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2007年5月5日

戊二醛(Glutaraldehyde)之探討(1):戊二醛的殺菌作用

目前在台灣水族界有越來越多草友注意到美國 Seachem 公司出品的 Excel,
Excel 的主要內容成分為戊二醛(Glutaraldehyde),
也因此另一個醫界常拿來作為殺菌劑且主要成分也是戊二醛的 Cidex 也受到了注意。
那麼到底 Cidex 與 Excel 等以戊二醛為主要成分的化學物質,
是怎麼殺菌的?

戊二醛(Glutaraldehyde)在水質處理業界的使用已經超過了 20 年,
主要的用途在於控制水中細菌、霉菌和藻類的成長,
因此對於水族界而言或許很陌生,
但其實戊二醛並非是個可怕或陌生的化學物質。
台灣水族界將 Excel 稱呼為「神奇有機碳」,
我個人覺得可能是對戊二醛不夠瞭解所致,
當然也有可能是進口商的銷售手法之一。

戊二醛被水質處理業界使用超過 20 年不是沒有道理的。
因為不但具有廣效的殺菌作用,
同時也能穿透並消除生物膜(Biofilm)。
戊二醛是少數只含有碳(C)氫(H)氧(O)三元素而不含鹵素的殺菌劑,
在環境中即可被生物分解,
況且也不須要穩定劑來協助作用。

活化戊二醛拿來處理水質最常用的濃度劑量是 20-100 ppm,
在府臭的系統中是使用 50-100 ppm,
而維持濃度則為 20-50 ppm,
從每日施用一次至每星期一次不等。

戊二醛的殺菌效果很快,
平均 1-3 小時就能殺菌達 99% 以上。
而 pH 值也直接影響了殺菌的效果。
例如針對某細菌的研究中發現,
在 45 ppm 的活化戊二醛作用下,
pH 值 9 時只要 30 分鐘就達到了滅菌的效果,
pH 值 8 時需要 75 分鐘,
pH 值 7 時需要 2 小時,
pH 值 6 時需要 6 小時,
pH 值 5 時需要 9 小時。
因此我們不難理解為何醫院在使用 cidex 時,
都會使用活化劑來消毒殺菌 30 分鐘了。

戊二醛在 4-55 度時都可作用,
而且不影響其穩定性,
通常來說溫度越高,
殺菌效果就越快。

至於戊二醛是如何殺菌的?
根據研究顯示,
戊二醛會和細胞壁中的氨基酸結合,
使得微生物無法攝取養分與排出廢物。
而氨基酸在鹼性環境中與戊二醛的速度會更快。

戊二醛還有一項很重要的作用:
同時也能穿透並消除生物膜(Biofilm)。
並不是所有的細菌都漂浮在水中,
有更多的細菌是附著在固體的物質上,
並且集結形成所謂的生物膜。
簡單的說就是我們水族缸過濾器所培養的就是生物膜。
根據研究發現,
戊二醛在 15 分鐘內便能穿透 1.8 mm 的生物膜;
而穿透 3.5 mm 的生物膜則需要 30 分鐘。
但對於 6.0 mm 的厚度,
一個小時後只有 30% 的生物膜被戊二醛穿透。
這樣的結果其實說明了,
戊二醛對於新生成的薄生物膜作用非常好,
但對於完整建立的生物膜而言,
並不會受到戊二醛的完全穿透。
這也解釋了為何一個腐臭的水質系統必須一再地重複使用戊二醛殺菌。

對我們水族愛好者來說,
如果想利用戊二醛來殺菌,
除了必須升高水中的 pH 值來加速殺菌作用外,
所以 cidex 所附贈的活化劑最好搭配使用。
而適時的清洗過濾器已減少或破壞生物膜的厚度,
也能讓戊二醛的殺菌效果更完全。

但是對於新設的缸子或過濾器,
那麼使用戊二醛可要很小心了,
因為此時不論是過濾器或底床的的生物膜都很薄弱,
可能很容易就會有慘重的損失。


本文同時刊載於台灣「AquaPets」雙月刊 2007 年十月號。



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