臭氧消毒技術(shù)應(yīng)用概述

付靜濤 張凡建 雷莉輝 王振玲 喬利敏 李玉冰 （北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院 北京 房山 102442）

?

臭氧消毒技術(shù)應(yīng)用概述

付靜濤 張凡建 雷莉輝 王振玲 喬利敏 李玉冰 （北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院 北京 房山 102442）

臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，滅菌過程屬于生物化學(xué)氧化反應(yīng)，具有廣泛滅菌效果，利用臭氧的氧化能力可以達(dá)到凈化、除臭、脫色、殺菌和分解有機(jī)物的目的[1]，可以殺滅各種細(xì)菌繁殖體和芽孢、病毒、真菌等[2]。隨著人們對(duì)消毒技術(shù)的深入研究，臭氧消毒技術(shù)也日益體現(xiàn)出它獨(dú)特的優(yōu)越性，也被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、食品等領(lǐng)域，部分領(lǐng)域開始逐漸由臭氧消毒代替其它消毒手段，人們對(duì)臭氧消毒技術(shù)在各領(lǐng)域的作用進(jìn)行了更多的關(guān)注和投入大量的精力進(jìn)行研究，以期獲得新的技術(shù)突破，更好的服務(wù)于相關(guān)領(lǐng)域，從而使人們生活的更加安全。

1 臭氧的性質(zhì)

臭氧，化學(xué)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(gè)氧原子組成，決定了它只是一種暫存狀態(tài)，攜帶的氧原子除氧化用掉外，剩余的又組合為氧氣進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，所以臭氧沒有二次污染[3]。

2 臭氧消毒的機(jī)理

臭氧分子極不穩(wěn)定，能分解產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的單原子氧(O)和羥基(OH)，是獨(dú)有的融菌型制劑，可迅速融入細(xì)胞壁，破壞細(xì)菌、病毒等微生物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對(duì)各種致病微生物有極強(qiáng)的殺滅作用[4]。（1）臭氧作用于細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的核物質(zhì)，如核酸中的嘌呤和嘧啶，使細(xì)菌的細(xì)胞器和DNA新陳代謝受到破壞，從而導(dǎo)致細(xì)菌死亡。（2）臭氧能氧化分解細(xì)菌內(nèi)部葡萄糖所需的酶，使細(xì)菌滅活死亡。（3）臭氧與細(xì)菌細(xì)胞壁脂類雙鏈反應(yīng)，透過細(xì)胞膜組織，侵入細(xì)胞內(nèi)，作用于外膜的脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖，使細(xì)菌發(fā)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(zhì)。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(fā)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(wěn)定性使其很難實(shí)現(xiàn)瓶裝貯存，一般只能利用臭氧發(fā)生器現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，隨產(chǎn)隨用。臭氧發(fā)生器按臭氧產(chǎn)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(fā)生器是使用特定波長(zhǎng)的紫外線照射氧分子，使氧分子分解而產(chǎn)生臭氧。由于紫外線燈管體積大、臭氧產(chǎn)量低、使用壽命短，所以這種發(fā)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(fā)生器通常是通過電解式純凈水而產(chǎn)生臭氧，這種發(fā)生器能制取高濃度的臭氧水，制造成本低，使用和維修簡(jiǎn)單。但由于臭氧產(chǎn)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(diǎn)，其用途范圍受到限制，目前這種發(fā)生器只是在一些特定的小型設(shè)備上或某些特定場(chǎng)所內(nèi)使用。（3）高壓放電式臭氧發(fā)生器是使用一定頻率的高壓電流制造高壓電暈電場(chǎng)，使電場(chǎng)內(nèi)或電場(chǎng)周圍的氧分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而制造臭氧。這種臭氧發(fā)生器具有技術(shù)成熟，工作穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，臭氧產(chǎn)量大等優(yōu)點(diǎn)，是國(guó)內(nèi)外相關(guān)行業(yè)使用最廣泛的臭氧發(fā)生器。

4 臭氧消毒技術(shù)獨(dú)特的優(yōu)越性

4.1 消毒無死角，殺菌效率高，除異味 消毒進(jìn)行時(shí)臭氧發(fā)生裝置產(chǎn)生一定量的臭氧，在相對(duì)密閉的環(huán)境下，擴(kuò)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(dá)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(xì)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(shí)還具有很強(qiáng)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(chǎn)生的，消毒氧化過程中，多余的氧原子在30min后又結(jié)合成為分子氧，不存在任何殘留物質(zhì)，解決了消毒劑消毒時(shí)殘留的二次污染問題，同時(shí)省去了消毒結(jié)束后的再次清潔。

總之，臭氧技術(shù)已經(jīng)越來越廣泛的應(yīng)用于很多領(lǐng)域，也已經(jīng)盡顯出它獨(dú)特的優(yōu)越性，但也存在著一些實(shí)際問題，因此，也給研究者們帶來了難得的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，相信在不久的將來會(huì)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(xué)及研究進(jìn)展[J]. 潔凈與空調(diào)技術(shù). 2005(4).

[3] 李西峰等. 臭氧技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)生除害處理的可行性研究[J]. 中國(guó)國(guó)境衛(wèi)生檢疫雜志. 2009(6).

[4] 高虎杉等. 臭氧消毒技術(shù)在室內(nèi)環(huán)境中的應(yīng)用探討[J]. 潔凈與空調(diào)技術(shù). 2011(3).

[5] 王琨, 呂春梅, 李宏偉. 通風(fēng)、過氧乙酸和臭氧氧化降低室內(nèi)微生物[J]. 環(huán)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(yàn)觀察[J]. 中國(guó)消毒學(xué), 1996, 13(1).

（2012–09–11）

北京市農(nóng)業(yè)科技項(xiàng)目[SNWXM201101]、北京市教育委員會(huì)科技計(jì)劃面上項(xiàng)目[KM201212448004]部分內(nèi)容資助和北京市優(yōu)秀人才培養(yǎng)資助項(xiàng)目資助。

S851.2

A

1007-1733(2012)10-0088-02