一氯胺
定义
一氯胺是化学式为 NH₂Cl 的无机化合物，是氯原子取代氨分子中1个氢原子后形成的产物，分子量为 51.48[2]。在氯与氨反应生成的3种无机氯胺中，一氯胺是氯取代程度最低的一种，另外2种为二氯胺(NHCl₂)和三氯胺(NCl₃)[1]。
纯一氯胺在常温下为黄色液体，熔点为 -66℃，可溶于水、乙醇和乙醚，微溶于四氯化碳和苯[2]。受热或放置时可分解为氯化铵、盐酸和氮气；与盐酸反应生成氯化铵和氯气，与氯气反应则生成三氯化氮和氯化氢[2]。由于稳定性差、遇光易分解，无机氯胺通常不在市场上销售，需要在实验室或水厂现场制备[4]。
原理
一氯胺由氯与氨在水中的反应生成。以次氯酸形式存在的氯与铵离子作用，首先生成一氯胺，反应式为 NH₄⁺ + HClO → NH₂Cl + H₂O + H⁺[5]。若继续投加氯，一氯胺会进一步与次氯酸反应生成二氯胺，二氯胺再反应生成三氯胺[5]。3种氯胺在溶液中的比例主要取决于 pH 值、氯氮比和反应时间，pH 偏中性、氯氮比较低时以一氯胺为主[6]。
一氯胺的消毒作用来自于其氧化性。它在中性或酸性条件下可发生水解并释放具有强烈杀菌能力的氧化性氯，从而破坏微生物[7]。在给水处理中，当氯的投加量超过折点后，氯胺类化合性余氯会被破坏，游离氯才开始明显升高，这一投加量称为折点加氯量[8]。
从消毒能力的排序看，次氯酸强于次氯酸根，次氯酸根又强于无机氯胺，无机氯胺则强于有机氯胺[8]。因此一氯胺起效较慢，需要更高的接触时间与浓度乘积(C·t)才能达到同样的灭活效果[3]。
发展历程
氯胺用于饮用水消毒的历史可追溯到20世纪初。1916年，氯胺消毒首次在加拿大渥太华应用，最初目的是控制水中的嗅和味，20世纪20年代至30年代得到较广泛的使用[5]。1917年，美国科罗拉多州丹佛市也开始使用这一方法[5]。澳大利亚布里斯班则于1935年引入氯胺消毒[3]。
据美国水协 1938 年的调查，当时美国 2541 个水厂中约 16% 使用氯胺消毒，此后因第二次世界大战期间铵盐大量使用等原因，采用氯胺的水厂数量有所减少[5]。近几十年来，随着对消毒副产物问题的关注和相应限值规定的出台，越来越多的水厂改用氯胺作为二级消毒剂，以替代单纯氯消毒[5]。目前，一氯胺已在日本、美国、澳大利亚及部分北欧国家的饮用水二级消毒中得到应用[4]。
应用
一氯胺最主要的用途是水消毒。它被广泛用于饮用水的二级消毒，也用于污水排放前消毒、压载水处理、工业用水和循环冷却水的杀菌防垢[4]。在配水系统中，一氯胺形成的化合性余氯能维持较长时间，可抑制细菌在大型储水箱和滞水管段中再次繁殖，这是它相对游离氯的主要优势[1]。
由于氯胺与水中腐殖物质的反应较弱，使用一氯胺消毒可以减少三卤甲烷等氯化消毒副产物的生成，也有助于减轻氯消毒带来的异味[5]。在实际工艺中，既可以先加氨后加氯，也可以先加氯后加氨；把两者在不同投加点分别投加，可以在保证前期灭活效果的同时获得持久的管网余氯[3]。
在分析方法上，一氯胺的含量通常用 DPD 分光光度法测定，测得结果多为总氯；当水样含有腐殖酸等有色物质时，可采用液相色谱柱前衍生法，以区分无机氯胺与有机氯胺[6][2]。检测方法与在线加药控制装置的发展，使水厂能够按目标余氯值调节加氯量和加氨量[2]。
局限
一氯胺的杀菌能力弱于游离氯，要达到同样的病原微生物灭活率需要更高的 C·t 值，例如对大肠杆菌在 5℃ 下达到 99% 灭活所需的 C·t 值约为 180 mg/L·min，这要求水在管网或水池中有足够的停留时间[3]。因此以氯胺作为主消毒剂时，需事先确定最低 C·t 值[3]。
一氯胺在使用中会伴随副产物和衍生问题。它可与溴离子、碘离子反应，进而生成溴代、碘代消毒副产物，这些产物的毒性通常高于相应的氯代物[4]。一氯胺和二氯胺还是亚硝基二甲胺(NDMA)生成的重要前体物[6]。此外，为控制二氯胺和三氯胺而投加过量氨，可能引发管网硝化作用和黄铜部件腐蚀[9]。
二氯胺的消毒能力强于一氯胺，但在水中寿命短，难以维持管网余氯；三氯胺则不具备消毒性能且易挥发，两者在水中出现通常被视为非期望反应的结果[4]。一氯胺本身不稳定、对光敏感，标样难以长期保存，这给定量分析带来困难[4]。
参见
参考资料
- 氯胺 [引用日期2026-10-29]
- 一氯胺-学术百科-知网空间 [引用日期2026-10-29]
- nhmrc.gov.au 上的网页 [引用日期2026-10-29]
- Inorganic chloramines analysis in water [引用日期2026-10-29]
- [科普中国]-氯胺消毒法 [引用日期2026-10-29]
- 含氮有机物对预氯化下无机氯胺生成的影响 [引用日期2026-10-29]
- jyeoo.com 上的网页 [引用日期2026-10-29]
- Chloramine - Chapters and Articles [引用日期2026-10-29]
- US20090173697 [引用日期2026-10-29]