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二酸化塩素の製造技術でトップメーカーのクリーンケアさんに聞きました。

二酸化塩素とは?

二酸化塩素には、強力な殺菌と、有機物酸化除去能力、異臭味除去能力が高く、有害なトリハロメタンを生成しないなど多くの特徴のあることが判明し、以降多くの浄水場で使用され始めました。
また近年では、欧米を中心に食品関係や医療機関の器具及び環境消毒さらに内視鏡の消毒にも使用されており、米国の宇宙船内の滅菌や炭素菌テロの消毒にも使用されました。
二酸化塩素の化学式は「ClO2」で、常温では気体ですが水に溶解した場合、黄緑赤褐色の水溶液となり、それ自体は水中で加水分解せずに、ph2〜10の間では溶存ガスとして水溶液中に存在します。
酸化力が非常に強く、次亜塩素がアルカリ領域で効果を減ずるのに対し、広範囲のph 値まで強い除菌効果を示します。その為、温泉等での利用にも適します。
使用に適した濃度に希釈した液はそれほど匂いませんが、原液には強い刺激臭が有ります。
微生物学上の性質により、医療部門での使用が増加しています。
二酸化塩素濃度がウイルスの不活性化に効果を示すことは、かなり前から知られており、1946年にポリオウイルスが二酸化塩素によって不活性化した事が発表されてから、ウイルスについて様々な実験報告がされ、二酸化塩素は塩素より優れた効果を発揮するといわれ、濃度3ppmの希釈液を2分間作用させることにより、ほとんど不活性化したと報告されています。
二酸化塩素は、その強力な酸化力により細菌やウイルスの外殻を構成する蛋白質を酸化破壊して、しいては細胞内部組織まで破壊して死滅させる効果を持っています。
二酸化塩素は、その特有の分子構造フリーラジカルによる強力な酸化作用で、対象とするウイルス、細菌の蛋白質を酸化修飾します。ウイルス、細菌の性質が変わり機能しなくなります。
二酸化塩素は、蛋白質を構成するアミノ酸残基のトリプトファン(Trp)とチロシン(Tyr)を酸化修飾し、それぞれN-ホルミルキヌレリンとドーパに変換します。
硫化水素、アンモニアなどの悪臭物質に対しても酸化修飾し、消臭作用を発揮します。

二酸化塩素の殺菌の仕組みはどのようなものですか?

二酸化塩素が殺菌等の用途で飲料水に用いられる場合、非常に低濃度で用いられます。
このような低濃度では、細菌の細胞壁やウイルスの外殻に対して、致命的な物理的損傷を与える事はありません。
従って、現在は微生物の不活化を導く、より微妙な反応が行われていると考えられています。具体的には、二酸化塩素と微生物の生体分子の間に生化学的な反応が起こり、その結果、微生物が不活化されると考えられています。
二酸化塩素が急速にアミノ酸システインやトリプトファン、チロシンと反応する事が観察されましたが、ウイルスのリボ核酸とは反応しないとも考えられました。 この研究結果から、二酸化塩素はウイルスの外殻のタンパク質を変性させる事によって、ウイルスを不活化すると考えられました。
しかし、二酸化塩素はRNAウイルスのポリオウイルスや他のRNAウイルスとも反応する事がわかっています。
その後二酸化塩素が遊離脂肪酸と反応する事がわかりました。このような結果から、二酸化塩素によるウイルスの不活化の作用機序が、核酸に対する攻撃によるのか、その周辺の構造に対する攻撃によるのかはっきした答えは出ていません。
おそらくは、この両方の箇所に対して働きかける事により、病原体を不活性化していると考えられます。
二酸化塩素の生理学的な効果の点から、不活化の作用機序は、タンパク質合成を阻害する点に求める報告も提出されましたが、最新の研究によれば、二酸化塩素は外膜の浸透圧を変化させている事がわかっています。
つまりタンパク質や脂質の浸透圧を上昇させる事で内部を破壊しているのです。このように二酸化塩素は、複層的な働きかけにより病原体を不活性化する事が出来ます。

