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第1章 二氧化氯消毒剂和处理剂1

1.1水消毒1

1.1.1水消毒剂1

1.1.2液氯消毒2

1.1.3臭氧消毒3

1.1.4紫外线消毒4

1.1.5氯胺消毒5

1.1.6二氧化氯消毒5

1.2二氧化氯的历史6

1.3二氧化氯化学7

1.3.1二氧化氯的一般化学性质7

1.3.2 ClO2与无机物反应8

1.3.3 ClO2与有机物反应8

1.4二氧化氯的优良性能9

1.4.1液氯氯化形成CHCl3等有机卤代物9

1.4.2二氧化氯消毒几乎不形成CHCl39

1.4.3二氧化氯具有良好的杀菌效果10

1.4.4二氧化氯对水中病毒、隐孢子虫、贾第虫和藻类等的优良灭活效果10

1.4.5二氧化氯及其消毒水的致突变性11

1.4.6 ClO2、ClO2.和ClO3的一般毒性12

1.4.7二氧化氯对水中无机和有机污染物的去除效果13

1.5二氧化氯发生技术14

1.5.1亚氯酸钠法制备二氧化氯14

1.5.2氯酸盐法制备二氧化氯15

1.6二氧化氯消毒液15

1.6.1所谓“稳定性二氧化氯”溶液的实质15

1.6.2二氧化氯消毒液和固体制剂16

1.7二氧化氯分析技术16

1.7.1水和空气中的二氧化氯16

1.7.2水中ClO2等氯氧化物的常量分析方法18

1.7.3流动注射分析及其联用技术测定水中ClO2、Cl2、ClO2和ClO3.191.7.4水中低含量ClO2、 ClO2 、 ClO3和BrO3的测定技术19

