次氯酸水與漂白水的差別?

郭憲文教授 陽明大學環境與職業衛生研究所

次氯酸水與漂白水的差別?

由於這一次世界新型冠狀肺炎的疫情蔓延，許多民眾紛紛使用各種消毒劑來做好個人防護用品，包括最常見酒精、漂白水(次氯酸鈉)、二氧化氯、次氯酸水等消毒劑。其中經常讓一般民眾搞混的漂白水(次氯酸鈉)與次氯酸水的差別，但是請注意：次氯酸水不是次氯酸鈉，雖然兩者都有次氯酸離子（ClO-1），但市售常用的清潔液，都是便宜的漂白水（次氯酸鈉），當漂白水溶於水後是呈現鹼性(酸鹼值(PH)較高)，與次氯酸水都是呈現的弱酸性有很大差異，我們今天就來談談兩者到底有些不一樣!。

1. 漂白水(次氯酸鈉)

人類最早使用於殺菌的溶液，是從第一次世界大戰以後逐漸使用價格便宜的次氯酸鈉溶液，俗稱漂白水。一般市售的漂白水主要是含有5%的次氯酸鈉(sodium hypochlorite)，依據衛福部的指示建議，以1份漂白水：99份冷水稀釋，稀釋後則等同於約500PPM有效氯，即可進行居家環境的殺菌。

漂白水能夠讓所有物品漂白的原因，噴灑漂白水之後會產生氧化還原的反應，由於其效力較強，可以直接殺死微生物，也可能濃度太高或長期接觸皮膚或吸入，對人體是具有直接接觸的毒性。例如，最常見游泳池的消毒，就是添加稀釋後的漂白水，由於它產生的次氯酸或氯離子具有氧化作用，除可殺菌或抑菌外，對人體也會產生粘膜刺激作用，像是眼睛變紅或皮膚起疹就是長久浸泡在水池所產生的反應。隨著游泳的人增多或游泳池的有機物變高，例如人體排汗或尿液會與氯起反應變成產生過高的氯胺chloramine，很快會消耗游泳池所含的次氯酸或氯離子的濃度，降低消毒的效力。 

次氯酸鈉是強鹼弱酸鹽，會水解，水溶液呈鹼性：NaClO(aq) + H2O(l) → HClO(aq) + NaOH(aq)
在水中，也會緩慢發生以下反應（產生氯氣）：4NaClO + 2H2O → 4Na+ + 4OH- + 2Cl2↑ + O2↑
(資料來源: 維基百科)

根據國衛院資料顯示暴露高濃度的次氯酸鈉和次氯酸鈣會對身體產生都有毒性反應，主要是來自次氯酸鹽的腐蝕特性。例如不小心攝取漂白水(含3-6%次氯酸鹽)就會造成腸胃道不適；若攝取高濃度漂白劑(濃度超過10%的次氯酸鹽)或次氯酸鹽粉末都會對口腔、喉嚨、食道及腸胃造成嚴重出血且穿孔性的腐蝕，最後導致死亡。尤其，重度中毒者會有永久疤痕和造成食道狹窄的病狀。另外，如果吸入次氯酸鹽溶液釋出高濃度的氯氣時，也會造成鼻腔不適、喉嚨痛和咳嗽的症狀；若皮膚接觸次氯酸鹽溶液到會產生燒灼感、發炎反應和水泡。同樣若使用漂白溶液接觸到眼睛時，可能會造成輕微的不適與刺激作用，若是高濃度時則對眼睛產生嚴重灼傷的作用，因此，民眾在使用它時必須非常小心。

2. 次氯酸水 (HCLO)

次氯酸水

次氯酸（HOCl）其實在我們人體免疫系統就會產生，它是一種由嗜中性粒細胞所產生的強氧化劑和脫蛋白劑，具有良好的殺菌活性。它會與許多生物分子發生反應，特別是硫醇、硫列爾、血脂蛋白、氨基酸組和碳水合物產生鍵結，用來抑制抵抗病原體感染。次氯酸比次氯酸鈉（NaOCl）和過氧化氫（H2O2）更具有優勢，在其有效的抗菌素濃度範圍內，對哺乳動物細胞不會有刺激性、也沒有敏感性，對人體細胞毒性非常低。

次氯酸可以通過三種方法之一合成：

  1. 氯氣的水解 Cl2 + H2O → HOCl + H+ + Cl−
  2. 鹽溶液的電解2Cl− + 2e− → Cl2 (I) Cl2 + H2O → HOCl + H+ + Cl− (II)
  3. 次氯酸酸解Acidification of hypochlorite OCl− + H+ → HOCl

