疫情防控期間含氯消毒劑大量使用對水生生物的影響綜述

2023年12月7日發(作者：堅持感悟)

-

環境污染與防治第43卷第5期2021年5月疫情防控期間含氯消毒劑大量使用對

水生生物的影響綜述"葉利蘭1甘春娟2陳

篧1!

袁紹春1(1重慶交通大學河海學院，重慶400074&.重慶市市政設計研究院，重慶400012)摘要家庭和公共場所消毒是有效防控新型冠狀病毒(2019-nCoV)的重要手段。合理使用含氯消毒劑可以殺滅或抑制病毒

的生長和繁殖，但大劑量、高濃度的含氯消毒劑會對生態環境造成潛在毒性危害。綜述了含氯消毒劑對冠狀病毒的滅活特性，總結

分析了含氯消毒劑進入水環境的主要途徑，及其對水中浮游植物、水生動物的毒理作用和對水生群落結構的影響，并提出了規范化

使用含氯消毒劑的相關建議#關鍵詞含氯消毒劑冠狀病毒浮游植物水生動物生態毒性DOI ：

10.15985/.

1001-3865.2021.05.021Effect

of

chlorinated

disinfectants

usage

on

aquatic

organism

during

the

epidemic

control: a

review

YE

LHan1

,

GANChunjuan2

-,CHEN

Yao'

,

YUAN

Shaochun1.

(

1.

School

of

River

and

Ocean

Engineering

■,

Chongqing

Jiaotong

University

■,

Chongqing

400074

；ing

Municipal

Rearch

Institute

of

Design

,

Chongqing 400012)Abstract:

During

the

epidemic

control

,

disinfection

in

homes

and

public

places

is

an

important

means

toefectivelypreventtheexistenceand

spread

of

novelcoronavirus

2019-nCoV).Therationalu

ofchlorinated

disinfectantscankilorinhibitthegrowthandreproductionofvirus

but

large

dos

and

high

concentrations

of

chlorinateddisinfectants

wilcau

potentialtoxicity

damage

to

the

ecological

this

paper

the

inactivationchailethemainpathwaysof

chlorinateddisinfectantntering

waterenvironment andthenthetoxicologicalefects

on

phytoplankton

aquatic

animalsandcommunitystructurein

water

ggestionsonthestandardized

ds:

chlorinated

disinfectants;

coronavirus;

phytoplankton；

aquatic

animals;

ecological

toxicity新型冠狀病毒(2019-nCoV)肺炎疫情發生以

來,經過全國上下齊心協力、頑強奮戰，國內形勢積

極向好，但境外疫情形勢依然嚴峻。家庭和公共場

植物和水生動物的毒理作用,對生物群落結構的影

響,并對含氯消毒劑的規范化使用提出了相關建議。1含氯消毒劑對CoV的滅活特性所的消毒是有效防控2019-nCoV的重要手段。

2020年2月18日，國家衛生健康委員會印發了《消

據文獻報道耳[4]59

,引發此次肺炎的2019-

nCoV

屬于％屬CoV

,而這類病毒因存在包膜已被

毒劑使用指南21*：明確要求在疫情防控期間嚴格遵

循“五加強七不宜”,正確合理地使用消毒劑,真正做

證實對消毒劑抗力低，同時對紫外線和熱也敏感，一

到切斷傳播途徑,控制傳染病流行。在這場病毒防

疫戰中，正確合理的消毒劑使用可以殺滅大量的病

原微生物,抑制病毒的生長,阻斷病毒的傳播,從而

般情況下，56

Z下水浴30 min

,或采用含氯消毒劑、

過氧乙酸和75%

(體積分數)乙醇、乙醚、氯仿等脂

溶劑均可有效滅活病毒，但氯己定無法破壞病毒包

保證人們的身體健康。然而,若消毒劑使用不當,殘

留于環境中的大量消毒劑可擴散到大氣中、流入地

膜。含氯消毒劑主要通過與水發生反應,產生

HC1O

,并釋放出具有極強氯化作用的活性氯原子和

表水或滲入地下水,進而威脅到當地水生態系統和

氧化能力的初生態氧,進而有效殺滅CoV病毒(見

表1)因此,疫情防控期間世界衛生組織(WHO)

