臭氧消毒

臭氧消毒技術是1840年一位德國的化學家C.F.舍拜恩發明的消毒技術，於1856 年被用於水處理消毒行業。目前，臭氧已廣泛用於水處理、空氣淨化、食品 加工、醫療、醫藥、水產養殖等領域，對這些行業的發展起到了極大的推動作用。

基本介紹

• 中文名：臭氧消毒
• 外文名：Ozone disinfection
• 化學式：O3
• 發明時間：1840年
• 發明人：C.F.舍拜恩
• 原理：氧原子的氧化作用

定義

臭氧消毒是指以臭氧作為消毒劑的水處理技術。臭氧是一種強氧化劑，溶於水後，直接或利用反應中生成的大量經基自由基及新生態氧間接氧化水中的無機物、有機物，並進入細菌的細胞內氧化胞內有機物，從而達到殺菌消毒、淨化水質的目的，與加氯消毒相比，臭氧消毒劑髦小、作用快、消毒效果更佳，同時可以改善水的口感和觀感。

滅菌原理

臭氧是一種強氧化劑，滅菌過程屬生物化學氧化反應。O₃滅菌有以下3種形式：

1.臭氧能氧化分解細菌內部葡萄糖所需的酶，使細菌滅活死亡。

2.直接與細菌、病毒作用，破壞它們的細胞器和DNA、RNA，使細菌的新陳代謝受到破壞，導致細菌死亡。

3.透過細胞膜組織，侵入細胞內，作用於外膜的脂蛋白和內部的脂多糖，使細菌發生通透性畸變而溶解死亡。

臭氧的介紹

臭氧是什麼

臭氧的分子式為O₃。為天藍色腥臭味氣體，液態呈暗黑色，固態呈藍黑色。臭氧主要存在於距地球表面20公里的同溫層下部的臭氧層中。它吸收、阻擋並削弱對人體有害的短波紫外線，防止其到達地球。

臭氧的毒性

當環境中臭氧濃度偏高時，又是一種環境污染氣體，它是溫室效應氣體之一，殺滅細菌的同時也對人體細胞構成損傷，在靜電區，印表機旁，都應注意通風，避免臭氧濃度過高引起的毒性效應。

臭氧的定義

摺疊

化學分子式為O₃，三原子形式的氧。常溫、常態、常壓下無色，有腥臭的氣味，具有強氧化作用。所屬學科:大氣科學(一級學科);大氣化學(二級學科)

定義2:氧氣的同素異形體，每個分子由三個氧原子組成。當其存在於平流層時，有助於保護地球上的生物免受紫外線的傷害，而當其在地球表面附近時, 是城市光化學煙霧的一種組分，對植被和人類有傷害作用。

臭氧的製取

臭氧可使用臭氧發生器製取，其生成原理臭氧可通過高壓放電、電暈放電、電化學、光化學、 原子輻射等方法得到，原理是利用高壓電力或化學反應，使空 氣中的部分氧 氣分解後聚合為臭氧，是氧的同素異形轉變的一種過程。臭氧的分子式為O₃。

臭氧消毒作為氯消毒的替代方法，在飲用水處理中被越來越多地套用。試驗表明，臭氧幾乎對所有細菌、病毒、真菌及原蟲、卵囊都具有明顯的滅活效果。

優點

臭氧滅菌為溶菌級方法，殺菌徹底，無殘留，殺菌廣譜，可殺滅細菌繁殖體和芽孢、病毒、真菌等，並可破壞肉毒桿菌毒素。另外，O₃對黴菌都有殺滅作用。O₃由於穩定性差，很快會自行分解為氧氣或單個氧原子，而單個氧原子能自行結合成氧分子，不存在任何有毒殘留物，所以，O₃是一種無污染的消毒劑。O₃為氣體，能迅速瀰漫到整個滅菌空間，滅菌無死角。而傳統的滅菌消毒方法，無論是紫外線，還是化學熏蒸法，都有不徹底、有死角、工作量大、有殘留污染或有異味等缺點，並有可能損害人體健康。如用紫外線消毒，在光線照射不到的地方沒有效果，有衰退、穿透力弱、使用壽命不長等缺點。化學熏蒸法也存在不足之處，如對抗藥性很強的細菌和病毒，則殺菌效果不明顯。

