知识科普|一文带您详细了解什么是余氯

氯（Cl₂）是一种黄绿色的气体，具有刺激性气味，同时带有窒息性和较强的腐蚀性。在1个大气压下，当温度降至-34.5℃时，氯会液化成为黄绿色透明液体，可储存于钢瓶中备用。常温下，氯瓶处于承压状态，储存温度不得超过50℃，使用时液氯经气化后溶于水中。

在自然界中，氯大多以Cl⁻离子的形式存在于矿物或海水中，仅有少量以游离态存在于大气层中。不过，大气层中的氯气在紫外线作用下，常常会分解成两个氯原子（自由基），并且氯气也是破坏臭氧层的主要单质之一。

氯气在水中的溶解度较小，10℃时最大溶解度约为1%。当氯气融入水中，会立即发生水解反应，生成次氯酸（HClO）。而次氯酸作为一种弱酸，会瞬间离解成H⁺和ClO⁻，这两个反应的平衡状态会受到水中氢离子浓度的影响。

氯和次氯酸不仅能与细菌发生作用，将其杀灭，还能与水中多种物质产生反应。氯是一种强氧化剂，我们日常使用的护肤、防晒产品，其作用之一就是抗氧化。大家熟悉的84消毒液，主要成分是次氯酸钠，其标签上明确标注“避免接触皮肤”，这也从侧面体现了氯相关物质的强氧化性。

当水中存在氨时，氯和次氯酸极易与氨结合，生成各种氯胺，如NH₂Cl（一氯胺）、NHCl₂（二氯胺）和NCl₃（三氯胺）。这些氯胺水解后会重新变成次氯酸，因此它们也具备消毒杀菌能力，但效果不如HClO强，且杀菌作用较为缓慢。

由于氯胺在水中稳定性较好，杀菌持续时间长，有些水厂会在加氯消毒的同时，额外添加一些氨，形成一定量的氯胺，这种消毒方法被称为氯胺消毒法。

为确保水中所有病原细菌都能与氯充分作用，水经过氯消毒并接触一定时间后，水中应留有适量的剩余氯，以保证持续的杀菌能力。投加的氯在与细菌和杂质作用消耗后，剩余的部分就称为余氯。

余氯主要分为以下几类：

游离氯：以Cl₂形式存在的氯。

化合氯：包括NH₂Cl、NHCl₂及NCl₃等氯胺形式存在的氯。

总氯：游离氯与化合氯的总和，即总氯=游离氯+化合氯。

由于化合氯和游离氯的消毒能力差异较大，分别测定这两种余氯十分重要。具体来说：

余氯（游离氯）：以次氯酸、次氯酸根或溶解元素氯形式存在的氯。

化合氯：以氯胺和有机氯胺形式存在的氯。

总氯：以游离余氯、化合氯或两者同时存在的形式存在的氯。

氯消毒始于1850年，凭借价格低廉、消毒效果好、使用方便等优势，100多年来一直是国内外水厂的主要消毒方式。在水处理工业中，氯除了作为给水消毒剂，还常用作强氧化剂，用于处理含氰废水、含硫废水以及废水的脱色、除臭等，这一过程常被称为氯化处理。

1910年，在美国第38届公共健康协会年会上，GeorgeA.Johnson回顾饮用水加氯消毒情况时提到，早在1888年，氯消毒的效果就已得到认可，但直到20年后，才被供水厂大规模使用。氯消毒推广后，有效控制了介水传播疾病，拯救了无数生命。此后，基于过滤和消毒的供水系统被美国工程院评为20世纪最伟大的工程技术成就之一。

氯气与水融合后生成的次氯酸可作为氯消毒剂。氯消毒成本低、杀菌消毒效果好、操作简便，目前世界上绝大多数自来水厂都选择这种消毒方式。

水并非如大家想象中那般“无害”。在城市给水处理厂中，水经过混凝沉淀和过滤后，虽能去除不少细菌和其他微生物，但仍需进行消毒，目的是杀死水中的病原细菌和其他对人体健康有害的微生物。自然界的水中往往含有大量对人体有害的细菌与微生物，必须经过消毒才能饮用。

根据2023年4月1日实施的《生活饮用水卫生标准》GB5749-2022，生活饮用水消毒剂常规指标及要求有明确规定。且根据不同的消毒方式，监测指标也有所不同：

1. 采用液氯、次氯酸钠、次氯酸钙消毒方式时，应测定游离氯。

2. 采用氯胺消毒方式时，应测定总氯。

3. 采用臭氧消毒方式时，应测定臭氧。

4. 采用二氧化氯消毒方式时，应测定二氧化氯；采用二氧化氯与氯混合消毒剂发生器消毒方式时，应测定二氧化氯和游离氯，两项指标均需满足限值要求，且至少一项指标应满足余量要求。

我国饮用水标准规定，出厂水游离性余氯在接触30分钟后不应低于0.3mg/L，在管网末梢不应低于0.05mg/L。添加消毒剂是常用的方式，氯消毒具有杀菌能力强、易贮存、处理成本低、操作使用简单、消毒持续性好、余氯测定容易、运行管理方便等优点，且有成熟的使用经验和工艺。为保持自来水的消毒效果，避免在管网输送到用户过程中受到微生物污染，管网末梢的自来水中余氯含量必须在0.05mg/L以上，因此自来水会带有氯味。

准确监测水中的余氯等指标，对于保障饮用水安全至关重要。我们的水质检测仪能够精准检测相关指标，为水处理过程中的氯消毒效果监测提供可靠数据支持，助力保障公众的饮水安全。

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