综述：氧化电位水

氧化电位水

中国预防医学科学院流行病学、微生物学研究所

中国预防医学科学院消毒检测中心副主任

氧化电位水(又称强酸性水、酸化电位水、强酸性电解水、酸性氧化电位水、机能水等)是一种具有高氧化还原电位(ORP)、低pH、含低浓度的有效氯的水，这种水具有较强的氧化能力和快速杀灭微生物作用。氧化电位水的研究始于1987年，由日本独立开发作为对耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)有显著效果的杀菌剂。经过多年的研究，人们对其的认识不断深入，对其杀菌的有效性、安全性、不留残毒有利于环保的优点已得到共识，并在医疗领域已用于手消毒、内窥镜的清洗消毒、血液透析装置的消毒、环境的消毒以及褥疮等创面的治疗。自1995年以来氧化电位水生成机进入中国市场很快得到了中国同行的认可，并且在一些医院用于内窥镜、牙钻、手术室、供应室的医疗器械的消毒，目前国内北京、沈阳、上海、安徽等地已开发出此类产品。并通过了各地区卫生行政部门的卫生许可。该产品的开发与应用对于防止医院内感染，控制消毒剂对环境的污染具有重要意义。

一、理化性质

氧化电位水是一种无色透明的液体，具有氯味，其氧化还原电位在1050－1180mV之间，有效氯含量一般为10－

50mg/L。在室温、密闭、避光的条件下，较稳定，可保存1－2个月，而在室温暴露的条件下，不稳定，可自行分解成自来水，故不宜长期保存，最好现用现制备。日本的林原正对氧化电位水水质进行了分析，表明氧化电位水中的pH值，氧化还原电位，Na离子，活性氧等与自来水和碱性离子水有明显的差别(表1)。

表1 氧化电位水水质分析结果＊

分析结果

分析项目

氧化电位水碱性离子水自来水PH（18℃） 2.36 12.8 6.87

次氯酸mg/L 10 0.2 0.2

氧化还原电位mV 1156 -798 695

导电率μ/cm1980 2630 245

Ca离子mg/L 25 44 26

Mg离子mg/L 6.3 9.5 6.7

Na离子mg/L 140 300 16

K离子mg/L 2.6 5.7 2.4

Fe离子mg/L 0.07 0.04 0.02

游离碳酸mg/L 11 … 3.5

氯离子mg/L 440 200 27

硫酸离子mg/L 51 16 42

活性氧mg/L 25 ……

＊氧化电位水生成机JAW035（日本樱泰克株式会社）

二、氧化电位水产生的原理和方法

三宅晴久（1997）和小川俊雄（1995）对氧化电位水产生的原理和隔膜的作用进行了较为详细的描述。

氧化电位水是将添加了0.05%NaCl的自来水，通过氧化电位水生成机中带有离子隔膜的组合电解槽，电解而成。由于离子隔膜将电解槽的阳极侧和阴极侧分开，（食盐）水通过电解解离成H＋和OH-，而OH-结合于阳极一侧或得电子，成为OH，随着4OH→2H2O＋O2的反应，4OH变成为水和氧气，于阳极侧的电解槽中就剩下来4H＋，由隔膜隔开的阳极槽中就积累了H＋，所以从阳极槽得到的水会显酸性。阳极由氯离子（Cl-）生成氯气，然后进一步与H2O反应生成盐酸和次氯酸（HOCL），使从阳极槽得到的水含10-50mg/L有效氯。

另外在阳极H2O也被电解成氧气（O2）和氢离子，其结果是在阳极槽得到的水的pH值在2.7以下，有效氯浓度达到10-50mg/L，溶存氧和氧化还原电位显著上升，一般在1050-1180mV之间。

图1 电解食盐水生成强酸性电解水的原理

三、对微生物的杀灭作用

氧化电位水具有快速杀灭微生物的作用。

1.对细菌繁殖体的杀灭作用

氧化电位水可快速杀灭各种细菌繁殖体。芝烨彦(1995)报道ORP值为1100mV，pH值为2.60时，氧化电位水作用30秒和1分钟，对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、鼠伤寒杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌(MRSA)杀灭率分别为99.99％和100％。来自日本食品卫生检测中心和林原正的报道均表明氧化电位水对大肠杆菌、沙门氏菌、绿脓杆菌和MRSA具有快速的杀灭作用。李新武等(1996)报道，在20℃条件下，ORP值为1127mV,pH值为2.6，有效氯含量为20－30mg/L的氧化电位水作用15秒种，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀灭率均为100％。崛田国元(1999)报道氧化电位水对甲氧西林敏感的金黄色葡萄球菌MRSA，表皮葡萄球菌、粪肠球菌、大肠杆菌0157：H7、克雷伯氏肺炎球菌、绿脓杆菌、伤寒沙门氏菌、粘质沙雷氏菌、副溶血弧菌的杀灭时间均小于10秒种。