活性氧（臭氧）滅菌消毒作用體現在它的強氧化性上，是全球公認的綠色廣譜高效的消毒滅菌劑。廣泛用於飲用水消毒，醫療衛生機構空氣消毒，臭氧會在30-40分鐘後自動還原成氧氣，沒有化學殘留二次污染。所套用的領域有消毒櫃、果蔬解毒機，婦科治療儀、食品加工、飲用水灌裝消毒設備等。詳情可以查閱科普圖書資料或網上查詢以驗證。

缺點

投資大，費用較氯化消毒高；水中O₃不穩定，控制和檢測O₃需一定的技術；消毒後對管道有腐蝕作用，故出廠水無剩餘O₃因此需要第二消毒劑；與鐵、錳、有機物等反應，可產生微絮凝，使水的濁度提高；臭氧氧化含有溴離子的原水時會產生溴酸根。溴酸根已被國際癌症研究機構定為2B級潛在致癌物，WHO建議飲用水的最大溴酸根含量為25μg/L，美國環保局(USEPA)飲水標準中規定溴酸根的最高允許濃度為10μg/L。臭氧氧化過程中溴酸鹽的生成有臭氧氧化和臭氧/氫氧自由基氧化兩種途徑，控制溴酸鹽可以從控制其形成和生成後去除兩個方面進行。降低pH、添加氨氣、氯-氨工藝和最佳化臭氧化條件是控制溴酸鹽形成的方法，溴酸鹽生成後則可以利用物理、化學和生物方法去除。因此要實現臭氧、致病菌與溴酸鹽三者的平衡需進一步探討臭氧滅菌機理及溴酸鹽控制方法。

所以桶裝水買回家後別急著飲用，保險的辦法是先放上一兩天，讓水中的溴酸鹽分解成無害的溴化物後再喝不遲。

注意事項

1、臭氧對人體呼吸道黏膜有刺激，空氣中臭氧濃度達0.15ppm時，即可嗅出；按照國際標準，達0.5-1ppm時可引起口乾等不適；達1-4ppm時可引起咳嗽；達4-10ppm時可引起強烈咳嗽。故消毒用臭氧消毒空氣，必須是在人不在的條件下，消毒後至少過30分鐘才能進入。

2、臭氧為強氧化劑，對多種物品有損壞，濃度越高對物品損壞越重，可使銅片出現綠色銹斑、橡膠老化，變色，彈性減低，以致變脆、斷裂，使織物漂白褪色等。

效果

臭氧滅菌的速度和效果是無與倫比的，它的高氧化還原電位決定它對氧化、脫色、除味方面的廣泛套用，有人研究指出，臭氧溶解於水中，幾乎能夠殺水中一切對人體有害的物質，比如鐵、錳、鉻、硫酸鹽、酚、苯、氧化物等，還可分解有機物及滅藻等。

特點

臭氧消毒滅菌方法與常規的滅菌方法相比具有以下特點：

（1）高效性。臭氧消毒滅菌是以空氣為媒質，不需要其他任何輔助材料和添加劑。所體包容性好，滅菌徹底，同進還有很強的除霉、腥、臭等異味的功能。

（2）高潔淨性。臭氧快速分解為氧的特徵，是臭氧作為消毒滅菌的獨特優點。臭氧是利用空氣中的氧氣產生的，消毒過程中，多餘的氧在30分鐘後又結合成氧分子，不存在任何殘留物，解決了消毒劑消毒方法產生的二次污染問題，同時省去了消毒結束後的再次清潔。

（3）方便性。臭氧滅菌器一般安裝在潔淨室或者空氣淨化系統中或滅菌室內（如臭氧滅菌櫃，傳遞窗等）。根據調試驗證的滅菌濃度及時間，設定滅菌器的按時間開啟及運行時間，操作使用方便。

（4）經濟性。通過臭氧消毒滅菌在諸多製藥行業及醫療衛生單位的使用及運行比較，臭氧消毒方法與其他方法相比具有很大的經濟效益及社會效益。在當今工業快速發展中，環保問題特別重要，而臭氧消毒卻避免了其他消毒方法產生的二次污染。

