臭氧的灭菌原理

臭氧是一种强氧化剂，灭菌过程属生物化学氧化反应。O3灭菌有以下3种形式：1.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。2.直接与细菌、病毒作用，破坏它们的细胞器和DNA、RNA，使细菌的新陈代谢受到破坏，导致细菌死亡。3.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。

臭氧灭菌的优点

臭氧灭菌为溶菌级方法，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。另外，O3对霉菌也有极强的杀灭作用。O3由于稳定性差，很快会自行分解为氧气或单个氧原子，而单个氧原子能自行结合成氧分子，不存在任何有毒残留物，所以，O3是一种无污染的消毒剂。O3为气体，能迅速弥漫到整个灭菌空间，灭菌无死角。而传统的灭菌消毒方法，无论是紫外线，还是化学熏蒸法，都有不彻底、有死角、工作量大、有残留污染或有异味等缺点，并有可能损害人体健康。如用紫外线消毒，在光线照射不到的地方没有效果，有衰退、穿透力弱、使用寿命不长等缺点。化学熏蒸法也存在不足之处，如对抗药性很强的细菌和病毒，则杀菌效果不明显。

臭氧灭菌存在的问题

臭氧消毒作为氯消毒的替代方法,在饮用水处理中被越来越多地应用。试验表明,臭氧几乎对所有细菌、病毒、真菌及原虫、卵囊都具有明显的灭活效果。但是臭氧氧化含有溴离子的原水时会产生溴酸根。溴酸根已被国际癌症研究机构定为2B级潜在致癌物,WHO建议饮用水的最大溴酸根含量为25μg/L,美国环保局(USEPA)饮水标准中规定溴酸根的最高允许浓度为10μg/L。臭氧氧化过程中溴酸盐的生成有臭氧氧化和臭氧/氢氧自由基氧化两种途径,控制溴酸盐可以从控制其形成和生成后去除两个方面进行。降低pH、添加氨气、氯-氨工艺和优化臭氧化条件是控制溴酸盐形成的方法,溴酸盐生成后则可以利用物理、化学和生物方法去除。因此要实现臭氧、致病菌与溴酸盐三者的平衡需进一步探讨臭氧灭菌机理及溴酸盐控制方法。所以桶装水买回家后别急着饮用，保险的办法是先放上一两天，让水中的溴酸盐分解成无害的溴化物后再喝不迟。臭氧空气消毒注意事项1、臭氧对人体呼吸道粘膜有刺激，空气中臭氧浓度达0.02ppm时，即可嗅出，达2.5-5mg/L时，可引起脉搏加速、疲倦、头痛，人若停留1小时以上，可发生肺气肿，以致死亡。故消毒用臭氧消毒空气，必须是在人不在的条件下，消毒后至少过30分钟才能进入。2、臭氧为强氧化剂，对多种物品有损坏，浓度越高对物品损坏越重，可使铜片出现绿色锈斑、橡胶老化，变色，弹性减低，以致变脆、断裂，使织物漂白褪色等。

臭氧灭菌的效果

臭氧灭菌的速度和效果是无与伦比的,它的高氧化还原电位决定它对氧化、脱色、除味方面的广泛应用，有人研究指出，臭氧溶解于水中，几乎能够杀水中一切对人体有害的物质，比如铁、锰、铬、硫酸盐、酚、苯、氧化物等，还可分解有机物及灭藻等。臭氧消毒灭菌方法与常规的灭菌方法相比具有以下特点：

(1)、高效性。臭氧消毒灭菌是以空气为煤质，不需要其他任何辅助材料和添加剂。所体包容性好，灭菌彻底，同进还有很强的除霉、腥、臭等异味的功能。

(2)、高洁净性。臭氧快速分解为氧的特征，是臭氧作为消毒灭菌的独特优点。臭氧是利用空气中的氧气产生的，消毒过程中，多余的氧在30分钟后又结合成氧分子，不存在任何残留物，解决了消毒剂消毒方法产生的二次污染问题，同时省去了消毒结束后的再次清洁。

(3)方便性。臭氧灭菌器一般安装在洁净室或者空气净化系统中或灭菌室内(如臭氧灭菌柜，传递窗等)。根据调试验证的灭菌浓度及时间，设置灭菌器的按时间开启及运行时间，操作使用方便。

(4)、经济性。通过臭氧消毒灭菌在诸多制药行业及医疗卫生单位的使用及运行比较，臭氧消毒方法与其他方法相比具有很大的经济效益及社会效益。在当今工业快速发展中，环保问题特别重要，而臭氧消毒却避免了其他消毒方法产生的二次污染。

