分子式：ClO2，它是氯的氧化物，以游离气体存在。常温常压下是一种带有辛辣气味的黄色气体。严格来讲二氧化氯不是氯制剂而是氧化剂。其氧化能力较氯酸强2.5倍。在水中杀灭细菌、病毒较一般消毒剂强。因为二氧化氯分子与病毒的蛋白质之间有吸附作用，致使病毒颗粒表面有高浓度的消毒剂分子达到灭活作用。其治疗效果不受水体中有机物、pH的影响。在水处理中集氧化、絮凝、沉淀三道工序为一体，从而达到消毒净化水体的作用。对鱼的败血症疗效显著。使用后不像普通的氯制剂那样由于氯与水体中的有机物加成、氯化生成三卤甲烷等有机卤化物，三卤甲烷被认为是致癌物。二氧化氯腐蚀性极强，易挥发爆炸。二氧化氯国内广泛生产的是二元制剂，由亚氯酸钠与活性物质组成。使用时A、B两液要活化一定时间且不能与金属接触。由于二元制剂使用存在危险性，所以已经开发出了安全的一元包装的稳定性粉状二氧化氯，使用更方便。但实验表明过量投放的二氧化氯被鱼类吸入体内生成亚氯酸根离子，致使其血液中的血红蛋白被氧化产生铁血蛋白贫血症及血清甲状腺缺乏症。美联邦环保局（USEPA）已不允许二氧化氯（包括二氯异氰尿酸钠及三氯异氰尿酸）用于鱼类养殖水体中，我国目前还没有规定。
二、二氯海因
化学名称：1.3-二氯-5.5-二甲基海因。分子式：C5H6C12N2O2。
物理性状：白色粉末，微氯臭，属有机卤素类消毒剂。简称DDH。其有效氯（与氧原子直接结合的氯）含量达60%～70%，稳定性好。
二氯海因的杀菌效果明显，主要起消毒作用的是次氯酸而不是次氯酸根，进入水体有较强的分解作用，可以氧化菌体酶结构中的巯基使酶失去活性，从而达到消毒杀菌的作用。二氯海因具有腐蚀性，使用时需在塑料桶内稀释，不适于鱼、虾幼体及仔鳗阶段的消毒。灭菌效率随有机物浓度的增大而降低。当水体中有机物含量为5%时灭菌率为99%，而有机物提高到10%～20%时灭菌率降低为55.6%。对浮游植物的影响初期（8小时）在一定程度上有损伤，但24小时后由于二氯海因的分解物在一定程度上能促进浮游植物的生长，且二氯海因在水体中有一个缓释过程，从用药30分钟至24小时水中有效氯含量始终在30.5%～41.6%，能达到较长的治疗时间。
三、二溴海因
化学名称：1.3-二溴-5.5-二甲基海因。分子式：C5H6Br2N2O2。
物理性状：白色或淡黄色。
二溴海因属纯溴制剂，它的杀菌效果与碘相似，使用剂量上比氯少，与氯制剂比具有更多的优点：
1.在碱性水和含氨水中，溴比氯具有更高的杀菌性，溴或氯的杀菌机制是通过它在水中产生次卤酸达到杀菌目的。
2.氯的挥发性大于溴，更易挥发。溴与水中的氨和其它含氮化合物生成一溴氨、二溴氨、三溴氨混合物。而氯与水中的氨和其它含氮化合物只生成一氯氨。氯氨在水中稳定而溴氨可快速分解。
3.溴对金属腐蚀比氯更小。
4.游离溴和溴化合物衰变速度快，对环境造成的污染小，卤素的毒性主要是其反应活性和迅速形成的反应产物造成。尤其在腐殖酸存在下氯易与有机物形成氯仿等含氯有机物，溴在一定程度上形成溴仿，它的半衰期为15天，而氯仿为50天。尤其在微生物作用下溴仿分解得更快，对鱼的毒性小。
四、溴氯海因
化学名称：1-溴-3-氯-5.5-二甲基海因。分子式：C5H6BrClN2O2。
物理性状：白色或类黄色粉末，有轻微的氯味及溴味。
特点：溴氯海因为溴氯一体化合物。但有文献报道：溴氯海因不断释放出活性Br-离子和Cl-离子。形成次溴酸和次氯酸，次氯酸不用于杀菌，而是把杀菌作用后的溴负离子重新氧化为次溴酸，产生新生态的次溴酸（并可以多次反复激活），使其履行多次杀菌使命。而新生态的次溴酸的杀菌效率和能量远远高于消毒剂水解产生的次溴酸，因此，目前国际上将此类杀菌剂归为溴制杀菌消毒剂。
在成本和效益上溴、氯消毒剂比二溴海因、二氯海因的消毒效果更理想。
总之，四种消毒剂都具有抗高pH、广谱、高效快速、低毒环保的特点。特定条件下，溴、氯制剂优于二氯海因或纯溴制剂。二氧化氯杀菌效果强劲，但对幼鱼、虾毒害较大，并要注意使用安全的问题。
