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    知识介绍

    臭氧 ( OZONE),分子式O 3 ,分子量47.9982(≈48),在常温下为蓝色气体,有类似鱼腥的气味。 臭氧的理化数据: 
        在标准状况下,密度 2.144g/L。由于接近地面的干燥空气,密度为1.293g/L,因此臭氧密度是空气的1.658倍。 
        在 -195.4 0 C时,液态臭氧密度为1.164g/ml。 
        临界温度为 -12.1 0 C,临界压力为5.45×10 6 帕。 
        在冷水中的溶解度比氧气约大 10倍。 
        空气中含有 0.02PPm左右的臭氧。 
        一般情况下,空气中 1PPm臭氧可取2.14mg/m 3 ,水中1PPm臭氧为1mg/L。 
        长期呼吸 >0.1PPm臭氧,对人体有害。 
        臭氧浓度在 0.02PPm时,嗅觉敏锐者能感觉到,称“感觉临界点”;0.15PPm时,一般人能嗅出,称“嗅觉临界值”(亦为卫生标准点);1-10PPm为“刺激范围”;10PPm以上为“中毒范围”。 
        臭氧不稳定,在高温时会迅速分解,在常温下会缓慢分解为 (氧气),在1%的臭氧水溶液中半衰期约16分钟,在空气中的半衰期约25分钟。 
        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。 
        臭氧是比氧气更强的氧化剂 ,且可以在较低温度下进行氧化。所以,臭氧的一切应用(消毒、灭菌、水净化、漂白、作氧化剂等)本质上都是利用其强氧化能力。由上可知,臭氧的强氧化性、常温作用性,特别是其“工作”后能还原为氧气,是其应用经久不衰,备受人类青脒的三大原因。 
        纯臭氧在受撞击、磨擦时会发生爆炸而分解 ,含高浓度臭氧溶液加热时易发生爆炸,但只要注意避免,此类事故即不易发生(至于臭氧对人体的毒害,臭氧问世 150余年来,尚无一例中毒死亡的报告)。臭氧用于空气消毒时,消毒现场不应有高浓度易燃易爆气体。 
        臭氧与水同存时为强烈漂白剂 ,其作用比氯气( Cl 2 )、双氧水(H 2 O 2 )、二氧化硫(SO 2 )快得多。
    臭氧的获得: 
        臭氧可通过高压放电、电晕放电、化学等方法获得。利用高压电离(或化学、光化学反应),使空气中的部分氧气分解聚合为臭氧,是氧的同素异形转变过程;亦可利用电解水法获得。 
    臭氧的广泛用途 
    臭氧主要应用于消毒灭菌(对空气、物体和水)和污水处理(环境治理) [详见第三章《臭氧的应用领域》。
    此外,它还有漂白、水脱色、除异味、参加工业氧化反应、治疗疾病等许多特别用途。
    臭氧消毒灭菌机理: 
        臭氧是一种强氧化剂,臭氧灭菌过程属生物化学氧化反应, O 3 灭菌有以下三种方式: 
    臭氧能氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必须的酶,使细菌灭活死亡。 
    直接与细菌、病毒作用,破坏它们的细胞壁和 DNA和RNA,细菌的新陈代谢受到破坏,导致死亡。(DNA——核糖核酸;RNA——脱氧核糖核酸。病毒是由蛋白质包裹着一种核酸的大分子;病毒只含一种核酸。摘自《微生物学基础》,化工出版社1994版)。 渗透胞膜组织,侵入细胞膜内作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖,使细菌发生透性畸变,溶解死亡。
    消毒灭菌的很多优势
    臭氧灭菌具有很多优点: 
        ●高效性和广谱性 
    臭氧灭菌属溶菌级,杀菌彻底,无残留,杀菌广谱,可杀灭细菌繁殖体和芽孢、病毒、真菌等,并可破坏肉毒杆菌毒素, O 3 不仅对各种细菌有极强的杀灭作用,对杀死霉菌也很有效。 
    绿色灭菌,无任何污染 
    臭氧稳定性差,很快自行分解为氧气和单个氧原子。单个氧原子又自行结合为氧分子,不存在任何有毒残留物,所以称无污染消毒灭菌剂。 