2.对病毒的杀灭作用

清水义信等(1992)应用氧化电位水对各种病毒的灭活作用进行了比较，证明氧化电位水对病毒具有很好的灭活作用(表2)。

表2氧化电位水对各种病毒的灭活效果

病毒

感染量（TCID50/ml）

未处理处理后

单纯疱疹病毒Ⅱ型105.80

巨细胞病毒105.20

爱滋病毒104.50

脊髓灰质炎病毒1、2、3型105.20

李新武等(1999)对日本六个厂家的氧化电位水生成机制备的氧化电位水对HBsAg抗原性的破坏效果进行了比较，结果表明氧化电位水ORP值在1081－1174mV之间pH在2.3－2.6之间，有效氯含量在10～50mg/L时，作用30秒均能破坏HBsAg的抗原性。年维东等(1999)年的报道表明将含乙肝病人血清的生理盐水注入胃镜活检孔道内，用装有氧化电位水的自动超声雾化内窥镜消毒机消毒作用3分钟，应用Dig－斑点杂交法和PCR法检测HBVDNA结果均为阴性。上述结果表明氧化电位水对病毒本身、HBsAg和核酸均有较好的灭活和破坏作用。

3.对真菌或酵母菌的杀灭作用

芝烨彦(1995)的报道表明：氧化电位水对酵母菌具有较好的杀灭作用，30秒对Rhodstorula sp和白色念珠菌的杀灭率均大于99.90％。崛田国元(1999)的报道表明氧化电位水对白色念珠菌、土曲菌(Aspergillus terreus)和毛孢子菌(Trichesperon)的杀灭时间均小于15秒。国内易建云(1998)证明氧化电位水作用5min可100％杀灭白色念珠菌。

4.对细菌芽胞的杀灭作用

李新武(1996、1999)报道了氧化电位水对枯草杆菌黑色变种(ATCC 9372)芽胞的杀灭效果。在无蛋白胨存在的条件下，氧化电位水作用10－20min可100％杀灭该芽胞。邓小虹(1998)和易建云(1998)也分别有同样结果的报道。

四、杀菌机理

关于氧化电位水的杀菌机理目前有两种说法，一种是根据澳大利亚Berking关于水系环境中pH值和ORP值与微生物生存的关系的理论，认为微生物在低pH值和高ORP值的条件下不能生存，氧化电位水的杀菌机理主要是低pH值和高ORP 值起作用。而另一种观点认为主要是次氯酸起作用，其主要依据为：1强碱性水的pH值和ORP值处于微生物生存范围之外，但只显示出微弱的杀菌作用。2应用强碱性水中和氧化电位水而使ORP值下降，pH值上升，仍可维持较高的杀菌活性。3在pH值和ORP值不改变的情况下，降低有效氯，氧化电位水的杀菌活性明显下降。4即使氧化电位水不直接与微生物接触也可杀灭微生物。5用硫酸钠替代氯化钠得到的氧化电位水仅有微弱的杀菌活性。李新武(1996)对氧化电位水对微生物的杀菌机理进行了研究，通过电镜观察发现氧化电位水作用后的金黄色葡萄球菌和枯草杆菌黑色变种芽胞，可改变菌细胞的通透性，使菌细胞肿胀、破裂，促进细胞内容物向外渗出，这种现象与Friberg(1957)证实的氯化作用的结果是一致的(图2－6)

李新武等(1999)在进一步研究氧化电位水的杀菌机理时还发现将2000倍稀释的盐酸溶液和次氯酸钠配制成与氧化电位水pH值、ORP值和有效氯含量相同的溶液及蒸馏水和次氯酸钠配制成的与氧化电位水有效氯含量相同的溶液，与氧化电位水对金黄色葡萄球菌的杀灭效果相同，由此证明氧化电位水中起主要杀菌作用的因子是有效氯。清水义信认为氧化电位水的杀菌机理可能是阻碍酶的活性。通过测定氧化电位水对酶的作用发现，各种代谢酶的活性在和氧化电位水反应时，可使酶的活性丧失。

五、影响氧化电位水杀菌效果的因素

1.有机物