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二氧化氯有与氯气相似的刺激性气味，具有强烈刺激性，接触后主要引起眼和呼吸道刺激，吸入高浓度可发生肺水肿，能致死，对呼吸道产生严重损伤，高浓度的本品气体，可能对皮肤有刺激性。皮肤接触或摄入本品的高浓度溶液，可能引起强烈刺激和腐蚀。
红黄色有强烈刺激性臭味气体：11℃时凝聚成红棕色液体，-59℃时凝结成橙红色晶体。有类似氯气和硝酸的特殊刺激臭味。液体为红褐色，固体为橙红色。沸点11℃。相对蒸气密度2.3g/L。遇热水则分解成次氯酸、氯气、氧气,受光也易分解，其溶液于冷暗处相对稳定。二氧化氯能与许多化学物质发生爆炸性反应。对热、震动、撞击和摩擦相当敏感,极易分解发生爆炸。受热和受光照或遇有机物等能促进氧化作用的物质时，能促进分解并易引起爆炸。若用空气、二氧化碳、氮气等惰性气体稀释时,爆炸性则降低。属强氧化剂，其有效氯是氯的2.6倍。与很多物质都能发生剧烈反应。腐蚀性很强。
人类利用化学消毒剂进行杀菌消毒是从19世纪初开始的。1820年第一代化学消毒剂漂白粉问世后，人们将其主要用于饮用水消毒和感染创伤的治疗上，并取得了良好地效果，开辟了化学杀菌消毒的第一个里程碑。此后，人们相继发现了第二代消毒剂环氧乙烷，第三代消毒剂戊二醛。新一代高效化学消毒剂终于在千呼万唤中问世，这就是被称作第四代杀菌消毒剂的二氧化氯。 含二氧化氯的消毒剂二氧化氯诞生于1911年。早年人们并未用它杀菌消毒，直到1940年前后次氯酸钠工业化生产之后，人们才开始大规模使用。1940年美国的尼亚加拉大瀑布率先采用它处理饮用水，取得良好效果，之后迅速推广到全世界。近年来，人们陆续发现用氯气对饮用水进行消毒时，水中的有机物会与氯气发生取代反应，生成有机氯化合物，有机氯会在人体内积留产生慢性累积中毒，还会诱发癌病，世界环保联盟即将全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒，建议采用广普性、具有强氧化性的高效消毒剂二氧化氯进行饮用水的消毒。目前，二氧化氯已被联合国卫生组织（WHO）列为AⅠ级消毒剂。 我国应用二氧化氯消毒技术始于八十年代。1987年，广东省卫生监督部门批准其可以用于食品消毒、保鲜及食品设备、用具消毒。1990年上海卫生管理部门批准其可以用于水处理、食品加工以及水产养殖、除臭等。我国卫生部也在2000年前明确提出，逐步用二氧化氯替代氯气进行饮用水的消毒。最近，二氧化氯又被列为预防非典的重要的含氯消毒剂
早在1811年，美国科学家H.Davery利用KClO3水溶液和盐酸反应，首次合成并收集了二氧化氯气体。但是，直到上世纪30年代，ClO2才得以安全且经济地规模生产，开始了工业化的广泛应用。1944年，二氧化氯首次作为消毒剂用于处理美国纽约州尼加拉大瀑布城的饮用水。上世纪七十年代后期，自从研制成功二氧化氯稳定剂后，二氧化氯作为漂白剂和消毒剂，已被广泛应用于纸浆的漂白、食品加工领域的杀菌消毒及水净化处理等领域，充分显示出其所具有的强漂白和杀菌消毒能力。 二氧化氯是目前国际上公认的新一代的高效、广谱、安全的杀菌、保鲜剂，是氯制剂最理想的替代品，在世界发达国家已得到广泛的应用。美国、西欧、加拿大、日本等发达国家的有关组织如美国环境保护局、食品药品管理局、美国农业部均批准和推荐二氧化氯用于食品、食品加工、制药、医院、公共环境等的消毒、防霉和食品的防腐保鲜等。世界卫生组织（WHO）和世界粮食组织(FAO)也已将二氧化氯列为A1级安全高效消毒剂。为控制饮水中“三致物质”（致癌、致畸、致突变）的产生，欧美发达国家已广泛应用二氧化氯替代氯气进行饮用水的消毒。近年来，我国也开始重视二氧化氯产品的推广和应用。于2006年6月1日颁布了中华人民共和国国家标准稳定性二氧化氯溶液（GB/T20783—2006），国家卫生部已批准二氧化氯为消毒剂和新型食品添加剂。
二氧化氯的性质
二氧化氯是由汉费莱-戴伟先生于1811年发现的。1843年时米隆用将氯酸钾酸化获得了一种黄绿色气体，并将这一气体吸收在碱性溶液里获得了亚氯酸盐（以及氯酸盐），而米隆没有将这种气体作为二氧化氯识别。1811年Garzaralli-Thumlackh鉴别出这种气体是二氧化氯和氯气的混合物。
