透析用水脱氯装置的设计及其应用研究

蒋忠伟 曹 靖 钟淼杰

血液透析是肾功能衰竭患者应用最多的一种肾替代治疗方法，随着血液透析质量控制监管力度的不断加强，患者的平均透析寿命逐年增长。在透析过程中，患者一次透析需要120～150 L反渗水，一年将接受15000～26000 L透析用水，如果透析用水中化学污染物存在超标，将会引起患者呕心、呕吐、溶血、贫血等急慢性透析并发症，严重者可危及生命[1]。因此对透析用水有极高的化学纯净度要求，以确保透析安全。

近年来，国内外有关透析用水氯超标导致的不良事件屡有报道，至今除了及时更换活性炭尚无有效的方法解决此类问题。为此，本研究针对透析当日检测透析用水氯超标时通过滴定亚硫酸钠溶液的方法予以应急处理。

1 透析用水氯超标的相关因素

透析用水中的氯主要来源于自来水中的氯消毒剂，从近年报道的透析用水不良事件中证实，位于水源污染较严重的长江中下游地区或接近自来水厂的透析中心是氯超标导致透析不良事件的易发地区[2]。目前，降低透析用水氯含量的唯一途径是依靠活性炭的吸附，而活性炭在使用一定周期后会失去吸附作用需要及时更换。但是，当检测到氯超标通常在每个工作日的上午，通知厂家更换活性炭至少需要半天时间，严重影响了透析当日血透患者的治疗，容易引发医患矛盾。导致氯含量超标主要有以下4种。

(1)活性炭未按原国家卫生部卫医管发〔2010〕15号文印发的《血液净化技术操作规程》[3]要求反冲洗(1～2次/周)，致使活性炭杂质粘附过多，未定期冲洗引起吸附作用的失效。

(2)检测人员在长期的测氯过程中由于麻痹意识及责任心不足等因素导致漏测现象，目前所使用的测氯试剂无效或过期等因素也会引起误判。

(3)在更换活性炭控制头拆装过程中，由于中心管滤网损坏或有异物卡死阀片，而引起活性炭吸附作用的失效[4]。

(4)由于某些地区自来水氯含量阶段性偏高(以冬季常见)，预置的活性炭量无法将氯降低至达标的氯含量，在更换活性炭后也无法达标[5]。

2 透析用水脱氯装置的设计

2.1 原水桶脱氯装置的设计

原水桶脱氯装置的设计适用于所有血液净化室在当日检测到透析用水氯超标时的应急处理，保证了透析用水的质量、避免了透析用水氯超标引起的医疗事故[6-7]。

(1)结构设计。主要部件包括支架、容器、滴定管以及原水储水桶等，见图1。

图1 原水桶式脱氯装置的设计

(2)工作原理。当检测氯超标时，将稀释后的无水亚硫酸钠溶液注入容器中，滴定管处设有滴速控制阀，将滴速调节至38滴/min，持续滴入装有1000 L自来水的原水储水箱中。

2.2 微型泵脱氯装置的设计

由于水的滞留容易滋生细菌等微生物，目前大部分血透中心取消了原水储水桶的配置，对于用无原水储水桶时的设计是在增压泵前安装微型泵，将稀释后的无水亚硫酸钠注入容器中，通过微型泵的负压抽吸方式将无水亚硫酸钠溶液带入自来水供水管路中，微型泵具有可控滴速的功能，当无需滴定时可通过旁路阀断开微型泵(图2)。

图2 微型泵式脱氯装置的设计

3 透析用水脱氯装置的应用实例

3.1 氯去除方法

(1)氯去除方法在工业水处理的应用。氯化-脱氯消毒工艺于20世纪70年代初期逐渐在美国发展起来，当时脱氯的目的是为了保证氯消毒的生态安全，氯去除的方法主要是向有残余氯的水中投加一定量的还原剂亚硫酸钠(Na2SO3)[8-9]使之发生脱氯反应，其反应式为：

式中HClO为次氯酸，Na2SO4为硫酸钠，HCL为盐酸。

(2)二氧化硫脱氯剂过量时所产生的亚硫酸盐在＜10 mg/L的剂量上未检测出毒性效应[10]。在透析当日检测发现软水处含氯超标(＞0.1 mg/L)时，通过在原水中滴加稀释后的无水亚硫酸钠溶液进行脱氯，同时在氯达标后进行取样，保证透析用水的硫酸盐含量符合质量控制标准。

3.2 实验材料

1000 L原水桶1个，无水亚硫酸钠500 g(上海埃彼化学试剂有限公司)；DPD总氯测定试剂1盒(广东环凯微生物科技有限公司)[11]。

3.3 实验方法

(1)透析当日检测自来水总氯含量为0.8 mg/L，经活性炭处理后软水处总氯含量为0.4 mg/L。

(2)取30 g无水亚硫酸钠溶解于3 L水中(1 g/L)，将稀释后的溶液盛入容器中置于1000 L容量原水储水桶中滴定，滴速为38滴/min。

(3)取样5 min后检测到软水处总氯含量＜0.1 mg/L，取样原水、软水及反渗水各1 L，检测其硫酸盐含量。

(4)取样结果显示，原水及软水处的硫酸盐含量为104 mg/L，反渗水硫酸盐含量＜5 mg/L。

3.4 实验结果

使用无水亚硫酸钠溶液滴定的方法能有效解决透析当日检测透析用水氯超标时的应急处理，为防止透析用水中硫酸盐含量过高影响患者透析质量，本研究实验在透析用水氯含量达标后从3个取样口分别取水送权威机构进行了检测。检测结果表明，硫酸盐在预处理部分无法去除，经过反渗机后硫酸盐浓度符合质量控制要求(欧洲药典标准：硫酸盐含量＜50 mg/L)[12-13]。

4 结论

透析用水中的氯含量对于透析安全而言是一项至关重要的监测指标[14-15]。上海市血透质量控制要求每日至少检测一次，总氯含量＜0.1 mg/L(美国医疗器械促进协会标准)。而目前，血液透析监管部门对于氯超标的唯一应急措施是及时更换活性炭。因此，通过无水亚硫酸钠滴定中和氯的方法能有效解决透析当日检测氯超标时的应急处理。然而，使用无水亚硫酸钠滴定中和氯的方法，硫酸盐代谢产物对透析用水水质的影响及对反渗膜寿命的影响还需要进一步的研究。此外，对于亚硫酸钠溶液的浓度范围也需要进一步的确认。

目前，随着血液透析质量控制对透析用水水质要求的不断提升，应用双活性炭罐或使用进口活性炭填料物等方法对控制透析用水氯超标具有积极意义。即便如此，活性炭控制头故障、检测人员疏于检测、测氯试剂失效或是因原水氯含量过高、活性炭量预算不足等人为因素所致的风险依然存在[16]。因此，应用无水亚硫酸钠滴定中和氯的方法作为透析用水氯超标时的应急处理手段具有一定的发展前景。