臭氧消毒技術應用概述

付靜濤 張凡建 雷莉輝 王振玲 喬利敏 李玉冰 （北京農業職業學院 北京 房山 102442）

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臭氧消毒技術應用概述

付靜濤 張凡建 雷莉輝 王振玲 喬利敏 李玉冰 （北京農業職業學院 北京 房山 102442）

臭氧是一種強氧化劑，滅菌過程屬于生物化學氧化反應，具有廣泛滅菌效果，利用臭氧的氧化能力可以達到凈化、除臭、脫色、殺菌和分解有機物的目的[1]，可以殺滅各種細菌繁殖體和芽孢、病毒、真菌等[2]。隨著人們對消毒技術的深入研究，臭氧消毒技術也日益體現出它獨特的優越性，也被廣泛應用于醫療、食品等領域，部分領域開始逐漸由臭氧消毒代替其它消毒手段，人們對臭氧消毒技術在各領域的作用進行了更多的關注和投入大量的精力進行研究，以期獲得新的技術突破，更好的服務于相關領域，從而使人們生活的更加安全。

1 臭氧的性質

臭氧，化學分子式為O3，又稱三原子氧、超氧，因其類似魚腥味的臭味而得名，在常溫下可以自行還原為氧氣。比重比氧大，易溶于水，易分解。由于臭氧是由氧分子攜帶一個氧原子組成，決定了它只是一種暫存狀態，攜帶的氧原子除氧化用掉外，剩余的又組合為氧氣進入穩定狀態，所以臭氧沒有二次污染[3]。

2 臭氧消毒的機理

臭氧分子極不穩定，能分解產生氧化能力極強的單原子氧(O)和羥基(OH)，是獨有的融菌型制劑，可迅速融入細胞壁，破壞細菌、病毒等微生物的內部結構，對各種致病微生物有極強的殺滅作用[4]。（1）臭氧作用于細菌細胞內的核物質，如核酸中的嘌呤和嘧啶，使細菌的細胞器和DNA新陳代謝受到破壞，從而導致細菌死亡。（2）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。（3）臭氧與細菌細胞壁脂類雙鏈反應，透過細胞膜組織，侵入細胞內，作用于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。（4）臭氧作用于病毒的衣體殼蛋白的4條多肽鏈，并使RNA受到損傷，破壞形成它的蛋白質。噬菌體被臭氧氧化后，其表皮被破碎成許多碎片，從中釋放出許多核糖核酸，干擾其吸附到寄存體上。

3 臭氧發生的方法

臭氧可以利用高壓電離或紫外線照射，使空氣中的氧氣分解聚合而成，也可以利用電解水法獲得。由于臭氧的不穩定性使其很難實現瓶裝貯存，一般只能利用臭氧發生器現場生產，隨產隨用。臭氧發生器按臭氧產生的方式劃分，主要有紫外線照射式、電解式、高壓放電式3種[5,6]。（1）紫外線照射式臭氧發生器是使用特定波長的紫外線照射氧分子，使氧分子分解而產生臭氧。由于紫外線燈管體積大、臭氧產量低、使用壽命短，所以這種發生器使用范圍較窄，常見于消毒碗柜上使用。（2）電解式臭氧發生器通常是通過電解式純凈水而產生臭氧，這種發生器能制取高濃度的臭氧水，制造成本低，使用和維修簡單。但由于臭氧產量無法做大、電極使用壽命短、臭氧不容易收集等方面的缺點，其用途范圍受到限制，目前這種發生器只是在一些特定的小型設備上或某些特定場所內使用。（3）高壓放電式臭氧發生器是使用一定頻率的高壓電流制造高壓電暈電場，使電場內或電場周圍的氧分子發生化學反應，從而制造臭氧。這種臭氧發生器具有技術成熟，工作穩定，使用壽命長，臭氧產量大等優點，是國內外相關行業使用最廣泛的臭氧發生器。

4 臭氧消毒技術獨特的優越性

4.1 消毒無死角，殺菌效率高，除異味 消毒進行時臭氧發生裝置產生一定量的臭氧，在相對密閉的環境下，擴散均勻，通透性好，克服了紫外線殺菌存在的消毒死角的問題，達到全方位、快速、高效的消毒殺菌目的。另外，由于它的殺菌譜廣，既可以殺滅細菌繁殖體，芽孢，病毒，真菌和原蟲孢體等多種微生物，還可以破壞肉毒桿菌和毒素及立克次氏體等，同時還具有很強的除霉、腥、臭等異味的功能。

4.2 無殘留、無污染 臭氧利用空氣中的氧氣產生的，消毒氧化過程中，多余的氧原子在30min后又結合成為分子氧，不存在任何殘留物質，解決了消毒劑消毒時殘留的二次污染問題，同時省去了消毒結束后的再次清潔。

總之，臭氧技術已經越來越廣泛的應用于很多領域，也已經盡顯出它獨特的優越性，但也存在著一些實際問題，因此，也給研究者們帶來了難得的機遇和挑戰，相信在不久的將來會逐步成熟和推廣。

[1] Lingjuan Wang Farm-scale evaluation of ozonation for mitigating ammonia concentations in broiler houses[J].Journal of the Air ＆ Waste Management Association, 2010, 60(7): 789-796.

[2] 于璽華等. 空氣微生物學及研究進展[J]. 潔凈與空調技術. 2005(4).

[3] 李西峰等. 臭氧技術應用于衛生除害處理的可行性研究[J]. 中國國境衛生檢疫雜志. 2009(6).

[4] 高虎杉等. 臭氧消毒技術在室內環境中的應用探討[J]. 潔凈與空調技術. 2011(3).

[5] 王琨, 呂春梅, 李宏偉. 通風、過氧乙酸和臭氧氧化降低室內微生物[J]. 環境工程. 2004, 22(5).

[6] 沈芄，邱立軍，楊振玲等. KXD-1型空氣消毒器消毒效果的試驗觀察[J]. 中國消毒學, 1996, 13(1).

（2012–09–11）

北京市農業科技項目[SNWXM201101]、北京市教育委員會科技計劃面上項目[KM201212448004]部分內容資助和北京市優秀人才培養資助項目資助。

S851.2

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1007-1733(2012)10-0088-02