1.7.5空气中二氧化氯的测定技术20

1.8二氧化氯正在被认可20

第2章 二氧化氯的化学原理22

2.1二氧化氯的物理性质22

2.1.1 ClO2的物理性质22

2.1.2二氧化氯的分子结构23

2.1.3 ClO2的蒸气压、溶解度和密度24

2.2二氧化氯的化学性质26

2.2.1 ClO2与无机物的反应27

2.2.2 ClO2与有机化合物的反应32

2.3水中ClO2与无机和有机化合物的反应速率常数44

2.3.1反应速率定律44

2.3.2反应速率常数的测量方法45

2.3.3水中ClO2与无机和有机化合物反应涉及的概念47

2.3.4无机物消耗ClO2的反应速率常数分析50

2.3.5有机化合物消耗ClO2的反应速率常数分析52

2.3.6无机和有机化合物与ClO2的反应小结54

2.4 ClO2氧化取代酚的定量构效关系QSAR55

2.4.1定量构效关系QSAR55

2.4.2 ClO2氧化取代酚的QSAR研究中的方法57

2.4.3 ClO2氧化取代酚的QSAR中的预测变量及其相关性59

2.4.4 QSAR应用实例65

2.4.5 ClO2与酚类化合物反应的QSAR小结65

2.5 ClO2氧化取代酚的QSAR中的其他方法66

2.5.1计算方法66

2.5.2主成分及相关分析67

2.5.3 24种取代酚的QSAR模型的重新检验68

2.5.4 ClO2氧化取代酚反应速率常数的聚类分析69

2.6二氧化氯与苯酚的单电子转移反应理论71

2.6.1计算方法71

2.6.2从头算量化剖析结果71

2.7二氧化氯的光化学反应性能73

2.7.1二氧化氯的热反应性74

2.7.2二氧化氯的光反应性74

第3章 二氧化氯的优良性能77

3.1二氧化氯对氯仿形成的影响77

3.1.1测量方法77

3.1.2 ClO2对CHCl3形成的影响77

3.1.3 ClO2杀菌效果79

3.1.4 ClO2对模拟化合物形成CHCl3的影响79

3.1.5二氧化氯的独特性质80

3.2二氧化氯和氯混合消毒剂对氯仿形成的影响82

3.2.1模拟水样和CHCl3测量方法82

3.2.2 ClO2 /Cl2混合消毒剂对CHCl3生成的影响84

3.2.3低浓度ClO2 /Cl2混合消毒剂对CHCl3和ClO2-形成的影响86

3.2.4 ClO2 、 Cl2以及ClO2 /Cl2混合消毒剂形成CHCl3的反应历程88

3.3二氧化氯对水中无机污染物的去除效果91

3.3.1工艺流程和投ClO2方式91

3.3.2 ClO2对Fe2 +的去除效果91

3.3.3 ClO2对Mn 2+的去除效果92

3.3.4 ClO2对硫化物的去除效果93

3.3.5 ClO2对氰化物（CN-）的去除效果94

3.3.6 ClO2对不同浓度Fe2+，Mn2+，S2-和CN-的去除效果94

3.3.7 ClO2与水中无机还原性离子的反应95

3.4二氧化氯对水中酚类化合物的去除效果96

3.4.1处理工艺和方法96

3.4.2 ClO2对苯酚的处理效果及其形成氯代酚的影响97

3.4.3不同投ClO2点对苯酚去除效果的影响98

3.4.4 ClO2对其他酚类化合物的去除效果98

3.5二氧化氯对甲硫醇的去除效果100

3.5.1研究方法101

3.5.2二氧化氯对甲硫醇的去除效果102

3.5.3二氧化氯在常规水处理工艺中对甲硫醇的去除效果102

3.5.4小结103

3.6二氧化氯对多环芳烃污染物的去除效果103

3.6.1主要仪器和试剂103

3.6.2 ClO2对多环芳烃的去除效果104

3.6.3 ClO2和Cl2对蒽和萘的去除效果比较106

3.6.4讨论107

3.6.5小结110

3.7二氧化氯对水中苯胺类污染物的去除效果110

3.7.1主要仪器和方法110

3.7.2二氧化氯对水中苯胺、对甲苯胺和对氯苯胺的去除效果110

3.7.3二氧化氯处理苯胺废水可行性111

3.8 ClO2对联苯胺类物质的去除效能111

3.8.1仪器及试剂111

3.8.2 pH值对联苯胺和COD去除率的影响111

3.8.3 ClO2投量对联苯胺和COD去除率的影响112

