次氯酸鈉的百年接力,優質低價的消毒水也曾是救命「神藥」

2020-11-21 澎湃新聞

消毒水的味道是很特別的,有時候它代表著潛藏的危機,有時候它卻又能帶來安全感。刺鼻的氣味背後可能是我們對某個地方、某個故事的回憶,實際上這氣味的來源次氯酸鈉也在人類的歷史上留下了很多的回憶。

以次氯酸鈉為主要成分的消毒液是最常見最普通的消毒漂白用品,它幾乎隨處可見也唾手可得,然而科學家卻花費了百年的時間才把它送入了人們的日常生活中,也是一段科學史上經典的大接力。

其實,次氯酸鈉最早的用途還並非消毒,而是漂白。在它出現以前人們會採用傳統的物理方法來漂白,比如直接將衣物晾在戶外進行曝曬。由於陽光中的紫外線具有一定的氧化性,可以讓織物中的染色物質褪去。儘管這種方法效率非常低,效果也差強人意,但它還是流傳了幾個世紀。

後來,英國人改良了曝曬漂白的工藝,先把布匹用鹼液浸泡幾天,再用變質發酸的牛奶浸泡幾天,然後把這些布攤開鋪在草地上曝曬,整個流程要持續幾個月之久,而且曝曬過程中還要保持布的溼潤,這樣的漂白真的費時費力。

工人在田地裡曝曬漂白亞麻布

工業上漂白的革命由氯氣發起,次氯酸鈉也在此期間第一次登上歷史的舞臺,源自科學家克勞德·貝託萊的探索。當時,人們已經發現將氯氣通入水中可生成次氯酸溶液,能夠漂白織物,但它非常不穩定易分解,所以並沒有大規模使用。1785年,貝託萊把氯氣通入碳酸鈉溶液,製得了漂白效果更好的次氯酸鈉溶液,用於亞麻、棉紗等紡織品的漂白。

至於次氯酸鈉的殺菌作用,則要再過35年後才被發現。為了法國國家工業研究會的一紙懸賞令,化學家拉巴拉克通過實驗找到了次氯酸鈣和前輩貝託萊的次氯酸鈉漂白劑,這兩種次氯酸鹽溶液可以用於防止動物製品加工和屍體解剖過程中的腐敗,他也因此拿到這一筆賞金。

在法國,次氯酸鈉消毒劑仍然沿用最早「淡香水」的名字

當時,真正的微生物理論還未誕生,拉巴拉克的理論依據還是「屍體顆粒」假說,直到後來微生物學的祖師爺巴斯德證實次氯酸鈉對病菌能起到殺滅效果,我們才算弄明白它的消毒原理,而次氯酸鈉也開始作為消毒劑被研究和使用。

第一次世界大戰的爆發才讓次氯酸鈉以消毒劑的身份真正走進了我們的生活。事情要從諾獎得主卡雷爾的軍事醫院說起,他發現戰爭中最致命的並不是射速高威力大的機槍,而是感染和疾病,於是聯手化學家達金研製一種不傷皮膚的消毒劑。

一戰中,戰壕中的士兵

達金博士從200多種殺菌的化學藥劑,發現氯胺是最理想的一種,它能夠轉化為次氯酸鈉對傷口進行消毒,可是由於氯胺產量低採購困難,他最終只好選擇用碳酸鈉和次氯酸鈣製備的次氯酸鈉溶液作為替代,最初的配方濃度為0.4%-0.5%,為了降低它對皮膚的刺激,還加入了硼酸降低溶液的鹼性。

在達金的幫助下,卡雷爾也完善了對傷口的量化評估標準,制定了在戰場上行之有效的外科手術方案,即清理傷口取出彈片和異物並使用特殊的裝置將次氯酸鈉滴入傷口消毒殺菌。說來也諷刺,第一次世界大戰中氯氣被當作一種有效的化學武器殘忍傷害了無數士兵,而從氯氣衍生而來的次氯酸鈉溶液卻幫助醫生們救死扶傷。

