化学
主讲人：方婕
《从化学视角看新冠肺炎》
一
新冠病毒的传播途径与化学原理
新冠病毒的传播途径
飞沫
粪口
气溶胶
接触传播
化学科普
关于“气溶胶”——在化学中属于一种分散系
1
什么叫分散系？
把一种（或多种）物质分散在另一种（或多种）物质中得到的体系，叫做分散系。
2
按照分散质或分散剂所处的状态，可以将分散系分为几种组合？
物质有固液气三态，故存在9种分散系。
3
什么是胶体？胶体有哪些性质？
分散质粒子在1-100nm之间的分散系，称为胶体。胶体性质：介稳性、电泳、聚沉等性质。
4
按照分散剂的状态不同，可以把胶体分为哪几种类别？
3种，固液气态。
5
你能根据 已学 知识给“气溶胶”下一个定义吗？
气溶胶是由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散系。其分散质为固体或液体小质点，分散剂为气体。
二
新冠病毒的防范与化学原理
网络上有关“口罩”的各种说法层出不穷
1、与他人间隔保持1米以上距离就不用戴口罩？
2、口罩越厚越好？
3、口罩要每隔2-4小时更换一次？
4、厚一些的棉布口罩同样能阻隔新冠病毒？
5、各种不同类型的口罩有何区别-医用防护口罩、医用外科口罩、其它口罩
化学科普
1、N95颗粒物防医用口罩
N95颗粒物防医用口罩每层的作用S层表示纺粘层（Spunbond），其纤维直径比较粗，在20μm左右（头发直径的1/3），因此硬度大，能够支撑整个口罩，同时也能起到隔绝大颗粒物质的作用。
M层表示熔喷层（Meltblown），纤维直径比较细，在2μm左右（纺粘层纤维直径的1/10，头发直径的1/30），对防止细菌、血液渗透起至关重要的作用。
N95实际上就是用聚丙烯无纺布SMMMS制作成的能过滤95%微细颗粒的5层口罩。
2、熔喷层隔绝病菌的原理
熔喷无纺布主要材质是聚丙烯，是一种超细静电纤维布，可以捕捉粉尘。含有肺炎病毒的飞沫靠近熔喷无纺布后，会被静电吸附在无纺布表面，无法透过。
粉尘被超细静电纤维捕捉住后，极不易因清洗而脱离，且水洗亦会被破坏静电的吸尘能力。因此这种口罩只能一次性使用。
适合平面口罩熔喷过滤级别有：普通级、BFE95（滤效95%）、BFE99（滤效99%）、 VFE95（滤效99%）、PFE95（滤效99%）、KN90（滤效90%）。
医用外科口罩的熔喷布一般选用20克重，克重越高，防护过滤效果越好。
三
新冠病毒杀菌消毒的化学原理
病毒是一种没有细胞结构的特殊生物。它由蛋白质外壳和内部的遗传物质组成。
病毒没有自己的代谢机构，没有酶系统，不能独立生存，必须生活在其他生物的细胞内，一旦离开活细胞很快可就变成没有生命活动、也不能独立自我繁殖的化学物质。
化学科普
杀菌、消毒的机理
1
使蛋白质变性
酚类、醇类、醛类、重金属、强酸、强碱、强氧化剂等, 能使蛋白质凝固或变性, 使病毒的生长繁殖受抑制而死亡。
2
干扰酶系统
重金属盐能与微生物的巯基 (-SH) 酶结合, 使其活性降低或消失, 从而影响病原菌的代谢。氧化剂、卤素类也能氧化微生物体内的某些酶系统。
3
使细胞浆膜通透性增加
清洁剂能降低病原菌细胞膜表面张力, 使细胞膜通透性增加, 菌体内物质外漏, 引起死亡
