【正文】 迅速殺滅使人和動(dòng)物致病的各種病菌、病毒及微生物。臭氧是一種氧化性非常強(qiáng)的物質(zhì)，其氧化還原電位僅次于F2 。利用它的氧化性，可以在較短時(shí)間內(nèi)破壞細(xì)菌、病毒和其他微生物的生物結(jié)構(gòu)，使之失去生存能力。利用氧化性來殺死微生物以達(dá)到滅菌效果的化合物還有很多，比如常見的氯氣、漂白粉、高錳酸鉀等。但是，這些殺菌劑不但比臭氧殺菌速度慢，而且一般的殺菌劑對人體有害。臭氧與一般殺菌劑有不同，因?yàn)槎嘤嗟某粞蹩梢院芸旆纸獬裳鯕?，而氧氣對人體有益無害。臭氧的殺菌效果與氧乙酸相當(dāng)，強(qiáng)于甲醛、殺菌力比氯高一倍。與一般殺菌劑進(jìn)行性、積累性的殺菌消毒功能不同的是臭氧的殺菌作用是急速的，當(dāng)其濃度超過一定閾值后，消毒殺菌甚至可以瞬間完成。濕度的提高及溫度的降低可增強(qiáng)臭氧的消毒作用，當(dāng)臭氧溶于水中后有更強(qiáng)、更快的殺菌消毒作用。利用臭氧殺菌消毒沒有二次污染，在處理過的水、空氣、食品、器具等中不殘存任何有害物質(zhì)，這也是其他殺菌劑無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。解毒 臭氧能通過氧化反應(yīng)有效去除有毒氣體如CO、NO、SO芥子氣等。溶于水中的臭氧可氧化、分解從而有效去除水中的有毒物質(zhì)如重金屬離子、有機(jī)毒物、氰化物、硫化物以及敵敵畏、氧化樂果、馬拉硫酸等農(nóng)藥。臭氧用于水消毒可以大大降低自來水中鹵代烴等有機(jī)致癌物質(zhì)。防腐保鮮 由于其對細(xì)菌、微生物強(qiáng)烈的殺滅作用，用臭氧水處理魚肉類及其他食品可以達(dá)到防腐、消除異味、保鮮的功效。在臭氧產(chǎn)生的同時(shí)還可以產(chǎn)生大量負(fù)離子氧，在空氣中有些負(fù)離子可有效抑制果蔬的呼吸作用，延緩其代謝過程。同時(shí)，臭氧可以殺滅引起果蔬腐爛的病原菌，分解果蔬貯藏過程中產(chǎn)生的具有催熟作用的代謝廢物如乙烯、醇類、醛類、芳香類等物質(zhì)。這樣，在臭氧與負(fù)離子的作用下抑制了果蔬的新陳代謝及微生物病原菌的滋生蔓延從而延緩其后熟衰老、防止其腐爛變質(zhì)，達(dá)到保鮮的效果。有研究表明，臭氧可使食品、飲料和果蔬的貯藏期延長3～10倍。除臭、除異味 自然界引起臭味與腐敗味的主要成分是氨、硫化氫、甲硫醇、二甲硫化物、二甲二硫化物等，臭氧可以與它們發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將其氧化分解為無毒、無臭的物質(zhì)，從而達(dá)到除臭的效果。臭氧的廣譜殺菌原理臭氧的廣譜殺菌原理 臭氧是一種廣譜殺菌劑，可殺滅細(xì)菌繁殖體和芽孢、病毒、真菌等，并可破壞肉毒桿菌素，臭氧在水中殺菌速度比氯快的多，是氯的3000倍。臭氧的廣譜殺菌原理 臭氧的殺菌作用是生物氧化過程，臭氧的強(qiáng)氧化作用使微生物細(xì)胞中的多種成分產(chǎn)生氧化，從而產(chǎn)生不可逆變的變化而死亡。一般認(rèn)為，臭氧滅病毒上通過直接破壞其核糖核酸（RNA）或DNA物質(zhì)完成的。而殺滅細(xì)菌、霉菌類微生物則是臭氧首先作用于細(xì)胞壁，是膜構(gòu)成成分受損傷，導(dǎo)致新陳代謝障礙并抑制其生長，臭氧繼續(xù)滲透破壞膜內(nèi)組織，直至殺死。