        ●无死角 
    臭氧为气体,能迅速弥漫到整个灭菌空间,灭菌无死角。
    消毒灭菌类型划分: 
    消毒灭菌根据其作用原理可分为: 
        抑菌 如冰箱,通过改变环境温度抑制细菌生长,但细菌生存能力,适应能力很强,会很快适应并大量繁殖。 
    杀菌 如紫外线、化学熏蒸,只能通过破坏细菌的外壳,使细菌死亡,而残余在细菌体内部(寄生)的病毒会快速繁殖。 
    溶菌 如臭氧,能干净彻底地杀灭细菌和寄生的病毒,并且能将它们溶解为菌丝,使细菌彻底失去生命条件。 
    (注:抑菌、杀菌、溶菌概念,摘自《微生物学基础》 1994版P-9)
    臭氧对热原的杀灭作用: 
        热原属病毒,臭氧不仅可以直接杀灭病毒,还可以通过杀灭病毒所寄生的细菌和微生物的方式将热原杀灭。 
    消毒级别和消毒级别的具体规定 
        消毒级别即“洁净级别”。各国 GMP对洁净室中空气浮游菌及表面细菌有严格的规定,如USP(美国药典)1991年10月对洁净级别提出了建议(即洁净环境中的细菌允许值)。 
    见下表:细菌允许值 
    洁净级别  浮游菌 CFU/m 3  表面细菌 CFU/inch 2  人体细菌( CFU/ inch 2 ) 
    手套  其他 
    100 
    1000及10000  5 10(地板)  10 
    100000  87  20 30(地板)  15  30 
    注: CFU——菌落数;inch 2 ——平方英寸  臭氧消毒灭菌对环境的要求: 
        本公司生产的臭氧化设备,由于工作电压低、结构紧凑、可靠性好,所以对使用环境(空气湿度、灰粒等)无苛刻要求。比传统的高电压产生臭氧设备对环境的要求简单得多。 
    但本公司臭氧发生器不宜在以下场所使用: 
       (1)有易燃、易爆气体直接接触的场所(如需使用应预先进行气体置转换);
       (2)粉尘过多的场所; 
       (3)50 0 C以上或-20 0 C以下的场所。 
    传统的消毒灭菌方法及其优缺点介绍 
    在空气和物体表面灭菌方面: 
        ●紫外线 优点是价格便宜,安装更换方便。但缺点较多: 
    不彻底 紫外线灭菌属杀菌级,不能干净彻底的杀灭细菌对病毒基本没有杀灭作用。对霉菌的作用很差,是大肠杆菌的几十分之一。 
    有死角 紫外线杀菌,光线照射不到的地方没有效果。超过紫外灯光源1.5米以外的范围基本无效。 
    有衰退 紫外线的杀菌能力随时间的增加而减退。
    穿透力极弱 紫外线穿透力极弱,一张纸、一层布,甚至灰尘和湿度都影响效果,只适用于表面杀菌。 
        ●化学熏蒸 利用甲醛、环氧乙烷等消毒液蒸发产生气体来熏蒸,这种方法的优点是具有一定的长效性。缺点是: 
    不彻底 化学熏蒸同样存在着不彻底的弊端,细菌的繁殖是惊人的;如大肠杆菌在 37 0 C条件下,单个细菌24小时后可产生4722*10 21 个后代(《废水处理手册》,P-126,美国国家环保局编),采用化学熏蒸因杀菌不彻底,留下“祸根”,杀菌之后时间不长,细菌就繁殖超标。对抗药性强的细菌和病毒效果更差,甚至无效。 
    工作量大 无残留污染损害人体健康,有较重的令人难以忍受异味。
    B、在饮用水消毒方面有: 
        紫外线 紫外线对水消毒不仅存在和空气相同的缺点,并且对芽孢没有杀灭作用;另外紫外线消毒水处理水量小,质量检测大多细菌超标,国家已明令禁止。 
        ●加氯气( CL 2 )缺点是: 
    经氯消毒的水存在残余污染,对人体有伤害,并有异味。 
    可能产生氯化氢等化合物,其中一些是已知的致癌化合物。 
        ●加次氯酸盐 缺点是:存在残余毒素(二次污染)。
    臭氧灭菌的缺点及防范: 
       (1)臭氧对物体有氧化性,主要是对天然橡胶或天然橡胶制品以及铜制品(有水汽存在时)有一定的腐蚀。对于其他材料因臭氧灭菌时间短腐蚀微弱可忽略不计。 
       (2)臭氧发生器工作时,不宜导入超过爆炸极限的易燃性气体。
       (3)臭氧的穿透力弱,对物体纵深处细菌杀灭能力低。