臭氧的基本知識

早在19世紀，人們就認識到臭氧的特殊作用：臭氧作為一種強氧化劑，消毒劑，精細制劑，催化劑等，已廣泛用于水處理，醫(yī)藥衛(wèi)生，石化，食品，造紙和香料凈化。多個部門
臭氧的應用已經滲透了許多領域一百多年，為人類生產技術的發(fā)展做出了重要貢獻。臭氧按用途分為水質處理，醫(yī)藥，化學氧化，食品加工和養(yǎng)護四個領域，各個領域的應用研究和設備開發(fā)達到很高水平。世界已經形成了獨立的臭氧技術產業(yè)和部門。國際臭氧協會（IOA）成立于1973年，總部位于加拿大。該協會每兩年舉行一次國際會議，就若干國家的臭氧技術發(fā)展交換文件和報告。發(fā)達國家通常已經建立了區(qū)域性IOA組織進行學術交流。
第二次世界大戰(zhàn)后，國際臭氧應用技術取得了長足的進步。首先，在1902年，德國帕德博恩（Paderborn）建立了第一家大型的水處理廠，用臭氧處理水，開創(chuàng)了用臭氧處理水的先例?，F在，世界上有數千個臭氧水廠。臭氧在該國的水利工程中的應用已達到普及水平。幾乎所有的礦泉水和純凈水制造商都配備了臭氧設備。美國在1970年代初開始使用臭氧處理生活廢水，主要用于滅菌，去除污染物和褪色以滿足排放標準。在日本，在缺水地區(qū)將廢水作為再生水進行臭氧處理。近年來，在美國，日本，德國，法國等國家建立了大型臭氧廢水處理廠。其次，臭氧的工業(yè)應用也變得非常普遍，主要用于香水的化學，石油，造紙，紡織和制藥工業(yè)。食品工業(yè)的應用更受歡迎。 1904年，臭氧用于保存牛奶，肉制品，奶酪和蛋白質等新鮮食品。在1930年代后期，美國80％的冷藏雞蛋儲藏室安裝了臭氧發(fā)生器。第二次世界大戰(zhàn)后，歐洲，美國和日本在儲存，制造和運輸的各個方面都使用臭氧保護食物，水果和蔬菜。在醫(yī)療方面，日本在第二次世界大戰(zhàn)期間將臭氧用于人體物理治療，而俄羅斯則將臭氧用于具有強氣體（臭氧化空氣）的運動員。
當前，在國際醫(yī)療領域有許多用途：例如，對房間和手術室中的空氣進行消毒，使用臭氧水消毒醫(yī)療器械，使用臭氧來治療牙科疾?。谇煌饪坪涂谇患膊。?。保持口腔無菌），臭氧和放射線物理療法與癌癥治療相結合，用臭氧水清洗婦科疾病，注射臭氧氣體治療瘺管痔瘡，靜脈曲張等。在醫(yī)療保健方面，日本和臺灣地區(qū)因吸入強空氣（臭氧含量低的空氣）以增強身體，用臭氧水沖洗身體以殺死細菌和美容而廣受歡迎。高科技的流行之美實際上是臭氧的應用。

此外，在1991年中華人民共和國衛(wèi)生部發(fā)布的《消毒技術規(guī)范》中，對臭氧的殺菌效果，范圍和使用方法有明確的規(guī)定。其中，已明確證實了臭氧的殺菌作用：“ 4.12.2殺菌作用：臭氧是一種廣譜殺菌劑，可以殺死細菌的繁殖體和孢子，病毒，真菌等，并可以破壞肉毒桿菌毒素。臭氧在水中的滅菌速度比氯快?！斑@些是衛(wèi)生和消毒的國家標準，為促進臭氧消毒技術提供了大力支持。

