臭氧的性质

臭氧的性质

臭氧（OZONE），分子式O 3 ，分子量47.9982（≈48），在常温下为蓝色气体，有类似鱼腥的气

味。

臭氧的理化数据：

在标准状况下，密度 2.144g/L。由于接近地面的干燥空气，密度为1.293g/L，因此臭氧密度是空气的1.658倍。

在-195.4 0 C时，液态臭氧密度为1.164g/ml。

临界温度为-12.1 0 C，临界压力为5.45×10 6 帕。

在冷水中的溶解度比氧气约大10倍。

空气中含有0.02PPm左右的臭氧。

一般情况下，空气中1PPm臭氧可取2.14mg/m 3 ，水中1PPm臭氧为1mg/L。

长期呼吸>0.1PPm臭氧，对人体有害。

臭氧浓度在0.02PPm时，嗅觉敏锐者能感觉到，称“感觉临界点”；0.15PPm时，一般人能嗅出，称“嗅觉临界值”（亦为卫生标准点）；1-10PPm为“刺激范围”；10PPm以上为“中毒范围”。

臭氧不稳定，在高温时会迅速分解，在常温下会缓慢分解为(氧气)，在1%的臭氧水溶液中半衰期约16分钟，在空气中的半衰期约25分钟。

臭氧的不稳定性使其很难实现瓶装贮存，一般只能利用臭氧发生器现场生产，随产随用。

臭氧是比氧气更强的氧化剂，且可以在较低温度下进行氧化。所以，臭氧的一切应用（消毒、灭菌、水净化、漂白、作氧化剂等）本质上都是利用其强氧化能力。由上可知，臭氧的强氧化性、常温作用性，特别是其“工作”后能还原为氧气，是其应用经久不衰，备受人类青脒的三大原因。

纯臭氧在受撞击、磨擦时会发生爆炸而分解，含高浓度臭氧溶液加热时易发生爆炸，但只要注意避免，此类事故即不易发生（至于臭氧对人体的毒害，臭氧问世150余年来，尚无一例中毒死亡的报告）。臭氧用于空气消毒时，消毒现场不应有高浓度易燃易爆气体。

臭氧与水同存时为强烈漂白剂，其作用比氯气（Cl 2 ）、双氧水（H 2 O 2 ）、二氧化硫（SO 2 ）快得多。

臭氧的获得：

臭氧可通过高压放电、电晕放电、化学等方法获得。利用高压电离（或化学、光化学反应），使空气中的部分氧气分解聚合为臭氧，是氧的同素异形转变过程；亦可利用电解水法获得。

臭氧的广泛用途

臭氧主要应用于消毒灭菌（对空气、物体和水）和污水处理（环境治理）[详见第三章《臭氧的应用领域》。此外，它还有漂白、水脱色、除异味、参加工业氧化反应、治疗疾病等许多特别用途。

臭氧消毒灭菌机理：

臭氧是一种强氧化剂，臭氧灭菌过程属生物化学氧化反应，O 3 灭菌有以下三种方式:

臭氧能氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必须的酶，使细菌灭活死亡。

直接与细菌、病毒作用，破坏它们的细胞壁和DNA和RNA，细菌的新陈代谢受到破坏，导致死亡。（DNA——核糖核酸；RNA——脱氧核糖核酸。病毒是由蛋白质包裹着一种核酸的大分子；病毒只含一种核酸。摘自《微

生物学基础》，化工出版社1994版）。渗透胞膜组织，侵入细胞膜内作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生透性畸变，溶解死亡。

消毒灭菌的很多优势

臭氧灭菌具有很多优点：

●高效性和广谱性

臭氧灭菌属溶菌级，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，O 3 不仅对各种细菌有极强的杀灭作用，对杀死霉菌也很有效。