人類身體健康在此背景下,本研究綜述了含氯

消毒劑對冠狀病毒(CoV)的滅活特性，總結分析了

含氯消毒劑進入水環境的主要途徑,對水體中浮游

建議每天應使用有效氯為500

mg/L的常規家用消

毒劑對床頭柜、沙發和其他經常接觸的物體表面進

第一作者：葉利蘭，女1997年生,碩士研究生，主要從事水污染防控研究」通訊作者#"重慶市"留創計劃”項目(2017065)；重慶市教育委員會科學技術研究項目(170540)

#

644 葉利蘭等疫情防控期間含氯消毒劑大量使用對水生生物的影響綜述行至少1次的預防性清潔消毒8

,以對2019-nCoV

響，應予以足夠的重視#早在20世紀初期，國內因

在水產養殖中使用含氯消毒劑進行消毒，逐漸開始

病毒的傳播途徑進行滅活阻斷#國內學者則建議采

用有效氯為500-1

000

mg/L的含氯消毒劑對物體

重視水中殘余活性氯對水生生物的影響可以

預見，疫情防控期間大規模、大劑量使用含氯消毒

進行浸泡、表面擦拭或噴灑，并且消毒結束后需用清

水擦拭或沖洗⑷60

#金偉等[9]3通過對上海市定點隔

劑，殘留的活性氯很可能會通過地表徑流、排水管網

和污水含氯尾水排放進入自

然水體，

進而對水體中

的水生生物產生不可逆的毒理作用，從而影響水生

離酒店、定點收治醫院的排水管及末端污水處理廠

中2019-nCoV病毒的檢測，證實正常的污水消毒方

式和消毒劑量可有效滅活2019-nCoV,并建議居家

隔離人員在抽水馬桶放置消毒氯片，集中收治區域

生物群落結構#2.1

含氯消毒劑進入水環境的主要途徑實行正常消毒，沒有必要過量使用消毒劑#由表1還可看出，正確合理使用含氯消毒劑可

在疫情防控期間，不僅對室內環境進行消毒，也

會對室外公共場所進行大面積的噴灑消毒#消毒期

有效滅活多種CoV#但疫情防控期間，存在含氯消

毒劑大規模和大劑量使用#據報道，自2020年1月

29日至2月18日，武漢市各區、各單位累計投放消

間造成大量含氯消毒劑殘留，這些含氯消毒劑會隨

降雨徑流作用進入地表水中，或通過滲透作用進入

到地下水中，從而對微生物群落和水生態系統產生

影響#而家庭和公共場所用水器具使用高濃度、高

毒藥劑1

963.58

t,其中，26座污水處理廠尾水強化

消毒用量1

77756

t,污泥消毒用量3359

t）0*，再現

了“非典”時期過度消毒的現象⑴#*長時間大量使

用含氯消毒劑會造成大量消毒劑殘留在環境中#有

劑量的含氯消毒劑還會通過排水設施進入城鎮污水

處理廠，

導致污水處理廠進水余氯含量較高，

進而對

生物池中的活性污泥產生抑制作用，甚至對生物處

證據表明，多種消毒劑殘留物會在土壤、地下水、植

物等環境中長期存在，對動植物產生急性和慢性毒

性作用，并進入食物鏈，通過生物富集作用，對人體

理系統產生破壞性影響#高劑量NaClO會嚴重損

傷污水處理系統中的聚磷菌，影響吸磷和釋磷速

率）5*#目前，已證實2019-nCoV可以通過糞便污水

健康造成危害同時，消毒劑在殺滅CoV的同

進入排水設施92

#為進一步防控2019-nCoV的衛

時,也滅活了大量有益微生物#2含氯消毒劑對水生生物及群落結構的影響生學風險，各地污水處理廠往往在消毒設施中增加

了含氯消毒劑的投加劑量，但過量的余氯可能產生

致癌性含氯有機物（三鹵甲烷）和持久性高毒性有機

使用含氯消毒劑產生的含氯廢水進入水體后可

物（鹵乙酸、鹵代硝基甲烷）等消毒副產物，排入水體

后引發持久性累積效應，進一步增加生態風險#為

能會造成水環境污染#自然水體通過各類微生物、

水生植物和水生動物的食物鏈關系進行水體、底泥

避免疫情防控期間污水處理廠因大劑量投加含氯消