3.8.4联苯胺初始浓度对联苯胺和COD去除率的影响113

3.8.5反应时间对联苯胺和COD去除率的影响113

3.8.6小结113

3.9二氧化氯对水中细菌的灭菌效果114

3.9.1研究方法114

3.9.2二氧化氯对细菌的灭菌效果114

3.9.3其他因素对杀菌效果的影响118

3.10二氧化氯对水中病毒、藻类和浮游动物的灭活效果120

3.10.1微生物灭活方法120

3.10.2 ClO2对病毒的灭活效果120

3.10.3 ClO2对水中藻类和浮游动物的杀灭效果123

3.10.4对病毒灭活机理的探讨124

3.11二氧化氯对乙肝病毒的灭活效果125

3.11.1乙肝病毒灭活判断方法125

3.11.2二氧化氯对乙肝病毒的灭活效果126

3.12二氧化氯对水中流感病毒的消毒效果129

3.12.1灭活病毒方法和步骤129

3.12.2二氧化氯灭活水中流感病毒的效果129

3.13二氧化氯灭活隐孢子虫卵囊131

3.13.1体外脱囊法研究ClO2对隐孢虫卵囊的灭活效果131

3.13.2荧光染色法研究ClO2对水中隐孢子虫卵囊的杀灭效果139

3.14二氧化氯灭活水中贾第鞭毛虫孢囊效果144

3.14.1仪器和试剂144

3.14.2研究方法145

3.14.3二氧化氯灭活贾第虫影响因素145

3.14.4二氧化氯与其他消毒剂灭活贾第虫效果比较147

3.15二氧化氯对水中微囊藻毒素的去除特性148

3.15.1材料与方法148

3.15.2 ClO2对低浓度MCs去除效果研究150

3.15.3 ClO2去除MCs的动力学151

3.15.4 ClO2氧化MC-LR和MC-RR的产物特征152

3.16二氧化氯和液氯消毒饮用水致突变性的比较154

3.16.1水样富集、GC/ MS测试和Ames试验方法154

3.16.2二氧化氯和液氯氯化的致突变性155

3.16.3二氧化氯和液氯对水中有机卤代物形成的影响158

3.16.4影响饮用水中致突变作用的因素及机理探讨160

3.16.5说明几个问题160

3.17饮用水中典型有机卤代物体外致突变性161

3.17.1受试物和Ames试验161

3.17.2 8种有机卤代物的Ames试验结果162

3.17.3有机卤代物致突变机理探讨162

3.18二氧化氯、亚氯酸盐和氯酸盐水溶液致突变性164

3.18.1菌株、受试物、Ames试验和微核试验方法165

3.18.2 ClO2、 NaClO2和 NaClO2水溶液Ames试验165

3.18.3 ClO2、NaClO2和NaClO3水溶液小鼠微核试验168

3.19水中二氧化氯及其副产物的一般毒性170

3.19.1 ClO2、 ClO2和ClO3的毒理学问题170

3.19.2水中ClO2、 ClO2和ClO3的一般毒性172

第4章 二氧化氯分析技术177

4.1二氧化氯分析技术概论177

4.1.1 ClO2和Cl2有关的化学反应和分析方法177

4.1.2基本回顾178

4.1.3 DPD法和碘量法180

4.1.4流动注射分析及其联用技术测定水中ClO2、Cl2、ClO2和ClO3181

4.1.5水中低含量ClO2、 ClO2 、 ClO3和BrO3的测定技术182

4.1.6空气中二氧化氯的测定技术185

4.2改进的碘量法和DPD法测定水中ClO2、Cl2及其氯氧化物185

4.2.1连续碘量法测定水中ClO2、Cl2、ClO2-和ClO3-185

2.2改进的DPD法测定水中低含量ClO2、Cl2和Br2190

4.3流动注射分析技术测定水中ClO2及其氯氧化物195

4.3.1流动注射分析技术195

4.3.2 FIA-UV光度法和FIA-鲁米诺化学发光法测定水中微量ClO2197

4.3.3 FIA／碘量法／光度法测定水中ClO2、Cl2及其氯氧化物199

4.3.4 FIA/4-氨基安替比林-苯酚光度法测定水中微量ClO2201

4.3.5 GD-FIA/铬变酸荧光淬灭光度法测定水中低含量ClO2203

4.4选择性测定水中ClO2及氯氧化物的掩蔽剂204

4.4.1草酸、硫代乙酰胺、邻-联甲苯胺和氨基磺酸掩蔽剂205