常用杀菌、消毒剂的分类
作用机理及适用范围
1
酚类
酚类使蛋白质变性、凝固, 能杀死一般细菌。但通常浓度对病毒无效, 对皮肤粘膜有刺激及局部麻醉作用。
常用的有苯酚 (石炭酸) 、煤酚 (甲酚) 、鱼石脂 (依克度) 、硫桐脂等。
其中苯酚(Phenol) 水溶液的杀菌作用最强, 5 %溶液可药用消毒止痛, 3%～5 %溶液用于用具、房屋消毒,1 %溶液或含酚软膏做止痒剂。
2
醇类
乙醇为最常用的消毒防腐药。能使蛋白质变性而发挥杀菌作用, 但对芽胞无效。
70 % (以重量计)作用最强, 高于70 %浓度能很快沉淀蛋白质形成一层保护膜, 反而阻碍其透入深层发挥杀菌作用。
苯氧乙醇对绿脓杆菌有强大杀灭作用。其2%溶液或乳剂用于绿脓杆菌感染的表面创伤、烧伤或脓疡的治疗。
苯甲醇有弱的防腐作用, 常用于药剂防腐。
3
醛类
甲醛 (蚁醛) ，40 %甲醛水溶液称福尔马林。甲醛易与蛋白质的氨基结合, 使蛋白质沉淀, 能杀死细菌、芽胞及病毒, 但对皮肤粘膜刺激性大。常用10 %溶液固定生物标本, 或用于浸泡手术器械 (半小时取出, 用无菌水冲洗) 。
甲醛有挥发性, 可加热熏蒸 (每立方米空间用1 mL～2 mL) 消毒房屋、器物。但能使皮革丝绸变脆, 应避免接触。戊二醛 ，无色油状液体, 味苦, 挥发性低, 略带甲醛气味, 可溶于水和乙醇, 水溶液呈弱酸性(pH=4～5) 。
在酸性条件下较稳定, 本品为快速、广谱、优良的消毒剂, 可杀灭细菌繁殖体、病毒、细菌、真菌及芽胞。腐蚀性小, 无刺激性, 有机物不影响灭菌效果, 适用于各种器械的消毒。一般用2 %的稀溶液加0.3 %的碳酸氢钠溶液进行消毒时间10 min～20 min, 可用擦拭、喷雾和熏蒸法。
4
酸、碱类
过氧乙酸，无色液体, 有强烈的刺激性醋酸臭, 在水中可溶不稳定, 易挥发, 易分解, 在稀溶液中稳定。系广谱、速效、高效灭菌剂, 可杀灭一切微生物, 对病毒、细菌、真菌及芽胞均能迅速杀灭, 可用于各种器皿及环境消毒。0.2%溶液接触10 min基本可达到灭菌目的。
过氧乙酸对冠状病毒的杀灭十分有效，其中0.2%～0.5%溶液用于对地面、墙壁、门窗、家具及物品的喷雾、浸泡、擦洗,保持时间60 min进行消毒;0.5%溶液浸泡30 min可对餐 (饮) 具进行毒;0.2%～0.5 %溶液浸泡10 min可对食物消毒;0.2%的溶液浸泡、擦洗可用于手或皮肤消毒;0.5 %的溶液喷洒并保持湿润60 min以上, 可对车、船等运输工具内外进行消毒;15 %的溶液加热蒸发, 薰蒸60 min～120 min可对房屋内空间、衣服被褥进行消毒。另外, 对于病人遗体可用0.5%溶液浸湿的布单包裹后火化。
醋酸为弱的有机酸。0.5 %～2 %溶液用于洗涤烧伤感染的创面。食醋加热蒸发以消毒房屋 (每立方米空间2 mL），预防感冒和流感。水杨酸对真菌有抑制作用, 使上皮角化松解脱落10 %～25 %溶液用于治疗鸡眼和疣。3%～6 %醇溶液或5 %软膏治疗表皮癣病。
苯甲酸难溶于水, 易溶于醇及沸水中, 在酸性环境中抗真菌作用较强。常与水杨酸制成复方醇溶液, 分强、弱2种, 强的含12 %苯甲酸和6 %水杨酸, 弱的浓度减半。苯甲酸毒性很小, 用于体癣、手足癣, 常作为食物或药品的防腐剂乳酸可用于空气消毒, 每立方米用1 mL, 以水稀释10倍后, 置于蒸发器中加热蒸发, 紧闭门窗30min。