二酸化塩素の法律上の扱い
二酸化塩素そのものは毒物でも劇物でもなく誰にでも取り扱うことができます。
水道法においては二酸化塩素濃度0.6mg/L・亜塩素酸濃度0.6mg/Lとなっています。
食品衛生法においては亜塩素酸について食品添加物として生食野菜・卵殻・ふき・ももなどの消毒剤として認可されています。
労働安全衛生法ではTLV-TWA( 時間加重平均許容濃度)として
0.1mg/L となっています。亜塩素酸イオンについて規制がありますが、亜塩素酸イオン自体は水中で塩素と反応して無害化するので問題ありません。

病原性の細菌にはどのような種類がありますか?

大別して細菌はグラム陰性菌、グラム陽性菌、抗酸菌、芽胞菌にわけられます。病原性の点ではレジオネラ菌、0-157、サルモネラ菌、黄色ブドウ球菌、腸炎ビブリオ、結核菌などがあります。
もっとも消毒剤に対する抵抗性が高いものは芽胞菌で、その次に抗酸菌があります。これらの菌種にはアルコール系の消毒剤はあまり効果がありません。

細菌に対して二酸化塩素は有効ですか?


先にあげたすべての細菌に対して、極めて低い濃度の二酸化塩素で有効です。
クリーンケア製の二酸化塩素発生剤によって生成した二酸化塩素溶液を1ppm に希釈した液の細菌に対する効果は以下のようになっています。

病原性のウイルスにはどういう種類のものがありますか?


ウイルスはエンベロープというタンパク質の殻を持つものと持たないものに分けられます。
一般的にこの殻を持たないウイルスの方が殺菌剤に対して抵抗性が強く、ノロウイルスなどはこのタイプに該当するため、二酸化塩素や塩素などの強力な殺菌剤を用いなければ十分な効果が得られません。
ヒトへの影響という点では、インフルエンザウイルス、アデノウイルス、コロナウイルスなどがよく知られています。
犬や猫などへの致死性が高く、エンベロープがないウイルスとしてパルボウイルスなどもあります。

ウイルスに対して二酸化塩素は有効ですか?


先にあげたすべてのウイルスに対して、二酸化塩素で有効です。ウイルスへの効果という点では、多くの種類で塩素よりも高い効果を発揮します。

細菌やウイルスに対して二酸化塩素は有効ですか?


二酸化塩素は濃度と接触時間を制御すれば、ほぼすべての細菌・ウイルスに対して有効であると思われます。
細菌やウイルスなどへの高い効果により、より厳しい水準の衛生管理が求められる病院などの院内感染予防や飲料水の消毒などにも用いられています。
アメリカで最も優れた病院の一つに数えられるジョンズホプキンス病院などの論文によれば、少なくとも二酸化塩素は塩素に対して10 倍以上の効果があるとされています。

二酸化塩素は消臭にも使えますか?


日本水道協会やアメリカ食品医薬品局などの資料によれば、二酸化塩素は多くの悪臭の除去に有効であり、水の異臭味の除去に使われている場合もあります。
クリーンケアの空快で行った試験によれば、メチルメルカプタン、トルエン、などの悪臭に対して優れた消臭効果を発揮することが確認されています。
また、シックハウス症候群の原因であるアセトアルデヒドなどのアルデヒド類も分解し、対応するカルボン酸にすることがわかっています。

消臭の仕組みとはどのようなものですか?