1、臭氧的廣譜殺菌效果
 
人類自發(fā)現并使用臭氧以來，科學家一直對臭氧的滅菌性能進行試驗，這方面的試驗報告很多，以下從幾個方面進行綜述。
 
臭氧對細菌繁殖體
 
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%，臭氧濃度0.08-0.6ppm時，30分鐘內殺滅率達到99.9%以上；伍學洲等試驗臭氧對大腸桿菌殺滅率為100%，對金黃色葡萄球菌殺滅率為95.9%，對綠膿桿菌殺滅率為89.8%，顧士圻等試驗，臭氧對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌殺滅率分別為99.7%、99.9%。居喜娟等試驗用臭氧可殺滅空氣中的白色葡萄球菌99.99%；Burleson等試驗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，以上細菌全部殺滅；白希堯等發(fā)現臭氧水溶液殺菌作用強大，且速度極快，濃度為0.3mg/L的臭氧水溶液作用1分鐘，大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的殺滅率均達100%。
 
臭氧對細菌芽胞
 
瞿發(fā)林等報告，以5.5mg/m3的臭氧作用下45分鐘，可將100mL塑料瓶內滴染的枯草桿菌黑色變種芽胞100%殺滅；居喜娟等報道，在1m3試驗柜內，開啟500mg/h的臭氧發(fā)生器60分鐘可對空氣中的枯草桿菌黑色變種芽胞殺滅率達 99.95%；歐陽川等在動態(tài)試驗條件下，將臭氧氣體通入染菌井水中，臭氧濃度達3.8-4.6mg/L時，作用3-10分鐘，水中枯草桿菌黑色變種芽孢殺滅率達99.999%。

臭氧對病毒
 
李紹忱等試驗發(fā)現，經10.3mg/m3濃度臭氧作用30分鐘后，乙型肝炎表面抗原（HbsAg）的滴度從1:256降至1:64。史江等報告，臭氧濃度13.6mg/m3時使用30分鐘，使HbsAg破壞99.99%，使用甲型肝炎病毒抗原（HAAg）破壞100%；Wolo等實驗證明0.5ppm的臭氧可滅活空氣中的甲型流感病毒99%；Herbold等報告，在20℃水中，臭氧濃度為0.13mg/L時，可以100%的滅活脊髓灰質炎病毒I型（PVI）。臭氧滅活病毒速度極快，當臭氧濃度分別為0.09mg/L-0.8mg/L時，在反應最初5秒鐘內，噬菌體T2即可被滅活5-7個對數值。Finch發(fā)現水中含臭氧濃度40μg/L時，作用20秒鐘，可使大腸桿菌噬菌體ms2滅活4個對數值。Vaughn等在4℃條件下，對比了臭氧對猿輪狀病毒SA-H和人輪狀病毒2型的滅活效果,發(fā)現兩種病毒均能被0.25mg/L的臭氧迅速滅活。Crpend等檢測了經臭氧處理后的血清中艾滋病毒(HIV)的滅活情況，證明當臭氧濃度為4mg/L時，可將滴度為106CID50/mLHIV全部滅活，病毒滴度下降6個對數值。
 
臭氧對真菌
 
汪華明等報道,臭氧濃度為9.6mg/L時，作用100分鐘對雜色曲霉與桃色擬毒霉的殺滅率達100%，對蠟葉枝孢霉23mg/L30分鐘、青黑霉在12.5mg/L作用35分鐘、桔青霉在15.4mg/L作用30分鐘，尖鐮孢霉在15.5mg/L時作用20分鐘，均可達100%滅活率。對于煙曲霉、細交鏈孢霉、爪哇毛霉等，在臭氧濃度為3.85-10.7mg/L時作用10-20分鐘滅活率達96.4%。伍學洲等發(fā)現，臭氧在30分鐘內對青霉菌的殺滅率為93.8%，對毛霉菌的殺滅率為100%；白希堯等報告，濃度為15mg/L的臭氧水溶液作用1分鐘，可100%地殺滅試驗中的黑曲霉和酵母。
 
臭氧對原蟲
 
Finch等比較了22℃時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，當Ct值0.86mg.min/L時，可使鼠型賈弟鞭毛蟲減少4個對數值，Ct值為2.5mg.min/L時，使蘭氏賈弟鞭毛蟲減少4個對數值。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證明，1ppm的臭氧作用5分鐘可以滅活90%的卵囊，1.3ppm的二氧化氯則需作用1小時，80ppm的氯則需作用1.5小時才能達到同樣效果。