臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，滅菌過(guò)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，可以殺滅各種細(xì)菌繁殖體和芽孢、病毒、真菌等。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。

臭氧，化學(xué)分子式為O3，又稱三原子氧、超氧，因其類似魚(yú)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(méi)有二次污染。

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。

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(guò)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。

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。

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(jiàn)于消毒碗柜上使用。

2、電解式臭氧發(fā)生器通常是通過(guò)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(wú)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。

臭氧為一種氣體，消毒時(shí)能迅速散發(fā)分解彌漫于整個(gè)滅菌空間，滅菌無(wú)死角。傳統(tǒng)的滅菌消毒方法，無(wú)論是紫外線、化學(xué)熏蒸法，還是液劑噴灑法，都有不徹底、留有死角、工作量大、有殘留污染或有異味等缺點(diǎn)，并有可能損害動(dòng)物與人體的健康。臭氧消毒則具有高效全能、無(wú)殘留污染、綠色潔凈、方便快捷、經(jīng)濟(jì)環(huán)保等特點(diǎn)。

1、高效全能

臭氧消毒滅菌是以空氣為媒質(zhì)，不需要其他任何輔助材料和添加劑。所以包容性好，滅菌效果徹底，同時(shí)還有很強(qiáng)的除霉、除腥、除臭等清除異味功能。

2、綠色潔凈

臭氧消毒時(shí)可快速分解，具有很強(qiáng)的氧化作用，30min后又可相互結(jié)合生成氧分子，不存在任何殘留物，杜絕了其他消毒劑消毒方法產(chǎn)生的二次污染問(wèn)題，同時(shí)省去了消毒結(jié)束后的再次清潔工作。

3、方便快捷

臭氧消毒機(jī)一般安放(裝)在必須滅菌消毒的空間內(nèi)(如更衣室)，在其定時(shí)器上設(shè)定每天的啟動(dòng)時(shí)刻及作用時(shí)間，操作使用十分方便，一個(gè)10m2更衣室，僅用3～5min就可達(dá)到空間消毒目的。

4、經(jīng)濟(jì)環(huán)保

臭氧消毒與其他消毒方法相比，具有運(yùn)行成本低，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益高等特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，在工農(nóng)業(yè)高速發(fā)展，環(huán)境污染依然嚴(yán)重，環(huán)保問(wèn)題全民關(guān)注的今天，臭氧消毒無(wú)污染的特性，實(shí)為難能可貴，可謂綠色環(huán)保消毒劑。

1、臭氧水消毒

臭氧可被用于飲水消毒、游泳池水消毒及污水處理。

由于加氯消毒可產(chǎn)生有毒的三氯甲烷，所以近年來(lái)不少人已不主張用氯消毒飲水，而主張用臭氧消毒。臭氧的消毒作用速度快，消毒效果可靠，同時(shí)可去色、除臭、降低水的混濁度，去除水中重金屬。

有學(xué)者經(jīng)插入水底的帶多孔噴頭導(dǎo)管，將臭氧通入水中，向12cm內(nèi)徑玻璃瓶裝3L含菌蒸餾水連續(xù)加臭氧10min(10.56mg)對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌殺滅率均為100%，連續(xù)加臭氧120min對(duì)枯草桿菌黑色變種芽胞殺滅率亦達(dá)100%。

向30mlHBsAg懸液中連續(xù)加臭氧15min(11.88mg)可將HBsAg抗原性完全破壞。在20～25℃下，濃度為1.26mg/L的臭氧水對(duì)大腸桿菌、金黃色葡萄球菌懸液作用5min，殺滅率均達(dá)99.99%，作用15min殺滅率達(dá)100%。對(duì)枯草桿菌黑色變種芽胞作用15min仍無(wú)明顯殺滅作用。當(dāng)溫度在18～22℃時(shí)，含臭氧0.4mg/L溶液作用1min，對(duì)含有大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的懸液中細(xì)菌殺滅率分別為99.95%和99.92%，作用5min的殺滅率均為100%。

向醫(yī)院污水中通入0.84mg/L臭氧后再作用8min，可使污水中大腸桿菌菌落數(shù)由16000cfu/L減為70～350cfu/L，達(dá)到國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)(≤500cfu/L)。