套用領域

國內的臭氧技術逐漸的成熟，臭氧也慢慢被人們所熟知，由於它的消毒能力強從而代替了常規消毒被套用到各個領域

空氣淨化

臭氧具有殺滅空氣中含有的細菌和病毒，有降塵的功能，使空氣清新自然，起到消除疲勞，提神醒腦的效果。

水果蔬菜保鮮

水果、蔬菜的運輸、貯藏一直是急需解決的問題，處理不當將帶來極大損失。據悉，我國每年有30-40%的蔬菜因儲運不當和局部積壓而成為垃圾。臭氧與負離子共同作用有著果蔬保鮮功能，因此利用臭氧技術可以大大延長果蔬的保鮮、貯存時間，擴大其外運範圍。另外，臭氧技術還可以用於淨菜處理中的殺菌消毒。

環境資源保護

產生水危機的主要原因是浪費、污染、用水分配不均和灌溉，其中約有5.5億立方米/年的水體被污染。作為高效殺菌、解毒劑的臭氧自然吸引了眾多的科學家研究將其套用於水資源污染處理及節約工業用水領域的技術。

醫療衛生

醫院是治療疾病的地方，但是由於到醫院就診的人很大部分是危重患者，其炎症正處於高峰時期，來自病人身上的有害病菌極易散發於空氣中。因此，醫院又是容易感染疾病的場所。由於到醫院就診引起交叉感染的事已司空見慣。醫院手術和護理操作前大夫或護士的雙手及手術器具的消毒問題也是亟待解決的課題之一。具有高效、迅速殺菌作用的臭氧在醫院環境消毒、術前消毒等方面大有用武之地。

比如，日本科學家就研究過用於醫院的臭氧水消毒法。據其研究結果，用臭氧水對醫院手術前醫生、護士的雙手消毒，可殺死所有細菌，不僅時間極短，而且其消毒效果也是其他碘類消毒劑無法比擬的。傳統進行同樣的消毒操作至少需要10分鐘。在醫院中最易引起感染的黃色葡萄球菌和綠膿桿菌等在臭氧水中只需5秒鐘即可全部殺死，其殺菌力遠遠超過酒精和氯。而且臭氧水具有可靠的安全性，經常使用不會傷及肌膚，即使誤喝也不會中毒。

臭氧還可以用於治療。如俄羅斯研究出一種特殊的液壓液來治癒傷口，其基本方法就是在高壓下用霧狀富含臭氧的生理溶液沖洗傷口，水流就象手術刀一樣將傷口中的膿血、壞死組織及細菌分解物清除，同時殺死傷口表面的致病微生物。然後變換"臭氧刀"的結構，繼續增大液體的壓力，使臭氧化的溶液滲進發炎組織幾毫米至3厘米深，並增加氧氣，殺死更深層的致病細菌。據報導，用這種方法已治療過200例病人，他們都是一些糖尿病、膿毒病、血管動脈硬化及不宜施行通常外科手術的患者，結果這些病人的傷口全都完全癒合。

食品行業

在飲料、果汁等生產過程中，臭氧水可用於管路、生產設備及盛裝容器的浸泡和沖洗，從而達到消毒滅菌的目的。採用這種浸泡、沖洗的操用方法，一是管路、設備及盛裝容器表面上的細菌、病毒大量被沖淋掉；二是殘留在表面上的未被沖走的細菌、病毒被臭氧殺死，非常簡單省事，而且在生產中不會產生死角，還完全避免了生產中使用化學消毒劑帶來的化學毒害物質排放及殘留等問題。另外，利用臭氧水對生產設備等的消毒滅菌技術結合膜分離工藝、無菌灌裝系統等，在釀造工業中用於醬油、醋及酒類的生產，可提高產品的質量和檔次。

在蔬菜加工中的套用，如小包裝蔬菜如傳統的榨菜、蘿蔔、小黃瓜等食品加工中，很多企業為延長產品的保質期，往往採用包裝後高溫殺菌的工藝，這樣不僅對產品的色澤、質地等帶來了不利的影響，而且還消耗了大量的能源。利用臭氧水冷殺菌新技術可避免傳統加工工藝對產品質量帶來的不利影響，並且可提高產品質量，降低生產成本。