臭氧消毒的领域国内的臭氧技术逐渐的成熟，臭氧也慢慢被人们所熟知，由于它的消毒能力极强从而代替了常规消毒被应用到各个领域：

1、客厅、房间空气净化消毒领域：臭氧具有杀灭空气中含有的细菌和病毒，有降尘的功能，使空气清新自然，起到消除疲劳，提神醒脑的效果。

2、水果蔬菜保鲜消毒领域：水果、蔬菜的运输、贮藏一直是急需解决的问题，处理不当将带来极大损失。据悉，我国每年有30-40%的蔬菜因储运不当和局部积压而成为垃圾。臭氧与负离子共同作用有极好的果蔬保鲜功能，因此利用臭氧技术可以大大延长果蔬的保鲜、贮存时间，扩大其外运范围。另外，臭氧技术还可以用于净菜处理中的杀菌消毒。日本川岛播磨重工业公司开发了利用臭氧水自动对蔬菜进行杀菌的系统。据其研究，与目前用于蔬菜杀菌的次氯酸钠相比，低浓度臭氧水杀菌迅速高效，没有二次污染。通过实验对比臭氧水和次氯酸钠对很容易在蔬菜中繁殖的枯草菌的杀菌效果发现，用浓度为50ppm的次氯酸钠杀菌2分钟后细菌还没有被杀死，而用浓度为5ppm的臭氧水杀菌20秒后99.9%的细菌被杀死。臭氧水将成为最佳的蔬菜杀菌剂。同时，臭氧水能有效氧化蔬菜水果表面农药，降低农药残留量，保护身体健康。

3、环境资源保护领域：产生水危机的主要原因是浪费、污染、用水分配不均和灌溉，其中约有5.5亿立方米/年的水体被污染。作为高效杀菌、解毒剂的臭氧自然吸引了众多的科学家研究将其应用于水资源污染处理及节约工业用水领域的技术。美国地下水技术公司在试验用臭氧化技术处理土壤及地下水污染取得成功。该公司的试验表明，臭氧化技术可以在几个月内消除35～98%的有毒物质，而这些有毒物质用挥发、生物降解等传统方法来处理则需几年时间。有研究表明，用臭氧配合紫外线照射可以将工业废水中有毒碳氢化合物氧化分解，同时去除重金属离子。这种方法在染料业废水处理中已取得95%的净化率，比传统方法提高25%。处理后的工业污水可以循环使用，避免了水土污染，节约了工业用水。在发达国家，臭氧技术在处理饮用水、海水淡化等方面也已获得应用。除以上这些领域外，臭氧技术还应用在养殖业、渔业、农业、食品加工业等领域。

4、医疗卫生领域：医院是治疗疾病的地方，但是由于到医院就诊的人很大部分是危重患者，其炎症正处于高峰时期，来自病人身上的有害病菌极易散发于空气中。因此，医院又是容易感染疾病的场所。现在，由于到医院就诊引起交叉感染的事已司空见惯。医院手术和护理操作前大夫或护士的双手及手术器具的消毒问题也是亟待解决的课题之一。具有高效、迅速杀菌作用的臭氧在医院环境消毒、术前消毒等方面大有用武之地。比如，日本科学家就研究过用于医院的臭氧水消毒法。据其研究结果，用臭氧水对医院手术前医生、护士的双手消毒，可杀死所有细菌，不仅时间极短，而且其消毒效果也是其他碘类消毒剂无法比拟的。传统进行同样的消毒操作至少需要10分钟。在医院中最易引起感染的黄色葡萄球菌和绿脓杆菌等在臭氧水中只需5秒钟即可全部杀死，其杀菌力远远超过酒精和氯。而且臭氧水具有可靠的安全性，经常使用不会伤及肌肤，即使误喝也不会中毒。臭氧还可以用于治疗。如俄罗斯研究出一种特殊的液压液来治愈伤口，其基本方法就是在高压下用雾状富含臭氧的生理溶液冲洗伤口，水流就象手术刀一样将伤口中的脓血、坏死组织及细菌分解物清除，同时杀死伤口表面的致病微生物。然后变换"臭氧刀"的结构，继续增大液体的压力，使臭氧化的溶液渗进发炎组织几毫米至3厘米深，并增加氧气，杀死更深层的致病细菌。据报道，用这种方法已治疗过200例病人，他们都是一些糖尿病、脓毒病、血管动脉硬化及不宜施行通常外科手术的患者，结果这些病人的伤口全都完全愈合。

5、食品行业消毒领域：在饮料、果汁等生产过程中，臭氧水可用于管路、生产设备及盛装容器的浸泡和冲洗，从而达到消毒灭菌的目的。采用这种浸泡、冲洗的操用方法，一是管路、设备及盛装容器表面上的细菌、病毒大量被冲淋掉;二是残留在表面上的未被冲走的细菌、病毒被臭氧杀死，非常简单省事，而且在生产中不会产生死角，还完全避免了生产中使用化学消毒剂带来的化学毒害物质排放及残留等问题。另外，利用臭氧水对生产设备等的消毒灭菌技术结合膜分离工艺、无菌灌装系统等，在酿造工业中用于酱油、醋及酒类的生产，可提高产品的质量和档次。在蔬菜加工中的应用，如小包装蔬菜如传统的榨菜、萝卜、小黄瓜等食品加工中，很多企业为延长产品的保质期，往往采用包装后高温杀菌的工艺，这样不仅对产品的色泽、质地等带来了不利的影响，而且还消耗了大量的能源。利用臭氧水冷杀菌新技术可避免传统加工工艺对产品质量带来的不利影响，并且可提高产品质量，降低生产成本。在水产制品加工中的应用，在冷冻水产品的冻前处理中，通过臭氧水喷淋杀菌对水制产品的卫生指标可以起到良好的控制作用。在冷库中的应用主要有三个方面：一是杀灭微生物—消毒杀菌;二是使各种有臭味的无机物或有机物氧化一除臭;三是使新陈代谢产物氧化，从而抑制新陈代谢过程。