2、臭氧空氣消毒

早在1856年，人們就用臭氧進(jìn)行醫(yī)院空氣消毒。1999年有人測(cè)試臭氧消毒機(jī)平均每分鐘產(chǎn)生臭氧1.50-1.62mg時(shí)，于18m3無(wú)人室內(nèi)開(kāi)機(jī)送人臭氧15min，能使空氣細(xì)菌總數(shù)減少83.83%。

溫度與濕度對(duì)其消毒效果亦有一定影響，在室內(nèi)溫度為25℃，相對(duì)濕度為82%的條件下，產(chǎn)臭氧量為1.77mg/min的臭氧消毒殺菌機(jī)，開(kāi)機(jī)2h，空氣自然菌消亡率為96.77%。室溫20℃，濕度為30%時(shí)，開(kāi)機(jī)臭氧作用78min，空氣自然菌消亡率為84.7%;濕度為40%時(shí)，空氣自然菌消亡率為91.2%。在試驗(yàn)范圍內(nèi)，隨著溫度或濕度升高，臭氧對(duì)空氣中枯草桿菌黑色變種芽胞殺滅效果均明顯增強(qiáng)，尤以相對(duì)濕度影響較大。

3、臭氧對(duì)物體表面消毒

臭氧還可殺滅餐具、茶具、衣服、被褥、鈔票、書(shū)報(bào)和婦幼用品等物體表面上的有害微生物。

有人對(duì)醫(yī)院檢驗(yàn)單微生物污染及臭氧對(duì)其熏蒸消毒效果進(jìn)行了檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果證明臭氧對(duì)位于深層檢驗(yàn)單表面細(xì)菌的殺滅作用較差，但當(dāng)檢驗(yàn)單上污染細(xì)菌總數(shù)為7～14cfu/cm2(包括真菌)，并按≤3張一疊放于消毒器內(nèi)，在溫度為24℃，相對(duì)濕度為88%的條件下熏蒸消毒30min(臭氧濃度達(dá)0.434mg/L)即未再檢出細(xì)菌。當(dāng)室內(nèi)溫度為25℃，相對(duì)濕度為82%的條件下，開(kāi)臭氧機(jī)2h，估算室內(nèi)臭氧濃度達(dá)2.54mg/m3時(shí)，對(duì)試驗(yàn)用濾紙與物體表面大腸桿菌、金黃色葡萄球菌與銅綠假單胞菌的殺滅率≥99.97%。

臭氧消毒柜開(kāi)機(jī)40min，柜內(nèi)臭氧濃度達(dá)774.7mg/m3，在柜內(nèi)未放餐具時(shí)，對(duì)懸掛的濾紙片上大腸桿菌和金黃色葡萄球菌作用30min，對(duì)白色念珠球菌作用90min，對(duì)枯草桿菌黑色變種芽胞作用120min殺滅菌率為100%，對(duì)不銹鋼片上HBsAg作用60min抗原性完全破壞。以上檢測(cè)證明臭氧對(duì)物體表面消毒是有效的。

國(guó)外多利用電解法產(chǎn)生臭氧。其原理是用低壓直流電電解水，使特制的陽(yáng)極界面氧化產(chǎn)生臭氧。電解法在陽(yáng)極析出臭氧，陰極析出氫氣。臭氧發(fā)生器可產(chǎn)生較高濃度的臭氧，且產(chǎn)物中無(wú)有害氮氧化物。臭氧產(chǎn)生后溶解在水中，經(jīng)循環(huán)系統(tǒng)回到儲(chǔ)罐。當(dāng)水中臭氧濃度達(dá)到8 ppb時(shí)，微生物即停止繁殖;水中臭氧濃度超過(guò)50 ppb時(shí)，能有效殺死微生物和細(xì)菌。ISPE建議水中臭氧濃度控制在20～200 ppb。

連續(xù)型臭氧消毒系統(tǒng)主要由水電解臭氧發(fā)生器、紫外燈、變頻輸送泵、換熱器、取樣閥、隔膜閥、管道管件等主要循環(huán)部分組成。同時(shí)，使用溫度傳感器、壓力傳感器、臭氧傳感器、電導(dǎo)率傳感器、TOC在線監(jiān)測(cè)儀器等實(shí)現(xiàn)對(duì)水質(zhì)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡和實(shí)時(shí)打印機(jī)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)消毒過(guò)程數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和可追溯性。

