臭氧消毒技术应用概述

付静涛 张凡建 雷莉辉 王振玲 乔利敏 李玉冰 （北京农业职业学院 北京 房山 102442）



臭氧消毒技术应用概述

付静涛 张凡建 雷莉辉 王振玲 乔利敏 李玉冰 （北京农业职业学院 北京 房山 102442）

臭氧是一种强氧化剂，灭菌过程属于生物化学氧化反应，具有广泛灭菌效果，利用臭氧的氧化能力可以达到净化、除臭、脱色、杀菌和分解有机物的目的[1]，可以杀灭各种细菌繁殖体和芽孢、病毒、真菌等[2]。随着人们对消毒技术的深入研究，臭氧消毒技术也日益体现出它独特的优越性，也被广泛应用于医疗、食品等领域，部分领域开始逐渐由臭氧消毒代替其它消毒手段，人们对臭氧消毒技术在各领域的作用进行了更多的关注和投入大量的精力进行研究，以期获得新的技术突破，更好的服务于相关领域，从而使人们生活的更加安全。

1 臭氧的性质

臭氧，化学分子式为O3，又称三原子氧、超氧，因其类似鱼腥味的臭味而得名，在常温下可以自行还原为氧气。比重比氧大，易溶于水，易分解。由于臭氧是由氧分子携带一个氧原子组成，决定了它只是一种暂存状态，携带的氧原子除氧化用掉外，剩余的又组合为氧气进入稳定状态，所以臭氧没有二次污染[3]。

2 臭氧消毒的机理

臭氧分子极不稳定，能分解产生氧化能力极强的单原子氧(O)和羟基(OH)，是独有的融菌型制剂，可迅速融入细胞壁，破坏细菌、病毒等微生物的内部结构，对各种致病微生物有极强的杀灭作用[4]。（1）臭氧作用于细菌细胞内的核物质，如核酸中的嘌呤和嘧啶，使细菌的细胞器和DNA新陈代谢受到破坏，从而导致细菌死亡。（2）臭氧能氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶，使细菌灭活死亡。（3）臭氧与细菌细胞壁脂类双链反应，透过细胞膜组织，侵入细胞内，作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生通透性畸变而溶解死亡。（4）臭氧作用于病毒的衣体壳蛋白的4条多肽链，并使RNA受到损伤，破坏形成它的蛋白质。噬菌体被臭氧氧化后，其表皮被破碎成许多碎片，从中释放出许多核糖核酸，干扰其吸附到寄存体上。

3 臭氧发生的方法

臭氧可以利用高压电离或紫外线照射，使空气中的氧气分解聚合而成，也可以利用电解水法获得。由于臭氧的不稳定性使其很难实现瓶装贮存，一般只能利用臭氧发生器现场生产，随产随用。臭氧发生器按臭氧产生的方式划分，主要有紫外线照射式、电解式、高压放电式3种[5,6]。（1）紫外线照射式臭氧发生器是使用特定波长的紫外线照射氧分子，使氧分子分解而产生臭氧。由于紫外线灯管体积大、臭氧产量低、使用寿命短，所以这种发生器使用范围较窄，常见于消毒碗柜上使用。（2）电解式臭氧发生器通常是通过电解式纯净水而产生臭氧，这种发生器能制取高浓度的臭氧水，制造成本低，使用和维修简单。但由于臭氧产量无法做大、电极使用寿命短、臭氧不容易收集等方面的缺点，其用途范围受到限制，目前这种发生器只是在一些特定的小型设备上或某些特定场所内使用。（3）高压放电式臭氧发生器是使用一定频率的高压电流制造高压电晕电场，使电场内或电场周围的氧分子发生化学反应，从而制造臭氧。这种臭氧发生器具有技术成熟，工作稳定，使用寿命长，臭氧产量大等优点，是国内外相关行业使用最广泛的臭氧发生器。

4 臭氧消毒技术独特的优越性

4.1 消毒无死角，杀菌效率高，除异味 消毒进行时臭氧发生装置产生一定量的臭氧，在相对密闭的环境下，扩散均匀，通透性好，克服了紫外线杀菌存在的消毒死角的问题，达到全方位、快速、高效的消毒杀菌目的。另外，由于它的杀菌谱广，既可以杀灭细菌繁殖体，芽孢，病毒，真菌和原虫孢体等多种微生物，还可以破坏肉毒杆菌和毒素及立克次氏体等，同时还具有很强的除霉、腥、臭等异味的功能。

4.2 无残留、无污染 臭氧利用空气中的氧气产生的，消毒氧化过程中，多余的氧原子在30min后又结合成为分子氧，不存在任何残留物质，解决了消毒剂消毒时残留的二次污染问题，同时省去了消毒结束后的再次清洁。

总之，臭氧技术已经越来越广泛的应用于很多领域，也已经尽显出它独特的优越性，但也存在着一些实际问题，因此，也给研究者们带来了难得的机遇和挑战，相信在不久的将来会逐步成熟和推广。

[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] 于玺华等. 空气微生物学及研究进展[J]. 洁净与空调技术. 2005(4).

[3] 李西峰等. 臭氧技术应用于卫生除害处理的可行性研究[J]. 中国国境卫生检疫杂志. 2009(6).

[4] 高虎杉等. 臭氧消毒技术在室内环境中的应用探讨[J]. 洁净与空调技术. 2011(3).

[5] 王琨, 吕春梅, 李宏伟. 通风、过氧乙酸和臭氧氧化降低室内微生物[J]. 环境工程. 2004, 22(5).

[6] 沈芄，邱立军，杨振玲等. KXD-1型空气消毒器消毒效果的试验观察[J]. 中国消毒学, 1996, 13(1).

（2012–09–11）

北京市农业科技项目[SNWXM201101]、北京市教育委员会科技计划面上项目[KM201212448004]部分内容资助和北京市优秀人才培养资助项目资助。

S851.2

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1007-1733(2012)10-0088-02