次氯酸(HOCl)和次氯酸根離子(OCl- )在水溶液中的比例，取決於其酸鹼值(pH)。HOCl主要物種是pH 3－6之間的產生。在此 pH 範圍內，HOCl 的濃度是最佳的，其解離最小。但在較高的pH值下容易形成OCl－，若在較低的pH值下，溶液作為氯（Cl2）和HOCl的混合物存在於溶液中，其殺菌效果最好。目前次氯酸儲存穩定性的問題，含有純HOCl的商業製藥製劑尚未開發出來。過去研究顯示，穩定的HOCl對臨床各種微生物作用與其濃度有關，只要維持適當的pH範圍(pH 3－6)即可。雖然HOCl是一種有效的抗菌劑，對人體組織沒有危害的優點，但若存其他有機物的情況會降低其抗菌效果，且濃度變低時，也會影響其穩定性。HOCl 可作為商業產品存於容器內，每次使用後HOCl 的濃度會逐漸減少。因此，有必要使用各種分析方法檢測HOCl的濃度。

一般使用次氯酸水的優缺點如下：

優點

  1. 氯氣的水解 Cl2 + H2O → HOCl + H+ + Cl−
  2. 鹽溶液的電解2Cl− + 2e− → Cl2 (I) Cl2 + H2O → HOCl + H+ + Cl− (II)
  3. 次氯酸酸解Acidification of hypochlorite OCl− + H+ → HOCl
  4. 次氯酸酸解Acidification of hypochlorite OCl− + H+ → HOCl

缺點

  1. 保存時間較短，會逐漸還原成水與鹽
  2. 遇見光線容易變質，不耐久存
  3. 需注意使用濃度才有足夠殺菌效果

使用次氯酸水注意事項 (郭憲文教授製作)

性質
化學式 HClO (Hypochlorous Acid)，微酸性次氯酸：次氯酸（ HClO，CAS No. 7790-92-3）；次氯酸根（ClO−，CAS No. 14380-61-1）
殺菌原理 次氯酸水消毒是水解形成次氯酸，再分解形成新生態氧〔O〕具有極強氧化性使細菌和病毒的蛋白質質變性，進而殺滅病源微生物
使用條件 在弱酸性時殺菌效果最好，適宜範圍在pH 5.5-6.5，一般弱酸性次氯酸水的除菌效果是次氯酸鈉(漂白水)的80倍
危害性 對人、寵物都很安全，皮膚與食入不會有影響
機關場所 學校、托幼機構、養老機構、工地等團體單位可採預防性消毒措施。包括：教室、寢室、活動中心、教材教具等，或人員活動頻繁的區域，消毒對象主要是地面、牆壁、門窗、課桌椅、樓梯扶手、水龍頭、娛樂設施和工具等；餐廳食品及餐（飲）器具，廁所衛生間等，均可採噴霧或直接擦拭消毒。
特殊場所 病毒接觸者或患者的家庭與附近環境，感染病毒者所使用的生活用品、餐（飲）具應專人專用，並即用即消毒。所有物品應採用消毒液浸泡的方法，家庭衛生間、廚房等公用區域的地面、牆壁、家具。均可使用採直接擦拭消毒。
物品器具 均可採噴霧或直接擦拭消毒，在家中或辦公室各種物品或器具。例如：馬桶蓋、手機、水瓶(保溫瓶)表面或出水口、毛巾、衣櫃、洗手台、水龍頭、電梯(按鍵)、門把、滑鼠、電腦鍵盤、餐具、桌面文具、樓梯(扶手)、機車安全帽、化妝品包等。噴霧一些在口罩內外，可重複使用。
注意事項
  1. 若環境中有機物時，容易產生氧化還原作用
  2. 易受光解而失效，使用密閉阻光容器，三個月後效果減半
  3. 濃度最好範圍在30-100ppm，可用測氯試紙測試
                                                                             

常見市面使用殺菌劑之比較 (郭憲文教授製作))

性質差異 次氯酸水(HClO) 次氯酸鈉(漂白水 NaOCl) 酒精(乙醇 C2H5OH)
抗菌機制                        有強氧化力破壞細菌或病毒細胞膜蛋白 使微生物蛋白質變質 使細菌蛋白質變性或脫水
優點 安全性、殺菌快速，對人體肌膚刺激低 市面販售，價錢廉宜，殺菌功效快速 一般殺菌速度快速，對結核菌有效
缺點 不耐久存，怕光線或紫外線 較不穩定，易與其它物質產生化學反應，有消毒水味道 對腸病毒、諾羅病毒無細胞膜病菌無效，濃度較低則殺菌無效
使用時機 濃度以30-100 ppm,pH值在5.5－6.5間殺菌效果最佳 濃度以200-500 ppm 濃度以70%-75%效果較佳
人體危害 不會有直接的傷害 對人體黏膜、皮膚及呼吸道具刺激性，遇熱和光會分解 具有揮發性、有灼傷或刺激性、皮膚脫脂作用
次氯酸水