硼酸 ，弱酸、刺激性小, 抑菌作用弱, 常用于皮肤粘膜消毒。2 %～5 %溶液洗眼、漱口及冲洗伤口, 5 %～10 %软膏或撒粉涂敷。硼砂，弱碱性, 作用和硼酸相似。
常用复方硼砂溶液 (即朵贝氏溶液) , 每100mL含硼砂及碳酸氢钠各1.5g、液化酚0.3 mL、甘油3.5 mL, 常用做口腔含漱剂。
5
重金属化合物类
重金属离子如汞、银、锌、铜等能与蛋白质的巯基结合, 干扰巯基酶的活性, 高浓度则使蛋白质沉淀, 杀灭微生物。对人体组织亦有收敛、剌激以至于腐蚀作用。
卤素与碱性物质 (肥皂) 可使之失效, 不可合用。硫酸锌、氧化锌与炉甘石 3者均有抑菌、收敛作用。0 .3 %～0.5 %硫酸锌溶液滴眼治疗结膜炎、沙眼。氧化锌不溶于水, 有吸着及干燥作用, 常与硼酸、滑石粉配合制成痱子粉, 或制成软膏、糊剂, 用于湿疹。
炉甘石含碱性碳酸锌及少量氧化铁, 有轻度收敛作用。炉甘石洗剂可用以治疗急性、亚急性皮炎、湿疹和痱子等。
硫柳汞含汞49 %, 对组织剌激性小, 0.1 %水溶液用于皮肤、粘膜及器械消毒。硫柳汞丁用于葡萄球菌和绿脓杆菌感染, 以及外科手术前的皮肤消毒, 忌与酸、碘接触。
氯化氨基汞与黄*化汞氧**二者均不溶于水, 与组织接触后, 慢慢游离出微量汞离子,因而抑菌作用时间长, 刺激性小。2.5 %～5.0 %的白降汞软膏治疗脓皮病及皮肤真菌感染。1 %黄*化汞氧**眼膏用于泡疹性结膜炎等。汞溴红作用弱, 消毒力不甚可靠, 但刺激性小。2 %溶液常用于皮肤小伤口、粘膜消毒。2 %醇溶液用于颜面及会阴部等柔软皮肤手术的消毒。不宜与碘酊合用,因可形成有刺激性的碘化汞。不适于大面积伤口。
硝酸银能与蛋白质结合成蛋白银而杀死细菌。0.5 %～1 %溶液有收敛作用, 用于治疗结膜炎, 滴眼之后立刻用生理盐水冲洗, 使过量的银离子形成氯化银沉淀, 以减轻对正常组织的损伤。5%～10%溶液可轻涂口腔内感染性溃疡。
6
氧化剂类
高锰酸钾是强氧化剂, 有较强的杀菌作用。遇有机物起氧化作用, 因氧原子立即与有机物结合, 故无气泡出现。还原后形成的氧化锰与蛋白质结合成复合物, 故低浓度有收敛作用;高浓度有腐蚀作用。0.1 %用于膀胱炎、创伤洗涤;0.01 %～0.02 %用于巴比妥类、氯丙嗪等中毒洗胃;0.0125 %用于阴道冲洗及坐浴;0.01 %用于湿烂性皮肤病、足癣浸泡等;0.1 %用于水果食物消毒;1 %用于毒蛇咬伤消毒。
过氧化氢溶液含过氧化氢3 %, 无色透明, 不稳定。遇有机物,分解放出单质氧而起杀菌和除*作臭**用, 作用时间短、杀菌力弱。利用其放出的气泡机械清除脓块、血块及坏死组织。1 %溶液用于化脓性中耳炎、口腔炎、扁桃腺炎、
白喉;3 %溶液用于冲洗创面, 尤其适用于厌氧菌感染的伤口。
7
卤素类
