臭氧的杀菌机理及应用概况

一、臭氧的杀菌机理

    臭氧几乎对所有病菌、病毒、霉菌、真菌及原虫、卵囊、花粉、热源（异体抗原、抗体）都具有明显的灭活效果，且灭菌时间来说，迅速无比，是氯的300-600倍，紫外线的3000倍。臭氧的灭菌机理，Roy等研究报告，臭氧可破坏病毒衣壳蛋白的四条多肽链并使RNA受到损伤；Kim等报告，臭氧作用过程中，可使噬菌体中RNA被释放，电镜观察可见噬菌体被断裂成小的碎片。还有人认为，臭氧可与细菌细胞壁脂类双键反应，穿入菌体内部，作用于脂蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，从而导致细菌溶解和死亡。

    在灭活病毒方面，臭氧主要通过破坏其蛋白质外壳而使病毒失活。而许多消毒方法对病毒不起作用或作用很小。臭氧对过滤性或其它病毒、芽胞等，具有较强的杀伤力，当臭氧水温为25℃，接触时间为10min，对病毒灭活率达到99.999%时的水中必要的臭氧量为0.2?0.3mg/L。当臭氧量到10mg/L时经4s就能杀灭脊灰病毒97.91%，接触1min则灭活量对数值达到7，既已全部灭活。经臭氧消毒过的水，其中病毒已完全失去活力。

    臭氧的灭菌速度和效果是无与伦比的，它的高氧化还原电位决定了它对氧化、脱色、除味方面的广泛应用，有人研究指出，臭氧溶解于水中，几乎能够消杀水中的一切对人体有害的物质，比如铁、锰、铬、硫酸盐、酚、苯、氧化物、去除离子干扰水的离子污染等还可分解有机物及灭藻等。

二、臭氧的杀菌的应用

    在现阶段，臭氧技术在各个领域的应用主要有以下几个方面：1、杀菌消毒；2、解毒；3、防腐、保鲜；4、除臭、除异味；5、日常生活领域；6、医疗卫生；7、环境资源保护；8、饮用水的臭氧化处理；9、废水处理。

1.杀菌消毒

    研究表明，臭氧是广谱、高效、快速杀菌集，它可迅速杀灭使人和动物致病的各种细菌、病毒及微生物。臭氧是一种氧化性非常强的物质。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。利用氧化性来杀死微生物以达到灭菌效果的化合物还有很多，比如常见的氯气、漂白粉、高锰酸钾等。但是，这些杀菌剂不但比臭氧杀菌剂速度慢，而且一般的杀菌剂对人体有害。臭氧与一般杀菌剂不同，因而多余的臭氧可以很快分解成氧气，而氧气对人体有益无害。臭氧的杀菌效果与过氧乙酸相当，强于甲醛，杀菌力比氯高一倍。与一般杀菌剂进行性、积累性的杀菌消毒功能不同的是臭氧的杀菌作用是急速的，当其浓度超过一定阈值后，消毒杀菌甚至可以瞬间完成。温度的提高及温度的降低可增强臭氧的消毒作用，当臭氧溶于水中后有更强、更快的杀菌消毒作用。利用臭氧杀菌消毒没有二次污染，在处理过的水、空气、食品、器具等中不残存任何有害物质，这也是其他杀菌剂无法比拟的优点。

    人类自发现并使用臭氧以来，科学家一直对臭氧的灭菌性能进行试验，这方面的试验报告很多，以下从几个方面进行综述。

（1）臭氧对细菌繁殖体  臭氧气体对空气中绿脓杆菌的杀灭作用。在15℃，湿度73%，臭氧浓度（0.08-0.6）X 10-6时，30min内杀灭率达到99.9%以上；臭氧对大肠杆菌杀灭率为100%，对金黄色葡萄球菌杀灭率为95.9%，对绿脓杆菌杀灭率为89.8%，臭氧对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌杀灭率分别为99.7%、99.9%。用臭氧可杀灭空气中的白色葡萄球菌99.99%；Burleson（国外）等试验将臭氧气体通入染有金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、荧光假单胞菌、鼠伤寒沙门氏菌、福氏痢疾杆菌、霍乱弧菌的磷酸盐酸缓冲液中，作用15s后，以上细菌全部杀灭；白希尧等发现臭氧水溶液杀菌作用强大，且速度极快，浓度为0.3mg/L的臭氧水溶液作用lmin，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀灭率均大于100%。

（2）臭氧对细胞芽胞  报告称，以5.5mg/m3的臭氧作用下45min，可将100ml塑料瓶内滴染的枯草杆菌黑色变种芽胞100%杀灭；在1m3试验柜内，开启500mg/h的臭氧发生器60min可对空气中的枯草杆菌黑色变种芽胞杀灭率达99.95%；欧阳川等在动态试验条件下，将臭氧气体通入染菌井水中，臭氧浓度达3.8---4.6mg/L时，作用3-10min，水中枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭率达99.999%。

（3）臭氧对病毒  试验发现，经10.3mg/m3浓度臭氧作用30min后，乙型肝炎表面抗原（HbsAg）滴度从1：256降至1：64。臭氧浓度13.6mg/m3时使用30min，使HbsAg破坏99.99%，使用甲型肝炎病毒抗原（HAAg）破坏100%；国外Wolo等实验证明0.5X10-6的臭氧可灭活空气中的甲型流感病毒99%；Herbold等报告，在20℃水中，臭氧浓度为0.13mg/L时，可以100%的灭活脊髓灰质炎病毒I型（PVI）。臭氧灭活病毒速度极快，当臭氧浓度分别为0.09-0.8mg/L时，在反应最初5s内，噬菌体T2即可被灭活5-7个对数值。Finch发现水中含臭氧浓度40μg/L时，作用20s，可使大肠杆菌噬菌体ms2灭活4个对数值。Vaughn等在4℃条件下，对比了臭氧对猿轮状病毒SA-H和人轮状病毒2型的灭活效果，发现两种病毒均能被0.25mg/L的臭氧迅速灭活。Crpend等检测了经臭氧处理后的血清中艾滋病毒（HIV）的灭活情况，证明当臭氧浓度为4mg/L时，可将滴度为106CID50/mlHIV全部灭活，病毒滴度下降6个对数值。

（4）臭氧对真菌  臭氧浓度为9.6mg/L时，作用100min对杂色曲霉与桃色拟毒霉的杀灭率达100%，对蜡叶枝孢霉23mg/L30min、橘青霉在15.4mg/L作用30min，尖镰孢霉在15.5mg/L时作用20min，均可达100%灭活率。对于烟曲霉、细交链孢霉、爪哇毛霉等，在臭氧浓度为3.85-10.7mg/L时作用10-20min灭活率达96.4%，臭氧在30min内对青霉菌的杀灭率为93.8%，对毛霉菌的杀灭率为100%；浓度为15mg/L的臭氧水溶液作用1min，可100%杀灭试验中的黑曲霉和酵母。

（5）臭氧对原虫  Finch等比较了22℃时臭氧对兰氏贾弟鞭毛虫和鼠型鞭毛虫色曩的灭活效果，当Ct值0.86mg?min/L时，可使鼠型贾弟鞭毛虫减少4个对数值，Ct值为2.5mg?min/L时，使兰氏贾弟鞭毛虫减少4个对数值。Korich等比较了臭氧、二氧化氯、氯对净化水中的微小隐孢子虫卵囊，1.3X10-6的二氧化氯则需作用1h，80X10-6的氯则需作用1.5h才能达到同样效果。

上一页  [1] [2] [3] [4] [5] [6] 下一页