有使中枢神经系统和呼吸系统机能下降，并使胃部充血的毒副作用。表面活性剂的毒性，阳离子最高，阴离子型居中，非离子型和两性离子型几乎无毒。季铵盐是一种低效消毒剂，饮水消毒效果差，对许多病毒杀灭能力弱，而且饮水消毒成本高，每吨水约需5~10元，而氯制剂成本则只需0.1~0.4元。

根据《消毒学》原理，卫生部禁止季铵盐作为人用饮水消毒剂。

长期用烧碱喷洒地面消毒，会形成碱性土质危害环境安全等公共卫生问题。

1、形成碱性土质：长期使用会形成碱性土壤，破坏养殖场生态环境，污染地下水，不利于喜酸性园林植物生长(如桂花、雪松等)。如果烧碱冲洗到粪池中呈碱性粪便，不利于作物生长。

2、腐蚀环境：烧碱的强腐蚀性，对接触到的地面和物品均有严重损伤。

3、增加尘埃：烧碱的强腐蚀性，可将土壤、泥、物品和有机物腐蚀成细碎粉末，增加了养殖场尘埃，因而增加呼吸道刺激，增加病原微生物传染。

4、长期使用产生抗性：病原微生物对消毒剂均会产生抗性，所以需要轮换。

5、高额的成本：3%以上烧碱喷洒地面也是一种高额的成本。

烧碱作为一种强碱性消毒剂，高浓度对养殖场环境喷洒，对细菌、病毒和芽孢的消毒效果比一般消毒剂都强，建议养殖场轮换使用。

醛制剂因其有致癌性等毒副作用而不推荐带动物消毒，卫生部已禁止醛与人接触性消毒。

1、致癌性：

Russell AD等(1992)就已报道戊二醛具有潜在致突变和致癌性^[19]。甲醛(福尔马林)通过吸入为主要致癌途径，引起鼻腔磷状上皮癌、皮肤癌、前列腺癌、胃癌和脑部肿瘤；甲醛对肝脏有强烈的毒性作用，严重影响动物和工作人员的抵抗力，35~38ppm甲醛气体持续一周后，还可使动物的肝脏肿大、坏死^[20]。

2、过敏反应：

世界各地均有戊二醛引起过敏反应的报道，特别是呼吸道过敏最常见^{[21,22,23,24]}，戊二醛是一种挥发性物质，室温下在空气环境中可产生一定浓度，吸入接触可以引起迟发的刺激反应，Halatek T(2003)报道这是近年来造成医务工作者职业哮喘的主要原因^[25]

3、不利于伤口愈合：

张爱荣，薄玉霞等（2006）报道戊二醛有蛋白固定作用，如不慎进入伤口或组织，可造成化学性炎症，伤口不能如期愈合^[26]，戊二醛对伤口的影响是得到消毒学公认的^[1]。

4、诱导结肠炎：

Rabb RR等(1995)报道戊二醛可引起肠炎^[27]，Stein BI(2006)等也报道了戊二醛诱导的结肠炎的情况^[28]。

5、戊二醛全身毒性强：

Romano~Woodward (2000)甚至认为戊二醛在低浓度下也是高毒的^[29],黄荣华(1995)报道某心血管研究的工人，在制作以0.65%戊二醛为原料的人工心脏瓣膜时，同一天内有4人发生戊二醛急性中毒^[30]。

1、分类：无机氯漂白粉与有机氯二氯异氢尿酸钠最常见，三氯异氢尿酸钠溶解性差些而更少见。

2、特点：氯制剂易受有机物干扰，但消毒活性强，成本低。对无污染场地消毒需600ppm浓度喷雾(非典期间对房间的消毒，密闭30分钟的余氯仍对人有强烈的刺激性)，而养殖场是有机物严重的地方，环境消毒则需1250ppm浓度喷雾(成本高)，释放出的氯，可引起流泪、咳嗽、并刺激粘膜，严重者可能发生氯气中毒^[1]。