消臭とは一言で言えば、悪臭物質をヒトの感知できる限界以下まで除去するということになります。
し かし、例えばある部屋が100ppm の悪臭物質で満たされており、この時の臭いの強さを100 とした場合、この悪臭物質を何らかの手段によって3ppm の濃度まで、つまり97%除去した時でも、ヒトの感じる臭いの強さは50にしか、つまり、半分程度減ったようにしか感じられません。
また、99%除去した場合でようやくヒトは1/3程度に減ったと感じることができます。このような法則がウェーバー・フェヒナーの法則と呼ばれるものです。
例 えば、大便臭を例にとると、その主な悪臭物質は硫化水素、メチルメルカプタン、アンモニアなどになります。また、サンプリングによれば硫化水素の場合、平 均的な濃度は0.53ppm であり最大濃度は2.2ppm でした。この硫化水素は、ヒトの感知する最低レベルの濃度が0.42ppb であるので99.92%減少させなければ、無臭レベルにすることができないことになります。
同様にこの研究ではメチルメルカプタンの平均濃度は42ppb、最大濃度は173ppb であり、ヒトの感知する最低レベルが0.07ppb ですので、99.8%以上の除去効果がなければ無臭にはなりません。
また、この研究でアンモニアは平均51ppb、最大濃度167ppb でした。ヒトの感知する最低レベルの濃度は1.54ppm でしたのでアンモニアについてはそもそも感知できる濃度に達していなかったことがわかっています。

二酸化塩素のどのような臭いに有効ですか?

二酸化塩素はラジカルとして存在するため、基本的にあらゆる悪臭物質に一定の効果を及ぼす事ができます。
例 えば、A1のメチルメルカプタンの場合50ppm を空快によって15 分後に2ppm に、30 分後には1 未満にまで分解します。特に有効な臭いの種類としては糞便臭、腐敗臭、汗臭、脂臭、などがあげられます。従って、トイレや生ゴミなどなどのある箇所では特 に効果的です。
また、タバコや化学的な臭いの場合、効果に時間はかかりますが、臭いのレベルを下げることが可能です。

二酸化塩素を利用した効果的な消臭方法は何ですか?

瞬間的に消臭する場合は、スプレータイプのアクアソリッド溶液が便利です。
トイレやロッカーなどでは、空快やアクアキューブを利用すると効果的です。
広い空間で用いる場合は、加湿器や送風機のそばに置くとより、広範囲に二酸化塩素が拡散するため、効果的な消臭と空間除菌が可能になります。
特にインフルエンザウイルスなどは極めて低濃度の二酸化塩素で充分に不活化させることが可能ですので、冬の乾燥する時期には加湿器と併用することで、予防効果が高まります。
また、臭いの原因は細菌であることも多いので、調理器具等の場合、低濃度の二酸化塩素溶液に浸漬させる方法が効果的です。

二酸化塩素はどのような分野で利用されていますか?

国内では主に温浴施設、ホテル、フィットネスクラブなどのレジオネラ菌対策や消臭などの用途で用いられています。
海外では冷却塔の消毒や皮革、製紙分野における漂白に、また上下水道の消毒にも広く利用されています。

二酸化塩素は生物膜に対して有効ですか?

二酸化塩素は生物膜に対しても有効です。
ジョ ンズホプキンス病院などの研究によれば、飲料水などの循環システムにおいて塩素では200ppm の高濃度4時間以上行っても生物膜やレジオネラ菌に対する処理方法としては有効でなかったのが、二酸化塩素を用いれば4ppm の濃度で6時間の処理によって、塩素よりも優れた効果が得られたことが報告されています。

二酸化塩素はアメーバに対して有効ですか?

有効です。
二酸化塩素は塩素よりも低い濃度、短い接触時間によりアメーバなどの原生生物に対して有効であることがWHOやEPAなどの国際機関で確認されています。
例えば、飲料水系の汚染原生生物の一つであるクリプトスポリジウムなどについても、塩素よりも二酸化塩素は高い効果を発揮します。
従って、温浴施設のレジオネラ菌対策においてレジオネラ菌が寄生するために問題となるアメーバなどの対策としても二酸化塩素は有効です。

殺菌効果はどのように比較しますか?またCt 値とは何ですか?


殺菌効果は濃度と接触時間によって変わります。
従ってこのような効果を比較する基準として、Ct 値というものが利用されています。
このCt 値は濃度(mg/L)×接触時間(min)で計算します。
こ の計算によって得られた値が低い殺菌剤は、わずかな接触時間で、低い濃度で効果が得られるということになり、優れた殺菌剤と評価することができます。 殺菌効果試験などを行う場合、使用した薬剤の濃度が記載されていない場合があります。 これでは本当の殺菌効果は判断できません。 例えば、二酸化塩素の場合、たいていの細菌に対して、1ppm(mg/L)の濃度で、1分間の接触時間で99.9%以上の殺菌効果を示しま
す。(濃度・接触時間)には十分注意が必要です。

ノロウイルスを不活化するにはどうすればいいですか?