4.4.2二甲亚砜是Cl2的优良掩蔽剂之一206

4.4.3马来酸、甘氨酸和N-叔丁基邻氨甲酰苯甲酸钠掩蔽剂208

4.4.4氨缓冲液是游离性有效氯最成功的掩蔽剂208

4.4.5小结209

4.5吸收光谱法测定水中低浓度ClO2209

4.5.1吸收光谱法和示差光度法209

4.5.2甲酚红和酸性靛蓝示差光度法测定水中低含量ClO2210

4.5.3氯酚红示差光度法测定水中低含量ClO2214

4.5.4丽丝胺绿B光度法测定水中低浓度ClO2217

4.5.5丽丝胺绿B／辣根过氧化酶光度法测定饮用水中ClO2和ClO2.219

4.5.6罗丹明B光度法测定水中低浓度ClO2222

4.5.7罗丹明S荧光光度法测定水中微量ClO2224

4.5.8亚甲蓝萃取光度法测定水中低含量ClO2225

4.6生物化学法和电化学法测定水中ClO2226

4.6.1生物化学法测定水中低浓度ClO2——酶催化活性黄示差光度法226

4.6.2电化学法测定饮用水中微量ClO2227

4.7离子色谱法测定水中ClO2、Cl2及其卤氧化物230

4.7.1碳酸盐为淋洗液的IC法测定水中微量ClO2、ClO3和BrO3230

4.7.2硼酸盐为淋洗液的IC法测定水中微量ClO2、ClO3和BrO3233

4.8非抑制离子色谱法测定空气中ClO2和Cl2240

4.8.1研究方法240

4.8.2空气中ClO2和C12的采集和分析测定241

4.8.3离子色谱条件选择和阴离子对测定ClO2和Cl-的影响242

4.8.4方法的灵敏度243

4.8.5实际应用243

4.8.6小结243

4.9 4-AAP/HPLC法同时测定水中ClO2和ClO-244

4.9.1仪器和主要试剂244

4.9.2分析程序244

4.9.3方法的准确度、精密度和检出限245

4.9.4小结245

4.10 GC/MS法测定水中痕量ClO2245

4.10.1主要试剂245

4.10.2 GC/MS分析245

4.10.3碘和2，6-二烃基苯酚的反应活性246

4.10.4分析测量程序247

4.10.5小结248

4.11纳米银粒-等离子体共振散射法测定水中痕量ClO2249

4.11.1仪器和主要试剂249

4.11.2测量条件249

4.11.3分析流程250

4.11.4本方法与其他方法比较251

4.11.5共存离子干扰251

4.11.6小结251

4.12空气中ClO2和Cl2的测定方法251

4.12.1空气中ClO2和Cl2的采样和测量方法252

4.12.2吸收溶剂的选择252

4.12.3测定方法253

4.12.4小结255

第5章 二氧化氯发生技术256

5.1亚氯酸钠法制备二氧化氯256

5.1.1氯氧化法256

5.1.2酸化法（Acidification）260

5.1.3过硫酸盐氧化法261

5.1.4亚氯酸钠／电化学法发生ClO2技术261

5.1.5亚氯酸钠／乳酸体系形成ClO2264

5.2氯酸盐法制备二氧化氯268

5.2.1氯酸盐的物理化学性质268

5.2.2氯酸盐法制备ClO2268

5.2.3氯酸盐法发生ClO2的理论基础269

5.2.4氯酸盐法制备ClO2的类型270

5.2.5组合工艺或综合系统发生ClO2273

5.2.6几种生产ClO2的工艺流程274

5.2.7 HJL法制备二氧化氯280

5.2.8电解法从HCl制备二氧化氯282

5.2.9电解法制备二氧化氯284

5.3二氧化氯消毒液293

5.3.1 NaCO3 /H2 O2“稳定”的ClO2的型体研究293

5.3.2二氧化氯消毒液和固体制剂301

5.3.3一种不需活化、直接使用的二氧化氯消毒液302

第6章 二氧化氯的应用305

6.1二氧化氯在饮用水消毒中的监测要求和控制305

6.1.1 ClO2消毒管理一般现状305

6.1.2 USEPA饮用水中使用ClO2的20年306

6.1.3二氧化氯在我国应用中需要注意和解决的问题308

6.1.4丹佛再生水厂使用二氧化氯的经验309

6.1.5二氧化氯在宾县水厂的应用317

6.2使用二氧化氯控制三卤甲烷329