3、方案：

饮水消毒：5ppm（每吨水中添加5克纯氯），半小时后给饮用。

环境消毒：空地、在开放式畜舍和紧急疫情消毒时按1250ppm喷洒消毒（每吨水1250克纯氯）。

酚是一种中效消毒剂，可通过皮肤和胃肠道吸收，体内的酚主要在肝脏被氧化成苯二酚、苯三酚，并与葡萄糖醛酸等结合才失去毒性，表现为肺水肿、肝及造血系统损害、黑尿等中毒症状，被吸收的酚在24h内代谢完毕。使用需要的剂量大，刺激性强容易诱发动物呼吸道病，酚的黑色液体粘附在消毒对象上不易清洗。

酚在土壤中可通过氧化缩合反应形成古敏酸或其它复合物使土壤及地下水受影响。

根本原因是聚维酮碘、非离子表面活性剂碘和季铵盐碘抗有机物能力差^[1,31,32]。

第一、二代碘伏是碘与表面活性剂的不定型络合物，靠游离碘杀菌，最大缺点就是抗有机物能力差，有机物严重影响消毒能力，杀菌能力随有机物的增加而下降^[1,31,32]，故目前仅高浓度推荐对清洁物体表面消毒，如人体皮肤消毒需有效碘素5000～10000mg/L(0.5～1.0%)^{[33,34,35,36,37]} 。

第一阶段，聚维酮碘，50年代开始。

以高分子聚合物－聚乙烯吡咯烷酮为载体，通过释放游离碘杀菌，载体无杀菌功能，抗有机物影响能力差，不适宜于环境消毒^{[33,34,35,36,37]}。

第二阶段，非离子表面活性剂络合碘和季铵盐络合碘，60年代开始。

非离子表面活性剂络合碘

以壬基酚聚氧乙烯醚的醚鍵与碘形成不定型络合物，仍是释放游离碘杀菌，载体仍无杀菌功能，抗有机物能力差，也不适宜于养殖场环境消毒^{[33,34,35,36,37]}。

季铵盐络合碘

可通过双阳离子季铵盐、双烷基季铵盐和四烷铵季铵盐三种载体的-OH或N与碘形成不定型络合物，但这类含-OH的阳离子季铵盐cmc值很高而几乎无消毒能力，主要起载体功效，仍然是以游离碘杀菌，抗有机物能力差，因此也不适宜养殖场环境消毒。

聚维酮碘、非离子表面活性剂碘和季铵盐碘属于第一、二代碘伏，不能杀芽孢属中效消毒剂，最致命的是抗有机物能力差，但养殖场是有机物较严重的地方，故此类碘伏不适宜养殖场环境消毒^{[1,31,32,35,36,37]}，仅适宜作养殖场饮水消毒、皮肤消毒和手术器械消毒。

主要原因是解决了碘抗有机物能力差的缺陷，杀病毒力能力强，克服了碘是中效消毒剂的弱点。

美国科学家在1985年通过碘与十二烷基氧化胺生成稳定的三碘氧化合物，并包被于由Ge分钟is表面活性剂所形成非离子胶束微囊之中，靠结合碘杀菌，消毒杀菌效力倍增，呈高效消毒效果^[38,39,40]，并突破了碘伏抗有机物能力差的缺陷^[41]，因而适合环境消毒。

中国农业科学院兰州兽医研究所试验，三碘氧化合物在高浓度有机物干扰下3%碘按1:300倍稀释可100%杀死口蹄疫病毒，毒性试验表明1:300倍及以上稀释对动物安全，可用畜禽体表消毒^[42]。

王传彬, 陈西钊, 叶春艳(2001)报道三碘氧化合物1:400和1:200倍稀释分别在20分钟和5分钟能99.9% 杀灭蓝耳病毒^[43]；

谈智、徐燕(1996)对碘伏中加以5%冰醋酸的试验结果表明，杀灭枯草杆菌黑色变种芽孢的能力明显提高^[44]。

张朝武、蓝洪等(2002)在对“三碘氧化合物”杀枯草杆菌黑色变种芽孢试验发现2000mg/L浓度作用120分钟可达99.9%杀灭率^[41] 。根据《消毒学》原理，可将拜净或百胜30评价为高效消毒剂，克服了碘是中效消毒剂的弱点。