毒劑產生的消毒副產物對水環境的影響，住房和城

和大氣之間的能量交換與物質循環，從而形成水體

自凈過程#若水中殘留的活性氯含量過高，可能會

鄉建設部出臺了《關于疫情期間城鎮污水處理廠加

氯消毒設施運行建議》，指出需要加強對尾水中余氯

含量的檢測，嚴格控制出水余氯含量，以避免余氯含

量過高對后續接納水體造成影響#但該建議并未給

出尾水余氯含量控制閾值。同時，對于鄉鎮污水處

導致生物多樣性降低，造成生態系統異源演替，甚至

出現關鍵物種的喪失，導致生態系統發生退

化）3221#消毒劑的過量使用對河湖生態系統的水

化學過程、群落結構和生態演替都可能造成深遠影

表1含氯消毒劑對CoV的滅活效果Table1

InactivationefectofchlorinateddisinfectantsonCoV含氯消毒劑

有效成分NaClONaClO、ClO2針對CoV

屬類針對CoV種類嚴重急性呼吸綜合

征冠狀病毒（SARS-

CoV）滅活效果0.05%（質量分數）NaClO作用2

min可抑制SARS-CoV的復制，但

需作用30

min才能完全破壞病毒核酸；而0.1%

NaClO作用1

min

參考文獻%即可完全破壞病毒基因組使用NaClO、C1O2消毒，當污水中游離余氯量分別保持0.5、2.19

mg/L以上時可完全滅活污水中的SARS-CoV0.06%

（:質量分數）NaClO作用1

min能使MHV與TGEV滴度分別

下降0.4、0.6對數值（以半數組織細胞感染劑量計）%%SARS-CoV鼠肝炎病毒（MHV）豬傳染性胃腸炎病

毒（TGEV）NaClOa

645 環境污染與防治第43卷第5期2021年5月理廠而言，往往由于技術和設備原因，難以嚴格控制

出水余氯含量，導致尾水余氯含量過高#相關研究

生態毒理作用#對于含氯消毒劑的生態毒性EM-MANUEL

等跑研究發現即使水體中余氯低于1

表明，對于含活性氯尾水連續排入的自然水體，活性

mg/L，也可對水生生物產生急性毒理作用。同時,

氯應控制在0.01

mg/L(以Cl計)以下，才能防止其

研究發現含氯尾水排放還會導致青對水生生物的影響，若水體中存有敏感生物，活性氯

則不能超過0.002

mg/L)16］

#2.2含氯消毒劑對浮游植物的毒理作用mis mossambicus

)的繁殖率和水蚤(Daphnia

si-

"魚(Oreochro-

mls)的存活率明顯下降)9*

#余氯對浮游動物的

毒理作用還會與溫度產生協同效應，呈現出隨溫度

的升高而浮游動物對余氯更敏感的規律)0*。江志

含氯消毒劑進入水體后，殘留的余氯會對水生

植物，尤其是浮游植物產生影響，但其影響程度取決

于水體水質條件，如水中較高濃度的總顆粒物

兵等卩1*研究發現余氯對中華哲水蚤(Calanus

sini-

cus)的毒性隨水體溫度的升高而增強#同樣，研究

(TSS)和溶解性有機碳(DOC)會大量消耗水體中的

余氯，進而降低其對浮游植物的影響［132719

#相關研

究證實，水體中余氯可通過抑制銅綠微囊藻(Mh-

crocystis

aeruginosa

))17*、三角褐旨藻(Phaeodacty-

lum

tricornutum

))18*、小球藻(Chlorella

sp.))195429

等藻類的光合作用和呼吸作用，繼而對其生長產生

明顯抑制作用#同時，水中微量活性氯的殘留和氯

胺的存在均會破壞浮游植物的細胞酶活性，使其對

氮的吸收功能受阻，從而影響浮游植物的繁殖能

力［20］?此外，余氯對浮游植物的毒害作用受余氯濃

度和作用時間影響［21］#如低水平余氯(0.02 mg/L)

