氯二甲酚是一种在全球广泛应用的消毒剂，然而由于其相对较高的化学稳定性，加上被大规模使用，已证实对水中的生态系统构成了威胁。 香港科技大学（科大）工学院近日发现了一种极具潜力的消毒剂，名为「2,6-二氯苯醌」，有望成为取代氯二甲酚的替代品。 这种化合物不仅能更有效地对抗某些细菌、真菌和病毒，还能在受纳水体中迅速降解并去除毒性。
这项突破性的研究由科大土木及环境工程学系的张相如教授领导。 张教授研究消毒副产物多年，疫情期间，他注意到氯二甲酚的结构与其团队以前发现的卤代酚类消毒副产物相似，而某些卤代酚类消毒副产物能够在阳光照射下迅速降解。
团队受部分卤代酚类消毒副产物的结构特性和降解性质所启发，设法从消毒副产物中筛选出一种能够在受纳水体中快速降解并去除毒性的高效广谱消毒剂。 团队研究人员测试了10种消毒副产物在灭活不同病原体时的功效，当中包括大肠杆菌（一种有机会驱动结直肠癌的常见细菌）、金黄葡萄球菌（细菌）、白色念珠菌（真菌）以及噬菌体MS2（病毒）。 他们发现2,6-二氯苯醌在灭活细菌、真菌和病毒的功效比氯二甲酚高出9至22倍。
此外，即使在没有阳光照射的环境下，2,6-二氯苯醌也能在受纳海水中通过水解途径迅速降解，因此可以快速减低对海洋生态食物链最底端的环节动物胚胎所造成的发育毒性。 2,6-二氯苯醌被排放入海水两天后显示，其发育毒性较氯二甲酚低31倍。
张教授阐释说：「与氯二甲酚相比较，我们这项研究所筛选出来的消毒剂具有更强的灭菌和灭病毒活性，即使在黑暗环境中，其浓度和发育毒性也能在海水中迅速降低。」
他强调，我们迫切需要寻找既环保又高效的消毒剂，尤其自2019冠状病毒病大流行以来，这项需求变得更加明显。 「在水环境的样本检测时，会经常检测到氯二甲酚，例如在香港的河水样本中，其最高浓度已达到每升10.6微克的水平。 毒理学研究已发现氯二甲酚对水生生物的不良影响，包括内分泌干扰、胚胎死亡和畸形发育。 以虹鳟鱼为例，若长期暴露于环境浓度下的氯二甲酚（每升4.2微克），可导致基因调控和形态变化。」
2,6-二氯苯醌是一个极具潜力的替代品，这项发现对于满足全球需求而言，是一项重要的进展。 团队的研究成果显示，2,6-二氯苯醌作为消毒剂可望应用于个人护理产品（如洗手液、清洁剂和肥皂）、油漆、纺织品、金属加工液、医疗工作服，以及家居、食品加工设备、手术仪器和公共场所的消毒等。
张教授进一步指出：「这项创新研究不仅为人类生物安全提供了一个更有效的支持方案，同时优先考虑了环境可持续性，更发现可利用海水的微碱性来开发绿色消毒剂及其他绿色工业产品，意义重大。 例如，科学家可以设计和开发各种工业产品，包括农药、药物以及个人护理用品等，让这些产品被使用后均可以在受纳海水中通过水解方式迅速分解。」
这项研究成果最近在国际知名综合学术期刊《自然通讯》上发表。 团队成员包括张教授课题组的两位博士后研究员，他们均为科大土木及环境工程学系的博士毕业生。 其中韩佳芮博士目前于科大担任研究助理教授，而李婉鑫博士则现为西交利物浦大学的助理教授。
展望未来研究方向，张教授计划利用机器学习方法，探索卤代酚类的消毒效率和降解性能与其分子指纹之间的关系，从而进一步开发最佳的消毒剂。
