浅谈氢氧化钠在纯水管道抑菌的应用

摘要 微生物控制是纯水制取分配最关键指标因素。因企业生产的调整，当出现长假期停产时，因管道内不能完全排除积水，造成停产期间纯水管道内微生物滋生，严重的形成微生物膜，对恢复生产纯水的质量造成重大影响。而氢氧化钠是一种强碱物质，它的杀菌能力强，并且也作为反渗透水处理制取纯化水工艺中作为调节PH值的药剂。因此，利用氢氧化钠的特性，应用在停产期间纯水管道的灭菌剂，达到除菌目的。

关键词 氢氧化钠；纯化水；杀菌；微生物膜

中图分类号TQ460 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）44-0121-02

1 概述

纯化水在制药企业中是一种重要的原料及工艺用水，直接接触药品，因此它的质量，特别是微生物的控制至关重要。正常纯水生产过程中，纯水连续使用，微生物较易控制稳定，但若因生产调节或长假期而停产，纯水系统长时间停用，不采取相应措施或措施不当，系统内微生物迅速滋生，严重情况将形成微生物膜并定殖，从而影响纯水质量。因此，根据微生物的生长特性，假期停产纯水系统养护以预防微生物膜的形成更具合理性，通常比除去已经存在并已定殖的微生物更加容易也更有效。针对此种情况，假期停产必须采取相应的抑菌杀菌措施，防止微生物膜的形成。如何对停产期间纯水管道采取灭菌抑菌措施，确保管道不形成生物膜，是纯水系统假期养护的重要工作。

纯水系统假期管道的养护传统方法一般有排空阀，间断运行法，添加甲醛（过氧化氢）等强效杀菌剂等保养法。

2 纯水系统传统维护保养方法分析

2.1 排空法

排空法在纯水管道的抑菌养护在停产长假期传统方法应用最多，即在停产期间，将纯水系统管道内排空，消除微生物耐以生长的潮湿环境，达到抑制微生物生长的目的。其优点是操作简便、安全、适用。缺点是从实际应用中发现此方法仅对能完全彻底排净管道余水的小系统比较有效。对于纯水管道长或复杂系统，因设计及施工等因素，造成不能排空余水的系统，此方法并不合适。如江中药业股份有限公司采用此法，假期后恢复生产前在经过消毒灭菌后取样检测，监测点微生物检测细菌总数超标（100 CFU/100mL）的达到了25%，超纠偏限（60 CFU/100mL）达到了50%，超警戒线（30 CFU/100mL）的达到了83.3%(详见表1数据)。并且在随后的一次长达20天的停产期后形成了生物膜定殖情况，造成水质的反复。给生产造成极大的影响。此处所说的长假期是指停产5天以上。

2.2 间断运行法

即在假期每天安排运行2小时~4小时，进行管路系统的冲洗更新，达到抑制微生物生长目的。此方法优点比较适用于一周内的短暂假期，并且对机组的RO膜也起到了定期运行保护的功能。缺点是运行成本较高，而且停止运行期间系统管道内的水不循环仍然存在微生物滋生问题。以江中药业股份有限公司为例，纯水系统共计4台套，总容量达到11t/h。若按每2小时运行，每吨纯水的成本7元计算，每天运行成本将达到近160元。另外还需安排一名员工加班，每天加班费约100元。因此，一天将产生不少于260元的纯水系统保养成本。若纯水系统较大或停产周期长，运行成本还将更高，不仅如此，系统仍然需要考虑纯水的排放或循环运行问题，故此保养方法大大增加了维护成本。

2.3 添加甲醛或过氧化氢等化学杀菌剂法

即在停产期间，将甲醛或过氧化氢配比成约1％~2％的水溶液，加入纯水管道系统，并封闭阀门，利用甲醛的烷化性（或过氧化氢的强氧化性）能力达到灭活、杀菌功能。其优点是对杀菌抑菌效果确切，是公认的高效广谱杀菌剂。缺点是甲醛（或过氧化氢）等药剂具有一定的毒性，不稳定性，刺激性强，对操作配置防护要求高，以及存在残留检测的问题。因此，此类杀菌剂一般仅用于纯水管道系统的初次杀菌使用及纯水膜的保养，较少用于纯水管道的抑菌养护。

3 氢氧化钠维护保养法分析

基于以上出现情况，我们改进假期维护措施，采用添加保护液来达到灭菌目的。考虑药用纯水的特性，保护液必须安全、经济、并且易去除，不产生残留。因此综合考虑，我们选用分析纯氢氧化钠用作管道保护液。通过在纯水管道系统加入pH值为12的氢氧化钠溶液，破坏微生物的生长环境，达到灭菌的目的。为此我们做了个验证试验，取刚制取出的纯水样3份，每份100mL，其中试样1立即进行微生物检测，试样2添加氢氧化钠溶液至pH值12，试样3不做任何添加，将试样2和3存放在常温环境中保存15天，再进行微生物检测，检测结果如下：

项 目 试样1 试样2（pH12） 试样3

细菌总数 0CFU/100mL 0CFU/100mL 1220 CFU/100mL

送检时间 立即送检 存放15天 存放15天

表2

从实验结果可知，碱液完全达到了抑菌灭菌的效果。当出现超过5天长假的情况应用氢氧化钠碱液养护纯水系统，假期恢复生产微生物检测无菌率达到了80%以上，所有使用点的微生物检测均在10 CFU/100mL以下，远远高于合格线，达到了注射用水标准。抑菌灭菌效果显著。

因此，氢氧化钠具有灭菌抑菌的作用。它的作用机理是通过引起蛋白质、核酸大分子变性、水解，杀死或抑制微生物生长。而在纯水反渗透系统中，它还作为脱气试剂使用，中和水中的CO2气体形成的碳酸，达到调节纯水的pH值，降低纯水的电导率。氢氧化钠溶液无毒性，具强腐蚀性。因此，采用反渗透纯水工艺采用的分析纯级的氢氧化钠试剂配成低溶度溶液，作为停产期间纯水管道灭菌剂是安全有效及可靠的。

4 氢氧化钠维护保养法具体操作方法

第一步：在停止使用纯水后，保持纯水管道充满水，并且保持储罐水位约1/4；

第二步：取分析纯试剂级氢氧化钠，将试剂溶解在洁净的不锈钢桶，并且使用纯水作为溶剂；

第三步：通过卫生泵及微孔过滤器将碱液泵入管道系统，并且循环，直至各管道回水pH值在12~13之间即可，关闭循环泵及各水阀（见图1）；

第四步：在恢复生产前3天开启机组制水，并且进行冲洗，使各管道纯水电导率恢复正常值（2us/cm以内）后再进行消毒灭菌，然后取样检测，恢复正常使用。

5 结论

通过我们多年的验证结果表明，对较大型或管道系统复杂，不能确保排净纯水管道内余水的系统，在长期停产期间采用氢氧化钠溶液进行管道灭菌养护，预防微生物膜的形成，是一种高效并且经济可靠的方法。

参考文献

[1]国家药典委员会.中国药典（二部）[M].北京：化学工业出版社，2005.

[2]国家食品药品监督管理局.药品生产质量管理规范（1998年修订）.

[3]杨清香.普通微生物学[M].科学出版社，2008，1.

注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”