反而可促進小球藻的生長)195432，而當余氯超過0.25

mg/L時，則會對藻類生長產生抑制作用［22］，并隨余

氯濃度的增加和作用時間的延長，抑制作用逐漸增

強#雖然浮游植物具有較強的恢復潛能，對余氯

的脅迫損傷作用可作出較快的響應恢復，但其恢復

后會導致群落結構會發生顯著變化?#余氯濃度

過高引起浮游植物生產力中斷，可能導致直接或間

接依賴光合作用提供能量的較高營養級生物的食物

短缺，嚴重者可能會影響生產力低下區域內各種生

物的生長、繁殖潛力或最終生存)5*

#2.3含氯消毒劑對水生動物的毒理作用水體中殘留余氯對水生動物的毒理作用與余氯

濃度、應激時間和敏感性等因素有關#由于浮游動

物生命周期較短，因此，毒理效應主要基于急性毒性

實驗結果)6*。由于浮游動物對氯較敏感，即使余氯

含量較低，也可對浮游動物產生顯著影響，但相較于

間歇接觸，連續接觸時浮游動物對氯的敏感閾值更

低［132719

#基于水中余氯對魚類和無脊椎動物物種

的顯著毒理效應，美國環境保護署(USEPA)建議，

天然淡水中總余氯(游離氯和化合氯)閾值(時均值)