次亜塩素酸などの塩素系の消毒剤が有効です。厚生省等の指導では200ppm 程度の高濃度の塩素で処理する方法が紹介されています。
二酸化塩素を使用した場合塩素に比べて比較的低い濃度で処理することが可能です。
クリーンケアでは猫カリシウイルス(ノロウイルスは人工的に安定して培養する方法が確立されていないため、代替して試験に用いられる同属のウイルス、ノロウイルスと似た傾向を示す。)を用いた試験を行っており、その不活化効果を確認しています。
また、アメリカ環境保護局や世界保険機構などの公的機関の発表している資料に基づけば、50ppm 以下の濃度で数分接触すれば、充分に不活化することが可能であることが報告されています。

二酸化塩素はノロウイルスに有効ですか?

有効です。二酸化塩素はpH に効果が左右されにくいため、塩素よりも確実な処理が可能です。

アルコール系の除菌剤はノロウイルスに有効ですか?


いくつかの企業から有効性を謳うアルコール系の除菌剤は発売されていますが、一般的にはアルコール系の除菌剤ではノロウイルスに対してあまり効果がありません。
例えば99%不活化と書かれていても、感染者の嘔吐物には数百万から数十億ものノロウイルスの粒子が含まれています。
一方、感染に要するウイルスの粒子は数十で充分であるため、わずか99%程度の不活化効果ではまったく感染の予防という観点からは力不足です。
クリーンケアが食品分析センターに依頼して行った二酸化塩素の不活化効果のテストでは99.999%以上の不活化効果を確認しています。

嘔吐物の適切な処理方法は何ですか?


厚生省などの指導では、まずウェットティッシュなどで静かに拭き取り、その汚物を200ppm 程度の塩素に漬けて、嘔吐物が飛散した箇所には新聞紙などを引き塩素を浸すなどといった方法が紹介されています
が、 この方法では最初に汚物を拭き取る際に作業者に対して多大な感染リスクを負わせることになるため、クリーンケアではまず周辺に二酸化塩素溶液を散布し、嘔 吐物自体にはゲロブロックをふりかけて、不活化および固化させる方法を勧めていおります。その後の固まった汚物などは厚生省の指針に従い、塩素などで処理 を行うことで、より安全に嘔吐物を処理することが可能です。

オゾンとは何ですか?


オゾンとは酸素原子が3つからなる酸素の同位体であり、腐食性が高く、生臭く特徴的な刺激臭を持つ有毒物質である。
大気中にもごく低い濃度で存在している。殺菌・ウイルスの不活化・脱臭・脱色・有機物の除去などに用いられており、一部の水道でも利用されている。しかし、残留効果はない。

次亜塩素酸ナトリウムとは何ですか?

次亜塩素酸のナトリウム塩である。化学式は NaClO で、次亜塩素酸ソーダとも呼ばれる。強アルカリ性である。
安価で効果が高いため殺菌・漂白に主に用いられているが、pH によって殺菌効果が激減することや、有機物などとの反応によって発がん性が指摘されるトリハロメタン類などの有機塩素化合物を副生成する問題点がある。

銀イオンとは何ですか?

銀は昔からその抗菌性が知られる金属です。近年は抗菌等の用途で消臭剤や殺菌剤が販売されている。銀自体は感光性があり、殺菌力のない黒い酸化銀になってしまうため、錯イオン化されたものが利用されている。
しかし、錯イオン化されたものは純粋な銀イオンよりも殺菌効果が落ちることも指摘されており、温浴施設での利用は難しくあまり利用されていない。

電解次亜塩素酸とは何ですか?

主に塩酸、または塩化ナトリウムを含む水自体を電気分解する方法によって作成された次亜塩素酸溶液、基本的な特性は次亜塩素酸ナトリウムと同じであって、違いは溶液のpH しかありません。

生物膜とは何ですか?