在水產製品加工中的套用，在冷凍水產品的凍前處理中，通過臭氧水噴淋殺菌對水制產品的衛生指標可以起到良好的控制作用。

在冷庫中的套用主要有三個方面：一是殺滅微生物—消毒殺菌；二是使各種有臭味的無機物或有機物氧化一除臭；三是使新陳代謝產物氧化，從而抑制新陳代謝過程。

禽類養殖

禽類現代工廠化養殖，尤其是養雞生產已到了轉型期，即從普及發展轉為提高生產效率和產品質量階段。在轉型期常規的技術已暴露出明顯的弱點。就以養雞生產最關鍵的預防瘟疫和病害的措施來說，必須在技術上找到新的突破口，才能提高生產效益和產品質量。在常規的飼養過程中只是不斷地給雞餵上抗生素和注射疫苗。這些措施看起來無可非議，但是，卻忽視了飼養過程中平時無時不刻地對場內空氣進行殺菌、消毒、淨化。而使受細菌病毒等污染的如侏儒症。過多地使用化學藥物會損 害了蛋雞的吸鈣機能。蛋雞的吸鈣機能一時受損即使增加含鈣飼料也收效甚微，軟殼蛋不可避免地還要產出。養雞生產過程中不給雞餵抗生素等藥物難以避免瘟疫疾 病帶來的損失，餵了抗生素等藥物又影響了產品質量，實在處於兩難狀態。臭氧充注到養殖棚內，首先與禽類排泄物所散發的異臭進行分解反應去除異臭，當異臭去除到一定程度稍聞到臭氧味時，棚內空間的大腸桿菌，葡萄球菌及新城瘟疫、 雞霍亂、禽流感等病毒基本隨之殺滅。另外，不可忽視禽類的排泄物散發的胺類氣體給禽類造成的毒害，農村養殖戶冬天在養殖棚直接用煤爐取暖所產生的氧化硫等有毒氣體給禽類造成的危害不可能靠化學藥物來消除。但套用臭氧技術之後，有效地達到淨化作用，進入套用臭氧技術的養殖棚內很直觀地讓人感覺到空氣明顯清新 了。

利用臭氧消毒淨化養殖場內空氣的同時，利用臭氧泡製臭氧水供給禽類飲用。也是重要的環節。禽類喝了臭氧水可改變禽類腸道微生態環境。臭氧在禽類腸道內減少了以宿主營養為生的細菌數量，減少宿主營養消耗。還使有力分泌的演粉酶的活性增強。提高了禽類尤其是幼禽對食物營養成份的利用率，增加了幼禽營養供應， 促使禽類健康生長。讓禽在喝臭氧水相對地改變了禽類的抗藥性，能有效預防如小雞白痢等腸道疾病。需要指明的，臭氧在水中的半衰期是二十分種左右，邊制邊喝效果更好。但是臭氧會分解化學藥物。供藥與供臭氧水應相隔配套更先進。

通過大量的現場套用對比，臭氧有效地遏制了禽類瘟疫病害的發生，保證禽類的成活率並促進健康生長。養殖戶非常滿意，經濟效益和社會效果顯著。養肉雞一般一個周期為五十天，套用臭氧技術之後可提前一個禮拜，幾乎無因病死亡，雞仔長得特別有精神;蛋雞能保持穩定的產蛋率，而且從對比中發現大有提高。

食用菌種植

食用菌種植最頭疼的就是接種環節，因為此環節一旦感染雜菌，那就會造成極大的損失。近幾來，一些食用菌機械生備生產企業，利用臭氧進行接種環節的消毒，取得了非常好的效果。

（1）可使接種空間達到百級無菌淨化，臭氧殺菌能力是化學藥劑的幾十倍，且不產生抗藥性，可從根本上解除菇農接種難怕感染的煩惱。

（2）生產綠色、有機食用菌。臭氧是世界公認的高效殺菌而不造成農殘的消毒物質。臭氧（O3）不是添加的化學藥劑，是由空氣中的氧氣（O2）激化形成的氧元素氣體，瞬間完成殺菌後又很快還原為氧氣。食用菌空氣淨化接種機，創造無菌接種空間不用藥，無農殘！

（3） 化學藥劑不僅造成農殘，還損傷工作人員健康，挫傷菌種活力，對人員和菌種也是一次薰殺。而採用食用菌空氣淨化接種機，讓生產食用菌的人健康工作，讓食用菌在健康環境下生長，讓吃食用菌的人更加健康，達到“人菌共健康”。

（4）採用臭氧消毒，一次淨化可讓你在無菌淨化的空間自如接種，和接種箱接種比較，省略了入箱、封箱、熏蒸、出箱等環節，而這些工序，占到接種時間和勞動量的50%以上。

（5）節約成本、增加效益。