濕度增加提高殺滅率，是由于高濕度下細(xì)胞膜膨脹變薄，其組織容易被臭氧破壞。濕度增加提高殺滅率，是由于高濕度下細(xì)胞膜膨脹變薄，其組織容易被臭氧破壞。臭氧殺菌效果臭氧對細(xì)菌繁殖體 李懷恩等觀察了臭氧氣體對空氣中綠膿桿菌的殺滅作用。在15℃，濕度73%，～，%以上；伍學(xué)洲等試驗(yàn)臭氧對大腸桿菌殺滅率為100%，%，%，顧士圻等試驗(yàn)，%、%。%；Burleson（國外）等試驗(yàn)將臭氧氣體通入染有金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、熒光假單胞菌、鼠傷寒沙門氏菌、福氏痢疾桿菌、霍亂弧菌的磷酸鹽緩沖液中，作用15秒后，以上細(xì)菌全部殺滅；白希堯等發(fā)現(xiàn)臭氧水溶液殺菌作用強(qiáng)大，且速度極快，大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的殺滅率均達(dá)100%。臭氧對細(xì)菌芽胞 瞿發(fā)林等報(bào)告，可將100mL塑料瓶內(nèi)滴染的枯草桿菌黑色變種芽胞100%殺滅；居喜娟等報(bào)道，在1m3試驗(yàn)柜內(nèi)，開啟500mg/%；歐陽川等在動(dòng)態(tài)試驗(yàn)條件下，將臭氧氣體通入染菌井水中，～，作用3～10分鐘，%。臭氧對病毒 李紹忱等試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，乙型肝炎表面抗原（HbsAg）的滴度從1:256降至1:64。史江等報(bào)告，%，使用甲型肝炎病毒抗原（HAAg）破壞100%；%；Herbold等報(bào)告，在20℃水中，可以100%的滅活脊髓灰質(zhì)炎病毒I型（PVI）。臭氧滅活病毒速度極快，～，在反應(yīng)最初5秒鐘內(nèi)，噬菌體T2即可被滅活5～7個(gè)對數(shù)值。Finch發(fā)現(xiàn)水中含臭氧濃度40μg/L時(shí)，作用20秒鐘，可使大腸桿菌噬菌體ms2滅活4個(gè)對數(shù)值。Vaughn等在4℃條件下，對比了臭氧對猿輪狀病毒SAH和人輪狀病毒2型的滅活效果,。Crpend等檢測了經(jīng)臭氧處理后的血清中愛滋病毒(HIV)的滅活情況，證明當(dāng)臭氧濃度為4mg/L時(shí)，可將滴度為106CID50/mLHIV全部滅活，病毒滴度下降6個(gè)對數(shù)值。臭氧對真菌 汪華明等報(bào)道，作用100分鐘對雜色曲霉與桃色擬毒霉的殺滅率達(dá)100%，對蠟葉枝孢霉23mg/L30分鐘、，均可達(dá)100%滅活率。對于煙曲霉、細(xì)交鏈孢霉、爪哇毛霉等，～～%。伍學(xué)洲等發(fā)現(xiàn)，%，對毛霉菌的殺滅率為100%；白希堯等報(bào)告，濃度為15mg/L的臭氧水溶液作用1分鐘，可100%地殺滅試驗(yàn)中的黑曲霉和酵母。臭氧對原蟲 Finch等比較了22℃時(shí)臭氧對蘭氏賈弟鞭毛蟲和鼠型賈弟鞭毛蟲色曩的滅活效果，可使鼠型賈弟鞭毛蟲減少4個(gè)對數(shù)值，使蘭氏賈弟鞭毛蟲減少4個(gè)對數(shù)值。Korich等比較了臭氧、二氧化氯、氯對凈化水中的微小隱孢子蟲卵囊的滅活作用試驗(yàn)證明，1ppm的臭氧作用5分鐘可以滅活90%的卵囊。 