6、臭氧在禽类养殖的应用领域：禽类现代工厂化养殖，尤其是养鸡生产已到了转型期，即从普及发展转为提高生产效率和产品质量阶段。在转型期常规的技术已暴露出明显的弱点。就以养鸡生产最关键的预防瘟疫和病害的措施来说，必须在技术上找到新的突破口，才能提高生产效益和产品质量。在常规的饲养过程中只是不断地给鸡喂上抗生素和注射疫苗。这些措施看起来无可非议，但是，却忽视了饲养过程中平时无时不刻地对场内空气进行杀菌、消毒、净化。而使受细菌病毒等污染的如侏儒症。过多地使用化学药物会损害了蛋鸡的吸钙机能。蛋鸡的吸钙机能一时受损即使增加含钙饲料也收效甚微，软壳蛋不可避免地还要产出。养鸡生产过程中不给鸡喂抗生素等药物难以避免瘟疫疾病带来的损失，喂了抗生素等药物又影响了产品质量，实在处于两难状态。臭氧充注到养殖棚内，首先与禽类排泄物所散发的异臭进行分解反应去除异臭，当异臭去除到一定程度稍闻到臭氧味时，棚内空间的大肠杆菌，葡萄球菌及新城瘟疫、鸡霍乱、禽流感等病毒基本随之杀灭。另外，不可忽视禽类的排泄物散发的胺类气体给禽类造成的毒害，农村养殖户冬天在养殖棚直接用煤炉取暖所产生的氧化硫等有毒气体给禽类造成的危害不可能靠化学药物来消除。但应用臭氧技术之后，有效地达到净化作用，进入应用臭氧技术的养殖棚内很直观地让人感觉到空气明显清新了。利用臭氧消毒净化养殖场内空气的同时，利用臭氧泡制臭氧水供给禽类饮用。也是重要的环节。禽类喝了臭氧水可改变禽类肠道微生态环境。臭氧在禽类肠道内减少了以宿主营养为生的细菌数量，减少宿主营养消耗。还使有力分泌的演粉酶的活性增强。提高了禽类尤其是幼禽对食物营养成份的利用率，增加了幼禽营养供应，促使禽类健康生长。让禽在喝臭氧水相对地改变了禽类的抗药性，能有效预防如小鸡白痢等肠道疾病。需要指明的，臭氧在水中的半衰期是二十分种左右，边制边喝效果更好。但是臭氧会分解化学药物。供药与供臭氧水应相隔配套更先进。通过大量的现场应用对比，臭氧有效地遏制了禽类瘟疫病害的发生，保证禽类的成活率并促进健康生长。养殖户非常满意，经济效益和社会效果显著。养肉鸡一般一个周期为五十天，应用臭氧技术之后可提前一个礼拜，几乎无因病死亡，鸡仔长得特别有精神;蛋鸡能保持稳定的产蛋率，而且从对比中发现大有提高。

7、臭氧在食用菌种植领域的应用：食用菌种植最头疼的就是接种环节，因为此环节一旦感染杂菌，那就会造成极大的损失。

近几来，一些食用菌机械生备生产企业，利用臭氧进行接种环节的消毒，取得了非常好的效果。(1)可使接种空间达到百级无菌净化，臭氧杀菌能力是化学药剂的几十倍，且不产生抗药性，可从根本上解除菇农接种难怕感染的烦恼。

(2)生产绿色、有机食用菌。臭氧是世界公认的高效杀菌而不造成农残的消毒物质。臭氧(O3)不是添加的化学药剂，是由空气中的氧气(O2)激化形成的氧元素气体，瞬间完成杀菌后又很快还原为氧气。食用菌空气净化接种机，创造无菌接种空间不用药，无农残!(3)化学药剂不仅造成农残，还损伤工作人员健康，挫伤菌种活力，对人员和菌种也是一次薰杀。而采用食用菌空气净化接种机，让生产食用菌的人健康工作，让食用菌在健康环境下生长，让吃食用菌的人更加健康，达到“人菌共健康”。

(4)采用臭氧消毒，一次净化可让你在无菌净化的空间自如接种，和接种箱接种比较，省略了入箱、封箱、熏蒸、出箱等环节，而这些工序，占到接种时间和劳动量的50%以上。(5)节约成本、增加效益。