生物膜(バイオフィルム)とは微生物と微生物が産生する多糖類などによって形成された、いわば微生物の街と呼ぶ事ができます。
身近なところでは花瓶やポットの内側のぬるぬるとしたものや、歯の歯垢なども生物膜の一種です。
生物膜の果たす機能は多々ありますが、もっとも重要な点は、「殺菌剤からの保護」という点です。生物膜の内部へは殺菌剤が浸透しにくいため、内部に潜む細菌やアメーバなどを死滅させることが難しく、そのためレジオネラ菌などの問題が発生します。
ま た、生物膜は一度除去しても7〜14日程度で再形成されます。細菌の99%はこの生物膜の内部で生活しており、いわば生物膜という都市の住人と呼ぶ事がで きます。生物膜の除去は塩素では難しく、数10〜数100ppm の濃度で数時間接触させても完璧な除去は不可能です。
二酸化塩素の場合は、塩素 よりも低濃度短時間で処理できることがわかっています。また、過酸化水素などで洗浄する事によってより短時間で除去できますが、過酸化水素は濃度によって は劇物であるため、取扱いには注意が必要です。また、過酸化水素だけでは充分に殺菌できないことが多いため、作業後は殺菌と中和が必要になります。

アメーバとは何ですか?


鞭 毛や繊毛を持たない単細胞の原生生物を総称してアメーバと呼びます。ヒトへの影響という点では赤痢に似た症状を引き起こす、赤痢アメーバや、角膜炎を引き 起こすアカントアメーバ、アメーバ性脳髄膜炎を引き起こすネグレリアなどがあります。これらアメーバの殆どの種類がレジオネラ菌の宿主となり、循環設備の 60%以上から何らかのアメーバが検出されたという報告もあります。

ppm とは何ですか?


100 万分のいくらであるかを示す単位。完全に同一ではないがmg/Lと同じものとして扱うことができます。

ジョンズホプキンス病院とは何ですか?

アメリカで最高の病院の一つ。同系列のジョンズホプキンズ大学の医学部はハーバード大学と双璧と呼ばれる最難関の一つ。院内感染によるレジオネラ菌対策として二酸化塩素を使用している。

カビとは何ですか?

カビは、菌糸と呼ばれる糸状の細胞からなり、胞子によって増殖する。
身近な例では、湿気の多い時期・場所に、たとえば食物、衣類、浴槽の壁などの表面に発生する各種のカビがあります。

塩素と二酸化塩素の違いは何ですか?

二酸化塩素は塩素に比べて3つの点で優れています。
1つ目は発がん性のあるトリハロメタン類をほとんど作らないという点。
2つ目はpH によって殺菌効果があまり左右されないという点。
3つ目は、これがレジオネラ菌対策では大事な点ですが、生物膜やアメーバに対して塩素より格段に優れた効果があるという点です。
一方、二酸化塩素が塩素に劣る点は端的に言えばコストの点だけです。

二酸化塩素は生物膜やアメーバに有効ですか?

少なくともアメリカでもっとも優れた病院の一つである、ジョンズホプキンズ病院では、塩素による管理では生物膜やアメーバに対して有効ではなく、二酸化塩素の方が優れた効果が得られたと報告されています。
アメーバの種類によっては2〜10 倍以上塩素より優れた効果を発揮します。

問題の多い循環設備とはどのようなところですか?

詳しくは「循環設備のレジオネラ菌対策」を参考にしてください。
基本的に水の流れの悪くなる箇所、汚れが蓄積しやすい箇所、塩素消毒の範囲の外にある箇所は汚染されやすい箇所と言えます。
具体的には、水位計、連通管、回収槽、濾過器、集毛器、貯湯槽などがあげられます。

「二酸化塩素」は使用方法さえ間違わなければ非常に効果の
高い殺菌、消臭、水処理剤です。
国内での「二酸化塩素」の導入は急速に進んでいますが、一方で間違った情報が広く行き渡っていることも残念な事実です。

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