表1 臭氧在空氣中的殺菌效果（1ppm=2mg/m3） 菌種臭氧濃度(ppm)時(shí)間(min)殺菌率(%)菌種臭氧濃度(ppm)時(shí)間(min)殺菌率(%)枯草桿菌5金黃色葡萄球菌10010100黑曲霉菌10020100酵母菌10040100大腸桿菌1鼠傷寒桿菌110051005100乙型肝炎表面抗原HBXAg566宋內(nèi)氏菌11001066510020100白色葡萄球菌110040100510060100表2 臭氧水的殺菌效果 菌種菌落數(shù)(10個(gè)/L)臭氧水濃度(mg/L)處理時(shí)間(min)殺滅率(%)細(xì)菌總數(shù)10100多不可計(jì)100大腸桿菌1010010100金黃色葡萄球菌多不可計(jì)10010100黑曲霉菌多不可計(jì)100酵母菌多不可計(jì)100乙型肝炎表面抗原HBXAg256(+ +)100臭氧的濃度與作用 根據(jù)清華大學(xué)編的《臭氧技術(shù)應(yīng)用文集》一書，將有關(guān)臭氧應(yīng)用濃度按安全濃度空氣、應(yīng)用濃度、水中應(yīng)用濃度、環(huán)境濃度及感知濃度，分類摘錄，以便在應(yīng)用中查找。 安全濃度 ◎。 ◎臭氧工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)： 國際臭氧協(xié)會(huì)： ppm，接觸10小時(shí) 美 國： ppm，接觸 8小時(shí) 德、法、日本： ppm 中 國： ◎（）。 ◎動(dòng)物試驗(yàn)表明，～，根據(jù)臭氧對肺功能毒性的試驗(yàn)結(jié)果，～。 空氣應(yīng)用濃度 ◎作為空氣除味與殺菌，要求臭氧濃度較低，（1mg/m3），而物品表面消毒（殺滅微生物和去除化學(xué)污染）則要求提高幾十倍的臭氧濃度。 ◎空氣應(yīng)用具氧濃度在1mg/m3～10mg/m3之間。◎溫度低，濕度大則殺滅效果好，尤其是濕度，相對濕度小于45%，臭氧對空氣中懸浮微生物幾乎沒有殺滅作用。在60%時(shí)才逐漸增強(qiáng)，在95%時(shí)達(dá)到最大值?！蛴贸粞跸臼称芳庸ぼ囬g，～%的自然菌。 ◎冷庫消毒要求臭氧濃度6～10ppm，停機(jī)后封庫24小時(shí)以上細(xì)菌殺滅率90%左右，霉菌殺滅率80%左右?！蛟谒A藏期間，可用2～3ppm的臭氧可使霉菌的生長受到抑制，貯藏期可延長一倍。 水中應(yīng)用濃度◎～10mg/L之間。低值作為水消毒凈化要求的最低濃度，高值作為“臭氧水消毒劑” 可達(dá)到的濃度值。 ◎自來水臭氧睜化，保持4分鐘。 ◎～～10min可達(dá)消毒目的。 ◎臭氧水消毒滅菌是急速的，消毒作用在瞬間發(fā)生。清水中臭氧濃度一旦達(dá)到，～1分鐘內(nèi)就殺死細(xì)菌，在濃度達(dá)4mg/L，在1分鐘內(nèi)乙肝病毒滅活率為100%。 ◎Herbold報(bào)道：20℃條件下，可將大腸桿菌100%殺滅，10℃。 ◎～38mg/L時(shí)，僅需幾秒或幾分鐘完全滅活甲型肝炎病毒（HAV）。 ◎～，即可滿足殺菌保質(zhì)要求?！?◎～，要求投加臭氧應(yīng)滿足 1m3水2gO3的發(fā)生量。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，臭氧發(fā)生濃度高于8mg/L時(shí)容易達(dá)到濃度。