张朝武、蓝洪等(2002)还发现50%小牛血清对三碘氧化合物消毒能力没任何影响^[41]，说明三碘氧化合物突破了碘伏抗有机物能力差的缺陷。

第三代碘伏　三碘氧化合物

三碘氧化合物克服突破了碘伏抗有机物能力差的缺陷，因而适宜养殖场环境消毒。

根本原因是单双链季铵盐复合物属高效消毒剂，克服了季铵盐是低效消毒剂的弱点。

单双链季铵盐的复合物属第5代季铵盐，是最新一代季铵盐消毒剂。

单双链季铵盐复合物后所形成的最低胶团浓度(cmc)≤103，低于单独季铵盐cmc(≥105)，D.R.Kabsa认为活性至少因此增强100倍^[45]。魏兰芬等(1999)、马新爱(2006)等报道，单、双链季铵盐复配后能破坏乙肝表面抗原(杀乙肝病毒实验)，弥补了刘书玉(1995)报道的单独季铵盐不能破坏

乙肝表面抗原的弱点^[46,47]，根据《消毒学》原理可评价为中效消毒剂。

蓝洪、张朝武(2002)发现10%单双链季铵盐复合物原液作用90分钟或1:10浓度作用120分钟，对枯草杆菌黑色变种芽的杀灭率可达99.90%以上，根据《消毒学》原理可评价为高效消毒剂^[48]。

黄晓波等(2006)证明复方季铵盐消毒液仅有轻刺激性，属低毒，无致畸、无致敏、无亚急性毒性，可安全使用^[49] 。

单双链季铵盐复配后，与钙镁竞争细菌表面空位能力成倍增加，故抗硬水和有机物能力也增加，美国D.R.Kabsa实验结果显示单独季铵盐耐钙镁离子的值≤400ppm，复配后可耐1100ppm^[45]。

阳离子季铵盐消毒剂已经发展到了第6代，第6代产品聚合季铵盐主要体现其药用价值，不适宜养殖场作消毒剂使用。单双链季铵盐复合物属第5代产品，是最新一代季铵盐消毒剂。

二氧化氯是HumphvyDavy于1811年发现的，其氧化能力为氯气的2.63倍。二氧化氯被世界卫生组织(WH0)推荐的消毒剂，具有广谱、高效、安全和快速等优点, 但存在不稳定的缺点。

目前的稳定性二氧化氯一般在2％浓度左右，实际在使用过程中稳定性也不是非常理想，而且要加活化剂进行活化，活化率的高低可能造成二次污染与资源的浪费。固体二氧化氯的二氧化

氯溢出速率比较随机，不能真正得到有效控制，而且其稳定性较差^[50,51]。

为此各国的科研和生产人员投入了大量精力以改变这种状况，研究稳定、长效可控释放二氧化氯消毒剂，用于饮水消毒和环境消毒。选择二氧化氯的关健在于观察稳定性是否合格。

过硫酸氢钾经英国、美国农业部验证，在20多个国家有独立实验数据支持，对100多种病毒、6种孢子均有杀菌作用，是杀病毒效果优秀的消毒剂，其最终代谢产物为氯化钠和二氧化碳，对环境无害，欧盟土壤毒性标准评定为无毒性，不会对水体自净能力影响，安全环保，故推荐养殖场定期使用。作者在德国企业服务期间将卫可引入到中国，基于其是一种高效杀病毒消毒剂，但过硫酸氢钾杀细菌能力弱，抗有机物能力差，而且成本高，故推荐养殖场在疫情威胁期使用1次。

过硫酸氢钾本质上也是次氯酸（漂白粉）消毒机理。

养殖场水线中的水垢和生物膜引起饮水严重二次污染

作者在1999年就高度重视养殖场即使水源卫生，但末端水微生物仍超标现象，同时观察到水线中水垢和生物膜严重，特别是含钙镁离子高的硬水和经常添加多维、抗生素饮水时更明显。

贺北平(1996)、Kalmbach S(2000)、Macdonald R. Brozel V S．(2000)分别报道饮水管道中广泛存在生物膜，而且构成生物膜的菌种里存在条件致病菌^[52,53,54]。张向谊，潘虹等(2005)报道常规管网即使水取样中末检出细菌和大肠杆菌，末端管网水仍存在一定的微生物学风险^[55]。柳江华(2005)通过生子生物学方法考察了给水管道附生的生物膜菌群，分离出了会致病的泡囊短波单胞菌，节杆菌，纤发菌，球衣菌、噬铁螺旋菌和霉菌，并分析出附生的生物膜脱落对水质的细菌总数等指标有着显著影响^[56]。