二氧化氯为黄红色气体，带有一种辛辣气味，在空气中的体积浓度超过10%时便有性，但在水溶液中则无危险性。比重为3.09克/升（11℃），熔点-59.5℃，沸点9.9℃（压力为731mmHg时的沸点）。在20℃和30mmHg压力下，二氧化氯在水中的溶解度为2.9克/升。在水中能被光分解，与氨不起反应。对人体有刺激，当大气中二氧化氯含量为14mg/L时，就可使人觉察；45mg/L时，明显地刺激呼吸道。二氧化氯的挥发性较大，稍一曝气即从溶液中溢出。温度升高、曝光或与有机质相接触，会发生。因此，在实际应用中，二氧化氯须避光保存，一般情况下，现场制备，现场使用。
二、二氧化氯的作用
1、二氧化氯杀灭病菌和病毒的作用
二氧化氯是一种光谱型的消毒剂，它对水中的病原微生物，包括病毒、细菌芽孢、配水管网中的异样菌、硫酸盐还原菌及真菌等均有很高的杀灭作用。
二氧化氯能在PH值很宽的范围内杀灭大肠杆菌，其杀灭效果与温度T有关，是温度（1/T）的函数，这一优点弥补了因温度升高而使二氧化氯在水中溶解度降低的缺点。二氧化氯在水中的扩散速度较氯快，所以在低浓度时较氯更为有效。二氧化氯对孢子的杀灭作用比氯强，对水中的放线菌、野生菌种、孢子体等均有较好的杀灭作用。
2、二氧化氯的氧化作用
● 二氧化氯对锰的氧化
● 二氧化氯对铁的氧化
● 二氧化氯对硫化物的氧化
● 二氧化氯对氰化物的氧化
● 二氧化氯对苯酚的氧化
● 二氧化氯对有机物的氧化
3、二氧化氯的脱色作用
二氧化氯具有较强的氧化作用，所以，有较好的脱色作用。例如江南太湖系某河流，在初春其原水色度为17度，而传统的水处理工艺，即反应、沉淀、过滤、液氯消毒只能脱色4度，即达到14度，而当投加二氧化氯时，则色度有显著降低，如当预投加二氧化氯0.5mg/L时，色度可降低至11度；当预投加二氧化氯1.0mg/L，色度可降低10度；当预投加二氧化氯1.5mg/L（或大于1.5mg/L）时，色度可降低至9度，也即传统的水处理工艺，其脱色效率只能达到23.5%，而二氧化氯对低色度的原水，其脱色效率可以达到47.0%。
4、二氧化氯的漂白作用
在工业发达国家造纸工业中早已普遍使用二氧化氯作为漂白剂。与用漂、氯气相比，不仅提高了白度，防止了纤维强度降低，简化了生产工艺，更重要的是排除了因使用漂、氯气而产生游离氯，致使生成大量致癌物的危害。漂白过程中还能杀灭微生物，有效地驱散纸浆中的粘液和无机沉淀物，从而消除纸浆中固体块状的形成，提高了纸张的质量。
5、二氧化氯的灭藻作用
二氧化氯对藻类的控制主要是因为它对苯环非常类似，二氧化氯也同样能作用于吡咯环。这样，二氧化氯氧化叶绿素，植物新陈代谢终止，使得蛋白质的合成中断。这个反应结果对植物的损害在于原生质脱水而带来高渗的收缩（质壁分离），这是个不可逆的过程，导致藻类死亡。
6、二氧化氯的除臭作用
臭味往往是硫化物（如硫化铵、硫化氢、二甲基硫化物等）所致，此外氨、乙胺、二甲胺等都能产生臭味。二氧化氯气体与有臭味的含硫污染物接触之后，因迅速发生氧化反应，转变为其它物质，从而除去臭气。因此，稳定性二氧化氯原液的稀释品可用于冰箱、室内空气的除臭、灭菌等。对口臭、烟臭有洁爽口腔的作用。此外，国外也有制成用于办公室、汽车车厢等场所的空气清洁、消毒、除臭的产品。
7、二氧化氯的保鲜作用
据马来西亚报道，经二氧化氯处理的鸡肉在5℃以下，可有效地延长贮藏期。40～60mg/L浓度的二氧化氯水溶液，五分钟浸渍时间能有效地控制家禽躯体微生物污染。对虾在捕获后，由于体内酪氨酸酶的作用，在48小时后，虾头、腹和尾肢等部位即黑，而引起虾整体变黑、变质。但是使用40mg/L二氧化氯水溶液对捕获的对虾浸泡10～20分钟，再用20mg/L二氧化氯水溶液的冰块保鲜，就能取得满意的保鲜效果，对虾不会变黑，并在7～10天的贮运期间仍保持原有的色、香、味。
国外将二氧化氯水溶液用于牛奶场的消毒。据美国亚利桑拿州DaveSheemway牛奶场的使用结果，对奶牛的乳房、挤奶器、牛奶管道及贮罐，用1000mg/L的二氧化氯水溶液进行消毒，结果与用1%碘伏的消毒效果一致。牛奶场的其它工具消毒可采用40～80mg/L的二氧化氯溶液。食品加工设备、管道、贮罐、混合槽等先用水及洗涤剂洗涤，再用水冲洗干净，最后用80mg/L活化的稳定性二氧化氯溶液浸泡约30分钟，用净水冲洗，即达到消毒目的。