宜為0.019

mg/L［27］

#而國內污水處理廠出水水質

所執行的現行標準中，并未規定污水處理廠尾水的

余氯閾值，難以消除含氯尾水排放對水環境產生的

646

證實余氯對魚類的毒理作用也隨溫度升高而增

強余氯對不同水生動物存在不同的毒性效應機

制#對于魚類而言，余氯會通過氧化損傷致毒途徑

導致魚鰓組織產生病變，阻止氧氣的進入和交換，降

低血液運輸氧的能力，進而對魚類產生毒性作

用W289,33；對于浮游動物而言，則主要通過蛋白質

外泄致毒途徑產生滅活［34］#而余氯對底棲動物的

滅活途徑受底棲動物種類影響#余氯會通過減少渦

蟲(Dugesia

tgina

)攝食和運動能力，導致其生殖

能力受損，表現出明顯的亞致死毒性［35］

#受余氯影

響后，搖蚊(Chironomidae

)幼蟲和水蚯蚓(.Limnod-

rilus

hoffmeisteri

)會隨時間推移和水溫上升表現

出不同的恢復特性，其中，搖蚊幼蟲可較快恢復，而

未被殺死的水蚯蚓因處于應激狀態而恢復進程較緩

慢)6］29

#2.4含氯消毒劑對生物群落結構的影響微生物是水生態物質循環和能量流動等生態過

程的重要參與者，但其群落結構易受環境因素干擾

而發生演替#微生物群落結構屬于生物群落結構的

一部分，含氯消毒劑可殺滅大多數病原微生物，也會

對微生物群落結構產生影響。水體中殘留的消毒劑

可能會破壞微生物的細胞壁，或者對其蛋白質造成

氧化損傷［37］

#如活性氯從0.057

mg/L增加至0.070

mg/L時，菌群多樣性明顯降低，并顯著改變了優勢

菌種陰*

#同時，當含氯消毒劑超量排放至受納水體

時,殘留的余氯首先以游離氯形式存在#但在水動

力條件下，游離氯不斷稀釋、光分解和揮發，并與水

中還原物質和有機物質發生反應形成性質比較穩定

的氯胺)9衛。相對于游離氯，氯胺超過1

mg/L時即

可對水體中的硝化細菌產生明顯抑制作用［40］，進而

影響水體中氮的循環過程#最新研究指出，含氯尾

水排放會顯著影響水環境中的微生物群落，降低微

生物多樣性，甚至導致水體中具有硝化功能的微生葉利蘭等疫情防控期間含氯消毒劑大量使用對水生生物的影響綜述物發生缺失，進而破壞水體中氮還原體系，影響自然

體前設置調蓄、攔截和凈化設施進行凈化處理，以阻

斷降雨徑流攜帶含氯消毒劑廢水進入水體#當含氯

消毒劑的生活污水或醫療廢水進入污水處理廠后,

水體中氮循環過程）9*3#可見，過量含氯消毒劑排

放至自然水體，會破壞環境功能微生物的菌群結構,

改變微生物生態功能，進而影響生物群落結構#應通過處理工藝流程的強化措施，并根據進水余氯

含氯消毒劑不僅會對微生物群落結構產生影

指標的變化情況，及時采取有針對性的應急措施。

響，也會對水生植物和動物種群演替產生影響。研

究表明，低水平氯（0.05?0.15

mg/L）會導致海洋浮

游植物群落的物種組成發生重大變化⑷*。此外，含

當對醫療廢水進行消毒時，若含氯消毒劑投加量不

足，則易與污水中的氨氮生成氯胺#同樣地，家用消

毒劑進入污水中也通常以氯胺形態存在）5血。雖然

氯尾水中余氯和消毒副產物的聯合作用還可對受納

水體的生物群落產生不利影響［42］?水生生物群落

氯胺氧化能力較弱，但低濃度便可對硝化功能微生

物產生顯著的抑制作用，進而影響污水處理系統的

中的微生物、植物和動物種群之間是相互影響、相互

作用的#水中溶解氧的主要來源是浮游生物的光合

作用，當水中余氯濃度過高時會導致浮游植物死亡,

光合作用減弱，水中溶解氧濃度降低）6眈。然而，底

棲無脊椎動物種類的多樣性指數與水中溶解氧呈顯

著正相關關系當水中溶解氧濃度降低時，底棲

動物也會受到相應的影響。同時，在池塘中施用

C1O2會在短期內增加水體氨氮毒性，并導致浮游動

物的種類、密度和生物量顯著增加，進而導致浮游植

物生物量顯著下降、小型化藻類增多、優勢種顯著變

化含氯消毒劑大量使用不僅會對單一水生物

種造成影響，對水生態系統的群落結構和生態演替

都可能造成深遠的影響，進而影響水生態系統中的

物質循環,最終破壞水生態系統的平衡#3含氯消毒劑的規范化使用3.1

源頭削減在疫情防控期間，社區、公共場所和家庭均應嚴

格按產品使用說明書上標明的使用濃度進行消毒劑

配制，以避免過量使用消毒劑，尤其是不宜使用有效

氯大于1

000

mg/L的消毒劑進行預防性消毒#在

進行家庭室內消毒時，若家人身體無明顯異常，可適

當減少消毒次數或放棄大面積消毒，以降低HC1O

對身體的傷害#同時，應盡量減少一些室外公眾場

所的過度消毒，如避免在小區入口處設置全身噴淋

式的消毒通道#此外，若小區無感染者或密切接觸

者時,公共場所的消毒應以清潔衛生為主，預防性消

毒為輔，重點對高頻接觸的門把手、電梯按鈕、門禁

按鈕等物體表面進行消毒#對于空氣流通性較好的

室外公共場所，尤其是人體很少直接接觸的區域，不

建議進行大面積消毒，尤其是不應在池塘、水庫、湖

泊等水環境中投加含氯消毒劑。3.2

過程控制針對含氯消毒劑產生的廢水，可通過在進入水

生物脫氮作用#因此，在疫情防控期間特別要保證

城市污水處理廠的穩定運行#王洪臣［45］39建議疫情

防控期間，污水處理廠運行時應密切關注余氯的瞬

時波動特性，并嚴密監控和及時預警活性污泥的活

性，可通過增加污泥回流比或投加營養物質促進活

性污泥中微生物的生長，以減少余氯對處理系統的

沖擊效應#為防止含氯尾水排放對水生態系統的影

響，可將污水處理廠尾水中余氯閾值控制在0.5

mg/L以下。3.3

末端治理當污水處理廠含氯尾水排放進入水環境后，也

可以通過水力調控、曝氣復氧提高水中溶解氧濃度,

并結合水生植物生態系統構建，強化消毒劑在水體

中降解和脫毒，降低其對水體生物健康的影響#例

如，采取超微凈化水處理技術，可以把水質中的殘留

消毒產物、氮磷、藻類、膠體等污染物進行清除#水

體曝氣復氧技術經常用于湖泊、河道污染治理，通過

增強水體自凈能力，改善水環境質量#4結論在疫情防控期間，家庭和公共場所消毒是有效

防范2019-nCoV傳播的重要手段，但應正確合理使

用含氯消毒劑。若大規模、大劑量使用含氯消毒劑,

殘留的含氯廢水易通過地表徑流、市政污水管網以

及污水處理廠含氯尾水的排放進入水環境中，改變

微生物群落結構，影響物質循環，進而對水生生物產

生毒性危害，甚至造成物種的喪失，破壞水生態功

能#因此，各場所均應正確合理地使用含氯消毒劑,

從源頭上削減使用量，并采用過程控制措施以阻斷

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(收稿日期：2020-04-27)

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