臭氧的作用機(jī)理消滅微生物的機(jī)理 Roy 等以 PV1作為模型病毒，研究了臭氧對腸道病毒的滅活機(jī)理。結(jié)果證明，臭氧可破壞病毒衣殼蛋白的四條多肽鏈，并使 RNA 受到損傷。 Mudd 報(bào)道，臭氧和對其敏感的氨基酸娥基（半胱氨酸殘基、色氨酸殘基、蛋氨酸殘基）發(fā)生反應(yīng)可直接破壞蛋白質(zhì)。 Kim 等報(bào)告，臭氧作用過程中 , 可使噬菌體中 RNA 被釋放出來，電鏡觀察還可見噬菌體被斷裂成小的碎片。 Christensen 等報(bào)告 , 嘌吟和嘧啶經(jīng)臭氧作用后紫外吸收發(fā)生改變。有人還認(rèn)為臭氧可與細(xì)菌細(xì)胞壁脂類雙鍵反應(yīng)，穿入菌體內(nèi)部，作用于脂蛋白和脂多糖，改變細(xì)胞的通透性，從而導(dǎo)致細(xì)胞溶解、死亡。 除臭機(jī)理 氧去除異味性能極好。依靠其強(qiáng)氧化性能可快速分解產(chǎn)生臭味及其它氣味的有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)，臭味的主要成分是胺 R3N 、硫化氫 H2S ，甲硫醇 CH3SH 等。臭氧對其氧化分解，生成物沒有氣味。 反應(yīng)式如下： R3N + O3 → R3NO + O2 H2O + O3 → S + H2O + O2 → SO2 + H2O CH3SH + O3 →[CH3 SSCH3] →CH3SO3H + O2水果保鮮機(jī)理 臭氧在蔬菜水果儲(chǔ)藏中的應(yīng)用除了具有殺滅或抑制霉菌生長防止腐爛作用之外，還具有防止老化保鮮作用，其機(jī)理是臭氧可以氧化分解果蔬生理代謝作用呼吸出的催熟劑——乙烯氣體 C2H4 。其反應(yīng)過程如下： H2CCH2 + O2 →CO2+ H2O 乙烯中間產(chǎn)物 C2H2O 也具有對霉菌等微生物的抑制作用。 臭氧水滅菌凈化機(jī)理 臭氧在水中時(shí)刻發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的單原子氧(O)和羥基(OH) ，瞬間分解水中的有機(jī)物質(zhì)、細(xì)菌和微生物。羥基(OH) ，是強(qiáng)氧化劑、催化劑，使有機(jī)物發(fā)生連鎖反應(yīng)。反應(yīng)十分迅速，單原子氧(O)和羥基(OH) ，對各種致病微生物均有極強(qiáng)的殺滅作用，羥的氧化還原位為 ，與氟的氧化能力相當(dāng)。 臭氧可以對水中的硫化物、氨、氰化物進(jìn)行降解，有毒的硫化物，氨、氰化物通過與臭氧反應(yīng)后，產(chǎn)生了無霉的 H2SOCO N2 等物質(zhì)，從而達(dá)到凈化水的目的。 臭氧的特性及凈化原理 臭氧(O3)是氧(O2)的同素異構(gòu)體，在水中的氧化還原電位為 ，高于氯 () 二氧化氯()，它能破壞或分解細(xì)菌的細(xì)胞壁，迅速擴(kuò)散透人細(xì)胞里，氧化破壞了細(xì)胞內(nèi)的酶而致死病原菌。 臭氧在水中分解的中間產(chǎn)物氫氧基(OH) 具有很強(qiáng)的氧化性，可以分解一般氧化劑難以破壞的有機(jī)物，而且反應(yīng)完全速度快。 臭氧可以對水中的硫化物、氨、氰化物進(jìn)行降解，進(jìn)而達(dá)到凈化的目的。 、21 / 21