整個(gè)分配系統(tǒng)安裝3個(gè)在線臭氧探頭，分別對(duì)純化水罐、管網(wǎng)入口端和管網(wǎng)回水端的臭氧濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。由于純化水罐為常壓容器，通過(guò)呼吸器與外界進(jìn)行氣體交換，為避免臭氧進(jìn)入室內(nèi)對(duì)人體健康造成危害，利用臭氧加熱易分解的特性，在呼吸器出口安裝臭氧破除器，對(duì)氣體中的臭氧進(jìn)行加熱破除。

連續(xù)型臭氧消毒系統(tǒng)(上圖)正常生產(chǎn)時(shí)，臭氧發(fā)生器和紫外燈均開(kāi)啟，使純化水罐始終處于一定濃度的臭氧保護(hù)狀態(tài)下，選擇波長(zhǎng)為253.7 nm的紫外燈射線對(duì)臭氧從循環(huán)管網(wǎng)系統(tǒng)中進(jìn)行完全破除，并通過(guò)傳感器對(duì)紫外燈后、循環(huán)管網(wǎng)前的臭氧濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，保證管網(wǎng)各個(gè)用點(diǎn)的純化水中無(wú)殘留臭氧。

將設(shè)備設(shè)定為周期性消毒，當(dāng)消毒周期期滿后，系統(tǒng)啟動(dòng)消毒程序，自動(dòng)將紫外燈關(guān)閉，監(jiān)測(cè)純化水罐體、管網(wǎng)入口及管網(wǎng)回水的臭氧濃度，監(jiān)測(cè)數(shù)值均達(dá)到設(shè)定值以上并保持一定時(shí)間，消毒步驟自動(dòng)結(jié)束，紫外燈自動(dòng)開(kāi)啟，破除進(jìn)入循環(huán)管網(wǎng)中的臭氧，直至管網(wǎng)回水處的臭氧傳感器檢測(cè)濃度低于設(shè)定值，此時(shí)系統(tǒng)恢復(fù)運(yùn)行狀態(tài)。

以各種傳感器為反饋元件，以變頻電機(jī)、調(diào)節(jié)閥、開(kāi)關(guān)閥為執(zhí)行元件，可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。

1、首先應(yīng)注意臭氧發(fā)生器臭氧產(chǎn)率的高低，臭氧的實(shí)際應(yīng)用濃度、作用范圍的大小、時(shí)間長(zhǎng)短、對(duì)象的狀況等因素。據(jù)報(bào)道，有些臭氧發(fā)生器實(shí)際臭氧產(chǎn)率比所標(biāo)定的臭氧產(chǎn)率要低，在使用時(shí)要加以注意。

2、存在有機(jī)物時(shí)對(duì)臭氧消毒影響較大。經(jīng)檢測(cè)，當(dāng)大腸桿菌懸液中含有1%小牛血清時(shí)，連續(xù)加臭氧5min的細(xì)菌殺滅率由不含小牛血清時(shí)的99.98%降至44.38%，加臭氧15min亦僅殺滅55.18%，因此行臭氧消毒時(shí)應(yīng)先清除有機(jī)物后再行消毒，以保證消毒效果。

3、臭氧對(duì)橡膠類制品和織物等物品具有一定的腐蝕性。在臭氧作用下，長(zhǎng)時(shí)間接觸橡膠類制品會(huì)變硬變脆，有色織物會(huì)退色，使用時(shí)應(yīng)盡量避免這種情況發(fā)生。

4、在有人的情況下，每立方米空氣中的臭氧量不應(yīng)超過(guò)0.2mg;避免在有明火和放置有易燃、易爆物品的場(chǎng)所使用臭氧發(fā)生器。報(bào)告指出因紫外線消毒空氣產(chǎn)生臭氧引起呼吸道過(guò)敏，出現(xiàn)咳嗽、胸悶、呼吸困難，脫離臭氧環(huán)境后經(jīng)抗過(guò)敏治療會(huì)得到緩解。

臭氧消毒作用速度快，消毒效果可靠而且無(wú)殘留污染，因此受到人們的歡迎。我們?cè)谑褂脮r(shí)應(yīng)盡量避免橡膠制品的長(zhǎng)期接觸消毒;掌握有效濃度在安全使用范圍內(nèi);要揚(yáng)長(zhǎng)避短，使臭氧消毒能夠達(dá)到比較理想的效果，成為保障人們身體健康的有效方法。