6.2.1生产规模处理厂329

6.2.2中间试验工厂330

6.2.3最优化阶段331

6.2.4长期性评价332

6.2.5生产规模的实现333

6.3二氧化氯和氯：预氧化剂用于饮用水厂杀藻类335

6.3.1藻类及其氧化程序336

6.3.2氯为预氧化剂337

6.3.3二氧化氯为预氧化剂339

6.3.4藻类悬浮液中三卤甲烷的形成340

6.3.5两种氧化剂的效率比较341

6.3.6在兰特水司应用ClO2作预氧化剂的实施341

6.4二氧化氯对直流式冷却系统的防污塞处理342

6.4.1冷却系统及其存在的问题343

6.4.2生物玷污过程的研究方法346

6.4.3已被生物污染的系统的清除方法347

6.4.4二氧化氯控制生物污染347

6.5二氧化氯在煤气废水处理中的应用351

6.5.1煤气厂概况351

6.5.2 ClO2对煤气废水处理的可行性研究352

6.6二氧化氯在石油污染地下水治理中的应用355

6.6.1研究区及治理工程概况355

6.6.2二氧化氯去除石油污染物的可行性研究356

6.6.3工程应用357

6.7二氧化氯处理医院污水357

6.7.1 ClO2消毒剂鉴定和研究方法358

6.7.2 ClO2对“消毒剂鉴定”规定细菌的灭菌效果358

6.7.3 ClO2对医院污水的灭菌效果359

6.7.4 ClO2对医院污水中细菌的灭菌效果359

6.7.5 ClO2和O3对医院污水中细菌的灭菌效果比较360

6.7.6 ClO2对医院污水中有机物的处理效果360

6.7.7影响处理效果的因素362

6.7.8 ClO2处理医院污水的工程运行参数及运行费用估算363

6.8二氧化氯处理印染废水363

6.8.1 ClO2处理染料废水的可行性分析364

6.8.2混凝／二氧化氯组合法处理印染废水367

6.9二氧化氯用于杀灭成熟斑贻贝369

6.9.1贻贝的收集371

6.9.2试验系统371

6.9.3化学分析373

6.9.4统计分析374

6.9.5一次性接触对成熟斑贻贝的杀灭效果374

6.9.6间歇式接触对成熟斑贻贝的杀灭效果375

6.9.7连续式接触对成熟斑贻贝的杀灭效果376

6.9.8 ClO2和NaOCl的成本比较379

6.10饮用水ClO2消毒中半挥发性有机副产物的检测379

6.10.1 ClO2处理和水样制备380

6.10.2 2-叔丁基马来酸酐的合成381

6.10.3多光谱分析技术382

6.10.4多光谱鉴定分析383

6.11饮用水消毒中亚氯酸根离子和氯酸根离子的检测389

6.11.1水样及其保存390

6.11.2 ClO2和ClO3的测定390

6.11.3 ClO2和ClO3分析的质量控制及消毒系统数据390

6.11.4饮用水厂消毒系统391

6.11.5各消毒系统中ClO2和ClO3分析394

6.12二氧化氯在注水采油中的应用398

6.12.1二氧化氯在注水采油中的应用399

6.12.2 ClO2的作用机理探讨400

6.13二氧化氯处理高浓度含氰废水401

6.13.1 pH值对二氧化氯除氰效果的影响401

6.13.2二氧化氯处理含氰废水的工程实例402

6.13.3处理结果403

6.14二氧化氯在水产养殖中的应用403

6.14.1 ClO2在水产养殖中的作用404

6.14.2 ClO2在水产动物疾病防治中的具体应用405

6.15 二氧化氯在医疗上的应用406

6.15.1在临床医疗中的应用406

6.15.2防止皮肤组织红肿408

6.15.3 ClO2在医院其他方面的应用409

6.16二氧化氯在卫生防疫上的应用409

6.16.1 ClO2在野战医院防疫中的应用410

6.16.2 ClO2在甲型H1N1感染监护病房室内空气消毒中的应用410

6.16.3 ClO2在禽流感流行时的防疫灭疫中的应用411

6.16.4在我国SARS“非典”时的应用412

6.17二氧化氯在农业种植土壤消毒上的应用412

6.17.1植物病害与土壤病菌413

6.17.2杀菌剂的作用及其使用方法413

6.17.3应用实例413

6.17.4小结414

参考文献415