臭氧空间杀菌消毒

臭氧的发现及科研

1840年荷兰舒贝因，发现臭氧OZONE，取自希腊子Ozein一词意为“难闻”，将此异味确定为O

3

，而命名为OZONE臭氧。自此以后，欧洲的科学家*开始研究臭氧的特性和功用，发现广谱的灭菌效果后，开始工业生产应用，其中一家瑞典牛肉公司用于臭氧对牛肉存储的保鲜，自1870年开始，现已发展空间消毒，食品加工、水处理、化工等各种领域。

一、

自界中的臭氧

现在人们普遍了解的大气臭氧层，是阻挡太阳紫外线的天然屏障，它是由太阳光的一种特定波长光谱的光照射后产生的，雷雨过后人们会呼吸到一种特殊的清新味道，实际就是空气中臭氧浓度提高（一般在0.04PPM左右）容易被人们察觉，臭氧浓度之所以提高，是因为闪电（高压发电）电离空气中的氧气形成臭氧，森林中、旅游地带空气格外清新，是因为植物在吸收CO

2

过程中制造了[O]，氧原子在形成过程中，部分形成O

2

（我们呼吸的氧气）一部分O

3

（臭氧）正是自然界中无处不在的臭氧和太阳光中的紫外线在控制着细菌的生存平衡，保护着人类健康。

二、

臭氧的基本性质

人类通过对臭氧的研究发现，臭氧具有不稳定特性和很强的氧化能力。臭氧是由一个氧分子（O

2

）携带一个氧原子（O）组成，所以他是氧气的同素异形体。臭氧和氧气的不同之处见下表：

表一

氧气和臭氧的主要性质

分子式

O

2

O

3

分子量

32

48

气味

无

鱼腥味

颜色

无

淡蓝色

1

大气压，

0

℃时溶解度（

ml/L

水）

49.1

640

稳定性

稳定

易分解

1

大气压，

0

℃时溶解度（

g/L

）

1.429

2.144

表一，可看出，与氧气相比，臭氧比重大、有味、有色、易溶于水、易分解。由于臭氧（

O

3

）是由氧分子携带一个氧原子组成，决定了它只是一种暂存形态，携带的氧原子除氧化用掉外，剩余的有组合为氧气（

O

2

）进入稳定状态。

臭氧是一种氧化性非常强的物质，其氧化还原电位仅次于

F2

。利用它的氧化性，可以在较短时间内破坏细菌、病毒和其他微生物的生物结构，使之失去生存能力。

所以臭氧工作中没有二次污染产生，给人类的环保需求，这是臭氧技术应用的zui大优越性。

臭氧的应用主要在人为的灭菌消毒。这主要是臭氧有很强的氧化能力，氧原子可以氧化细菌的细胞壁，直至穿透细胞壁与其体内的不饱和键化合而夺取细菌生命，它的作用是即刻完成的，臭氧的迅速灭菌效果决定于它的高还原电位，表二、列出了消毒物质还原电位与臭氧的比较。

表二

氧化还原电位比较

名称

分子式

标准电极电位（伏） 

臭氧 

O

3

2.07

过氧化氢（双氧水）

H2 O

2

1.78

高锰酸离子

MnO

4

1.67

氯

CL

2

1.36

二氧化氯

CL O

2

1.50

三、

臭氧的发生原理

   1

、紫外线法

人工生产臭氧即采用光电法，产生出波长λ=185nm（10

-9

m）的紫外光谱，这种光zui容易被O

2

吸收而达到产生臭氧的效果，在美国称之为臭氧灯。

光化学法产生臭氧的优点是纯度高，对湿度温度不敏感，具有很好的重复性，这些特点对于臭氧用于人体治疗及作为仪器的臭氧标准源是非常合适的，缺点是能耗较高。

2

、电化学法

利用直流电源电解含氧电解质产生臭氧气体的方法。电解法产生臭氧具有浓度高，成份纯净、水中溶解度高的优势，将会有较好的应用前景。

3

、电晕放电法

电晕放电法是模仿自然界雷电产生臭氧的方法，通过人为的交变高压电场在气体中产生电晕，电晕中的自由高能离子离解

O

2

分子，经碰撞聚合为

O

3

分子。

电晕放电型臭氧发生器是目前应用zui广泛、相对能耗较低、单机臭氧产量zui大、*zui高的臭氧发生装置。世界上现在单机产量zui高的达

300Kg/h

，就是使用电晕放电原理。

臭氧在空间杀菌消毒应用

一、

功能特点

：

1、 

消毒杀菌

臭氧对细菌、霉菌、病菌等微生物具有*的杀灭力，它杀灭病毒是通地直接破坏其

RNA

和

NDA

物质业完成的，而杀细菌，病毒类微生物的过程则是臭氧先作用细胞膜，继而破坏膜内组织直至溶解死亡。

2、 

除异臭味

臭氧去除霉，腥、臭等异味效果*，它可以快速氧化分解异味的化学物质。

3、 

防霉保鲜

臭氧为弥漫性气体，消毒*，可实现机器自行运行而杀菌防霉。对水果菜类不但能杀菌防霉、延长保鲜期，而且可快速分解果菜呼吸排除的领其快速成熟和乙烯气体。

   4

、

驱害防虫

　　经鉴定和使用本品对老鼠有驱逐作用，对存放衣物的箱柜进行消毒，可防治虫蛀。

二，

物体表面消毒杀菌

在药品生产过程中常常要对原材料，工具，包装物等进行表面消毒，常常使用消毒柜，传递窗等，传统的方法是用紫外线消毒，问题主要是在消毒不*，所以若使用在诸如传递窗等要求不高的场合是可以的，到远不如臭氧的效果好。《消毒技术规范》中介绍，对于浸没在臭氧气体中的物体表面，接触一段时间，可将表面细菌杀死。

三、

臭氧技术指标

1、 

臭氧发生器的主要技术指标为臭氧浓度（mg/L或g/m

3

），臭氧产量（g/h或kg/h）和电耗（kw·h/kgo

3

）。