动物长期饮用被污染的饮水，消化道面临高感染压力，重则引起下痢甚至死亡，轻则引起种猪生殖病感染致产蛋率和入孵率下降等危害、肉猪饲料报酬降低、仔猪生长发育受阻等危害。消毒剂、无缓冲体系的强酸或强碱不能很好去除水线生物膜。需要具有缓冲体系的除垢剂才能保障在水线内的足够作用时间，而且还需要对水线低腐蚀，消毒剂、无缓冲体系的强酸或强碱都不能达到此要求。张向谊等(2006)报道水中加氯消毒剂不会减少有生物膜污染管道中的细菌数^[55]。

1、什么是环境生态修复剂？

通过创造不利于病原菌生存环境来净化环境、修复环境，达到环境自净能力。

2、环境生态修复剂能解决什么问题？

（1）解决臭味、氨气难题：环境生态修复剂可以通过胶束催化将氨气、硫化氢等臭味物质捕聚成团掉在地面除臭，形成生物表面膜覆盖而稳定除臭效果。喷洒一次，可以维持1周。尸坑、粪场等严重臭味场所，都能很好解决。

（2）解决消毒无法的难题：漏缝、死角、有机物覆盖的表面、粪便（每克粪便中超过1000亿细菌，消毒药无法解决；非洲猪瘟的媒介传播蜱虫卵，以及球虫卵，消毒药都无法解决。生态修复剂粉剂掉在地面形成生物膜后，在地面、体表、粪便表面等处发酵，消耗有机物与氧气，创造不利于病原菌生存环境而净化环境。

（3）控制球虫和非洲猪瘟传播媒介蜱虫，环境修复剂将氨气沉降在地面形成生物膜下后，氨气可以杀灭蜱虫卵、球虫卵和蚊蝇卵，将有机物和氧气消耗后创造不利于这些卵的孢子化条件而净化环境。

（一）将非洲病毒隔绝在猪场外：

1、控制人员进出。

2、进出车辆消毒：

（1）先清洗干净，然后二氯异氰尿酸钠或次氯酸1250ppm喷洒或者季铵盐消毒。

（2）禁止使用的消毒剂：酚、醛、聚维酮碘、季铵盐络合碘、非离子表面活性剂络合碘。

3、猪场大门口消毒池

（1）季铵盐消毒剂和1250ppm有效氯，每2天换一次消毒药。

（2）禁用的消毒剂：醛、酚、聚维酮碘、季铵盐络合碘、非离子表面活性剂络合碘。

  4、车辆消毒：

（1）先清洗干净，然后二氯异氰尿酸钠或次氯酸1250ppm喷洒或者季铵盐消毒。

（2）禁止使用的消毒剂：酚、醛、聚维酮碘、季铵盐络合碘、非离子表面活性剂络合碘。

5、进出猪舍人员：洗澡、更换消毒过的工作服。

6、在猪场外草丛中，喷洒环境生态修复剂，清除蜱虫卵控制非洲猪媒介、控制蚊蝇卵。

7、猪舍外空场地消毒：二氯异氰尿酸钠或次氯酸1250ppm洒，与3%烧碱轮换消毒。

8、死猪尸坑：3%烧碱喷洒后，第二天用环境生态修复剂喷洒。

（二）舍内净化环境：

1、人员洗手消毒：碘伏兑水稀释洗手

2、猪场污物消毒处理

3、 猪舍内部消毒：

（1）选择过硫酸氢钾、次氯酸、二氯异氢尿酸钠、过氧乙酸、季铵盐这几类消毒剂，喷洒。

（2）禁止使用的消毒剂：酚、醛、聚维酮碘、季铵盐络合碘、非离子表面活性剂络合碘。

 4、环境生态修复：

每周喷洒一次环境生态修复剂，除臭、降氨、控制虫卵和创造不利于病原菌生存环境。

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来源：《中国动物保健》