一戰中一名美軍士兵正通過次氯酸鈉溶液清洗傷口

到了二戰時,卡雷爾和達金的方案已經被全世界的醫生所採用,因此次氯酸鈉消毒液也被稱作「卡雷爾-達金溶液」,不過後來因為卡雷爾讚揚納粹優生學理論以及倡導消滅「劣等」人口,戰後國際上剝奪了他的署名,從此世人只知「達金溶液」而不識卡雷爾。

醫護人員正在採用卡雷爾-達金方案處理傷員

次氯酸鈉消毒殺菌的機制其實還是源於次氯酸的強氧化性。次氯酸鈉溶液中次氯酸根離子和次氯酸分子都具有殺菌消毒的作用,其中次氯酸的氧化性更強,甚至強於標準狀況下的氯氣。

又因為次氯酸分子較小,很容易擴散到細菌表面穿透細胞壁細胞膜,氧化其蛋白質達到殺菌的效果,對病毒也能有很好的效果。溶液中次氯酸分子的含量越高,效果就越好。

然而想要提高次氯酸的含量,比如提高次氯酸鈉的濃度,或者使溶液呈酸性,這兩種方法都會讓次氯酸鈉溶液變得不穩定,甚至釋放有毒氣體引起中毒。所以在實際生產中,我們會生產偏鹼性的次氯酸鈉溶液,濃度可達5%-6%,使用時稀釋降低溶液pH值,同樣能起到很好的消毒效果,「84消毒液」就是典型的例子。

次氯酸鈉的消毒效果有多強?我們知道有很多病毒用75%的酒精就能夠殺滅,但還有少數病毒抗性較強,比如酒精無法殺滅的A肝病毒、諾如病毒,使用濃度約0.1%的次氯酸鈉溶液就可以殺滅。

含氯消毒劑對幾種病原體的有效濃度,Via 美的好朋友

對於更加頑固的真菌、細菌、芽孢,次氯酸鈉這一類能產生次氯酸的含氯消毒劑也能起到很好的效果。雖然抗生素崛起後,次氯酸鈉溶液已經很少用於傷口的消毒,但因為優異的消毒漂白效果,它必然會在其它領域佔有一席之地。

次氯酸鈉消毒劑在公共衛生事件中發揮了重要作用。它被用來遏制霍亂,痢疾,傷寒和其他水生生物疾病。1988年,毛蚶被汙染引起上海A肝大爆發,A肝病毒耐熱耐酒精等消毒劑,以次氯酸鈉為主要成分的「84消毒劑」就起到巨大作用。

1988年A肝流行期間,溫州市街頭的標語

除了在醫學上的貢獻,次氯酸鈉在我們的生活也同樣扮演了重要的角色,它被廣泛用於家庭,學校,醫院,遊泳池,飲用水的消毒。在阿波羅計劃期間,次氯酸鈉消毒劑被NASA用於殺滅飛行任務中可能帶來的有害生物。

作為漂白劑,次氯酸鈉也常用於衣物的漂白,能解決很多種普通洗滌劑難以解決的頑固汙漬,它還可以用於頭髮的漂白,可以把黑頭髮氧化成淺色的金髮。

建議不要自行嘗試漂白頭髮,可能會對頭髮造成不可逆的損傷

另外,次氯酸鈉甚至還可以控制生物的過度繁殖,比如非流動水中泛濫的藻類。在北美洲五大湖區,入侵物種斑馬貽貝泛濫,對當地生態系統和設施都帶來的很大的破壞,可以局部使用次氯酸鈉來殺滅。

北美五大湖區泛濫的斑馬貽貝

次氯酸鈉從戰爭中的醫學、到居家消毒、再到生物控制,廣泛的應用使得它在人類的歷史上留下了重要的影響。

當中的原因少不了它優異的漂白消毒能力,更為關鍵的是便宜實惠的屬性,使它成為很多領域中最划算的解決方案之一。實惠划算是次氯酸鈉消毒劑普及的關鍵,也是拼多多「百億補貼節」的核心宗旨。

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原標題:《次氯酸鈉的百年接力,優質低價的消毒水也曾是戰爭中的救命「神藥」》

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