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臭氧介绍与灭菌比较

自然界中的臭氧

人类科学家在不懈地对臭氧技术投入研究，现在对臭氧的特性及应用已非常明确。在自然界中，臭氧是广泛存在的，只是不同条件下浓度差别很大，不易被人察觉而已。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空气后产生的；雷雨过后人们会呼吸到一种特殊的清新味道，实际就是空气中的臭氧浓度提高（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（高压放电）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，是因植物在吸收CO2过程中制造了[O]，氧原子在形成过程中，部分形成O2（我们呼吸的氧气），一部分形成O3（臭氧）。自然界中细菌无处不在，在适合的条件下繁殖迅速，人类在发现细菌后，甚至谈菌色变，生怕人类被细菌吃掉。自然界的一切都处在平衡状态，人们没有必要忧虑，现在我们可以断定，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。

臭氧的基本性质研究

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（O2）携带一个氧原子（O）组成，所以它是氧气的同素异形体。

臭氧杀菌及其在食品工业中的应用

      臭氧（O3）是一种强氧化剂、消毒剂、精制剂、催化剂。自本世纪初法国用臭氧对饮用水杀菌处理以来，它的杀菌应用越来越广泛。在食品杀菌方面，最早在 1909 年法国的科隆市用于冷冻肉的保存。

1 臭氧灭菌机理

      臭氧是氧的同素异性体，常温下是一种不稳定的淡紫色气体，有刺激腥味，微量时具有一种“清新”气味。臭氧具有极强的氧化能力，在水中的氧化还原电位 2.07V ，仅次于氟电位 2.87V ，居第二位，它的氧化能力高于氯（ 1.36V ）、二氧化氯（ 1.5V ）。正因为臭氧具有强烈的氧化性，所以它对细菌、霉菌、病毒具有强烈的杀灭性，这种作用通常是物理、化学、生物学方面的综合效果。

      其机理可以是以下几个方面：

⑴臭氧很容易同细菌的细胞壁中的脂蛋白或细胞膜中的磷脂质、蛋白质发生化学反应，从而使细菌的细胞壁和细胞受到破坏（即所谓的溶菌作用），细胞膜的通透性增加，细胞内物质外流，使其失去活性。

⑵臭氧破坏或分解细胞壁，迅速扩散进入细胞里，氧化了细胞内酶或 RNA、DNA，从而致死菌原体。在高压强电场作用下，气体在电介质表面产生脉冲电晕放电，产生高浓度等离子体，电子和离子被强大电场力作用加速与气体分子碰撞，在10S内使氧分子分解成单原子氧，在数10S内原子氧和分子氧结合成臭氧：

O2 +e →2O+2O2 → 2O3

      臭氧在水中是不稳定的，时刻发生还原反应，产生十分活泼的、具有强烈氧化作用的单元子氧（ O），在产生瞬时，对水中细菌、微生物有机物质进行分解作用。

O3 → O2+ (O) (O)+H2O → 2HO

      臭氧在水中的“半衰期”为20min（PH7.6时41min，PH10.4时为0.5min）。人们把含有臭氧的水叫做臭氧水。臭氧水对各种致病微生物均有极强的灭菌作用，臭氧在水中不稳定，发生强烈氧化还原反应，产生极活泼、具有强烈的氧化作用的单元子氧（O）、羟基（OH）。羟基氧化还原电位为2.8V，相当于氟的氧化能力。

2 臭氧杀菌的影响因素

      臭氧杀菌的效果主要受其浓度、微生物种类、作用时间、温度、 PH值、水的理化性质、杂质等因素影响。

⑴臭氧对各种微生物杀灭效果不同。实验表明，臭氧对人和动物的致病菌和病毒如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、乙肝病毒、沙门式菌等具有很强的杀灭性，即使对化学消毒剂有着较强耐受力的霉菌也有较强的杀灭性；

⑵温度、湿度也影响其杀菌灭毒效果。通常，温度低、湿度大杀菌效果好。实验证明：当环境相对湿度小于45％，臭氧对空气中的悬浮物几乎没有杀灭性，在同样温度下，相对湿度超过60％时，杀灭效果逐渐增强，在相对湿度为90％时，达到最佳灭菌效果；

⑶臭氧的浓度也影响其灭菌能力，浓度在0.2mg/L以下，几乎没有杀灭作用。

3 臭氧杀菌的特点

3.1 高效、快速

      臭氧仅在 1min内就可以100％杀死细菌、酵母和黑曲霉菌。臭氧水灭菌消毒不同于一般灭菌、消毒剂，如次氯酸（HOCl 2 ）、二氧化氯（ ClO 2 ）的灭菌、消毒是进行性、累积性的，臭氧水灭菌消毒则急速性的，当臭氧的浓度超过阀值，消毒、杀菌就会瞬时发生。如清净水中臭氧浓度达 0.4－0.5ppm时，在0.5～5min内就可以致死细菌。

3.2 安全、可靠

      臭氧的分解产物是氧气，不会