碘杀菌力强, 能杀死芽胞、真菌、原虫、病毒。主要与细菌蛋白质结合, 并使酶蛋白氧化而失活。对粘膜及皮肤有剌激性。含碘的消毒剂有:⑴碘酊, 2 %用于一般皮肤消毒或皮肤感染;3.5%～5 %用于手术皮肤消毒, 稍干后用酒精擦去以免引起皮炎, 破损皮肤及粘膜不宜用。⑵碘甘油, 1 %用于牙龈感染和咽炎时涂擦咽部, 不宜与红汞合用。⑶聚维酮碘(碘伏、碘络酮,) 碘的有机复合物, 黄色至红棕色无定形粉末, 易溶于水、乙醇。常用水溶液的浓度为10 % (内含有效碘1 %) , 为广谱强力杀菌消毒剂, 对病毒、细菌、真菌及霉菌孢子等都有较强的杀灭作用。常用于皮肤、粘膜消毒, 接触皮肤或粘膜后, 逐渐分解出碘而起到杀菌作用, 刺激性小、毒性低、作用持久, 使用安全、简便。
漂*粉白**含有效氯25 %～30%, 是次氯酸钙、氯化钙、氢氧化钙的混合物。灰白色粉末, 有氯臭, 受潮易分解失效。作用机理是由于生成次氯酸及放出单质氧, 氧化原浆蛋白的活性基团而起杀菌作用, 同时有除臭和漂白作用, 主要用于饮水消毒。1 %～3 %溶液用于喷洒和擦洗厕所;0.5%用于非金属用具及无色衣物的消毒。
含漂*粉白**制剂有: (1) 漂*粉白**硼酸溶液含漂*粉白**、硼酸各1.25 %; (2) 次氯酸钠溶液含漂*粉白**2 %, 碳酸钠1.4 %, 硼酸0.4 %。84消毒液消毒的原理和酒精不一样，它之所以能消毒是因为其中的次氯酸根离子具有氧化性，能够使病原体的蛋白质氧化变性，而氯离子也能显著改变细菌和病毒体的渗透压，使之死亡。
正因为这个特性，它对人的皮肤也具有腐蚀性，直接接触后手上会有种滑爽感，这就是皮肤被腐蚀了，所以用它的时候要戴上手套，并且根据使用说明进行稀释后再用。
84消毒液用于衣物消毒的时候也要小心，它会使衣物上的染料因氧化而褪色，变成大花脸，如果要给衣物消毒，需要将84消毒液稀释到比较低的浓度目前，市场上购买的“84消毒液”有效氯含量5.5～6.5%， 相当于50000mg/L。在实施消毒前，需要根据被消毒物体的特点进行稀释。
注意：消毒方式、消毒液浓度、作用时间是有效消毒的3个要素， 缺一不可。消毒液并非浓度越高越好，过高浓度的消毒液既不能达到有效的消毒效果，又会造成环境污染。在实施消毒前，要佩戴口罩和手套，避免消毒液腐蚀、刺激皮肤和呼吸道黏膜。如果被消毒物体表面有污物存在，要先清洗后再消毒。消毒后一定要用清水洗手，以免消毒液残留。84消毒液有漂白褪色的作用，不可用于丝绸、毛、尼龙、皮革表面、彩色织物等的消毒。84消毒液不要与洁厕灵等酸性消毒产品混用，以免两者反应后发生氯气中毒。
如果将酒精和84消毒液混在一起，可能生成了没什么用的乙醛，不过幸好这个反应的速率很慢。值得注意的是，生成的乙醛有可能会被过量的次氯酸钠氧化成乙酸甚至会发生氯仿反应，生成有毒的有机氯化物。
乙醇和84消毒液混合不会产生氯气。因为为了稳定次氯酸根，84消毒液中会添加少量NaOH，呈强碱性。在强碱性的环境下，氯气是不会跑出来的。所以酒精与84消毒液混合不会得到氯气，但不建议混合使用，会降低消毒效果甚至产生一些有机氯化物。
方婕
■ 高中化学教师，自2004年工作至今，教龄16年，分别担任初高中班主任共8年，备课组长8年，*共中***党**员，中学一级教师。先后获成都市2017届优秀教师、金牛区优秀*产党共**员、优秀教师、高中优秀学科教师奖、争先进位先进个人等荣誉称号。
编辑：李钿星月
图文：方 婕
审核：苏显江