臭氧的基本知识

早在19世纪，人们就认识到臭氧的特殊作用：臭氧作为一种强氧化剂，消毒剂，精细制剂，催化剂等，已广泛用于水处理，医药卫生，石化，食品，造纸和香料净化。多个部门
臭氧的应用已经渗透了许多领域一百多年，为人类生产技术的发展做出了重要贡献。臭氧按用途分为水质处理，医药，化学氧化，食品加工和养护四个领域，各个领域的应用研究和设备开发达到很高水平。世界已经形成了独立的臭氧技术产业和部门。国际臭氧协会（IOA）成立于1973年，总部位于加拿大。该协会每两年举行一次国际会议，就若干国家的臭氧技术发展交换文件和报告。发达国家通常已经建立了区域性IOA组织进行学术交流。
第二次世界大战后，国际臭氧应用技术取得了长足的进步。首先，在1902年，德国帕德博恩（Paderborn）建立了第一家大型的水处理厂，用臭氧处理水，开创了用臭氧处理水的先例。现在，世界上有数千个臭氧水厂。臭氧在该国的水利工程中的应用已达到普及水平。几乎所有的矿泉水和纯净水制造商都配备了臭氧设备。美国在1970年代初开始使用臭氧处理生活废水，主要用于灭菌，去除污染物和褪色以满足排放标准。在日本，在缺水地区将废水作为再生水进行臭氧处理。近年来，在美国，日本，德国，法国等国家建立了大型臭氧废水处理厂。其次，臭氧的工业应用也变得非常普遍，主要用于香水的化学，石油，造纸，纺织和制药工业。食品工业的应用更受欢迎。 1904年，臭氧用于保存牛奶，肉制品，奶酪和蛋白质等新鲜食品。在1930年代后期，美国80％的冷藏鸡蛋储藏室安装了臭氧发生器。第二次世界大战后，欧洲，美国和日本在储存，制造和运输的各个方面都使用臭氧保护食物，水果和蔬菜。在医疗方面，日本在第二次世界大战期间将臭氧用于人体物理治疗，而俄罗斯则将臭氧用于具有强气体（臭氧化空气）的运动员。
当前，在国际医疗领域有许多用途：例如，对房间和手术室中的空气进行消毒，使用臭氧水消毒医疗器械，使用臭氧来治疗牙科疾病（口腔外科和口腔疾病）。保持口腔无菌），臭氧和放射线物理疗法与癌症治疗相结合，用臭氧水清洗妇科疾病，注射臭氧气体治疗瘘管痔疮，静脉曲张等。在医疗保健方面，日本和台湾地区因吸入强空气（臭氧含量低的空气）以增强身体，用臭氧水冲洗身体以杀死细菌和美容而广受欢迎。高科技的流行之美实际上是臭氧的应用。

此外，在1991年中华人民共和国卫生部发布的《消毒技术规范》中，对臭氧的杀菌效果，范围和使用方法有明确的规定。其中，已明确证实了臭氧的杀菌作用：“ 4.12.2杀菌作用：臭氧是一种广谱杀菌剂，可以杀死细菌的繁殖体和孢子，病毒，真菌等，并可以破坏肉毒杆菌毒素。臭氧在水中的灭菌速度比氯快。“这些是卫生和消毒的国家标准，为促进臭氧消毒技术提供了大力支持。

1、臭氧的广谱杀菌效果
 
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。
 
臭氧对细菌繁殖体
 
李怀恩等观察了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0.08-0.6ppm时，30分钟内杀灭率达到99.9%以上；伍学洲等试验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%，顾士圻等试验，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%。居喜娟等试验用臭氧可杀灭空气中的白色葡萄球菌99.99%；Burleson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、霍乱弧菌的磷酸盐缓冲液中，作用15秒后，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1分钟，大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀灭率均达100%。
 
臭氧对细菌芽胞
 
瞿发林等报告，以5.5mg/m3的臭氧作用下45分钟，可将100mL塑料瓶内滴染的枯草杆菌黑色变种芽胞100%杀灭；居喜娟等报道，在1m3试验柜内，开启500mg/h的臭氧发生器60分钟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3-10分钟，水中枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭率达99.999%。

臭氧对病毒
 
李绍忱等试验发现，经10.3mg/m3浓度臭氧作用30分钟后，乙型肝炎表面抗原（HbsAg）的滴度从1:256降至1:64。史江等报告，臭氧浓度13.6mg/m3时使用30分钟，使HbsAg破坏99.99%，使用甲型肝炎病毒抗原（HAAg）破坏100%；Wolo等实验证明0.5ppm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0.09mg/L-0.8mg/L时，在反应最初5秒钟内，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20秒钟，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。
 
臭氧对真菌
 
汪华明等报道,臭氧浓度为9.6mg/L时，作用100分钟对杂色曲霉与桃色拟毒霉的杀灭率达100%，对蜡叶枝孢霉23mg/L30分钟、青黑霉在12.5mg/L作用35分钟、桔青霉在15.4mg/L作用30分钟，尖镰孢霉在15.5mg/L时作用20分钟，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10-20分钟灭活率达96.4%。伍学洲等发现，臭氧在30分钟内对青霉菌的杀灭率为93.8%，对毛霉菌的杀灭率为100%；白希尧等报告，浓度为15mg/L的臭氧水溶液作用1分钟，可100%地杀灭试验中的黑曲霉和酵母。
 
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贾弟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的灭活作用试验证明，1ppm的臭氧作用5分钟可以灭活90%的卵囊，1.3ppm的二氧化氯则需作用1小时，80ppm的氯则需作用1.5小时才能达到同样效果。