绿色灭菌，无任何污染

臭氧稳定性差，很快自行分解为氧气和单个氧原子。单个氧原子又自行结合为氧分子，不存在任何有毒残留物，所以称无污染消毒灭菌剂。

●无死角

臭氧为气体，能迅速弥漫到整个灭菌空间，灭菌无死角。

消毒灭菌类型划分：

消毒灭菌根据其作用原理可分为：

抑菌如冰箱，通过改变环境温度抑制细菌生长，但细菌生存能力，适应能力很强，会很快适应并大量繁殖。

杀菌如紫外线、化学熏蒸，只能通过破坏细菌的外壳，使细菌死亡，而残余在细菌体内部（寄生）的病毒会快速繁殖。

溶菌如臭氧，能干净彻底地杀灭细菌和寄生的病毒，并且能将它们溶解为菌丝，使细菌彻底失去生命条件。（注：抑菌、杀菌、溶菌概念，摘自《微生物学基础》1994版P-9）

臭氧对热原的杀灭作用：

热原属病毒，臭氧不仅可以直接杀灭病毒，还可以通过杀灭病毒所寄生的细菌和微生物的方式将热原杀灭。

消毒级别和消毒级别的具体规定

消毒级别即“洁净级别”。各国GMP对洁净室中空气浮游菌及表面细菌有严格的规定，如USP（美国药典）1991年10月对洁净级别提出了建议（即洁净环境中的细菌允许值）。

见下表：细菌允许值

注：CFU——菌落数；inch 2 ——平方英寸

臭氧消毒灭菌对环境的要求：

本公司生产的臭氧化设备，由于工作电压低、结构紧凑、可靠性好，所以对使用环境（空气湿度、灰粒等）无苛刻要求。比传统的高电压产生臭氧设备对环境的要求简单得多。

但本公司臭氧发生器不宜在以下场所使用：

（1）有易燃、易爆气体直接接触的场所（如需使用应预先进行气体置转换）；

（2）粉尘过多的场所；

（3）50 0 C以上或-20 0 C以下的场所。

传统的消毒灭菌方法及其优缺点介绍

在空气和物体表面灭菌方面：

●紫外线优点是价格便宜，安装更换方便。但缺点较多：

不彻底紫外线灭菌属杀菌级，不能干净彻底的杀灭细菌对病毒基本没有杀灭作用。对霉菌的作用很差，是大肠杆菌的几十分之一。

有死角紫外线杀菌，光线照射不到的地方没有效果。超过紫外灯光源1.5米以外的范围基本无效。

有衰退紫外线的杀菌能力随时间的增加而减退。

穿透力极弱紫外线穿透力极弱，一张纸、一层布，甚至灰尘和湿度都影响效果，只适用于表面杀菌。

●化学熏蒸利用甲醛、环氧乙烷等消毒液蒸发产生气体来熏蒸，这种方法的优点是具有一定的长效性。缺点是：

不彻底化学熏蒸同样存在着不彻底的弊端，细菌的繁殖是惊人的；如大肠杆菌在37 0 C条件下，单个细菌24小时后可产生4722*10 21 个后代（《废水处理手册》，P-126，美国国家环保局编），采用化学熏蒸因杀菌不彻底，留下“祸根”，杀菌之后时间不长，细菌就繁殖超标。对抗药性强的细菌和病毒效果更差，甚至无效。

工作量大无残留污染损害人体健康，有较重的令人难以忍受异味。

B、在饮用水消毒方面有：

紫外线紫外线对水消毒不仅存在和空气相同的缺点，并且对芽孢没有杀灭作用；另外紫外线消毒水处理水量小，质量检测大多细菌超标，国家已明令禁止。

●加氯气（CL 2 ）缺点是：

经氯消毒的水存在残余污染，对人体有伤害，并有异味。

可能产生氯化氢等化合物，其中一些是已知的致癌化合物。

●加次氯酸盐缺点是：存在残余毒素（二次污染）。

臭氧灭菌的缺点及防范：

（1）臭氧对物体有氧化性，主要是对天然橡胶或天然橡胶制品以及铜制品（有水汽存在时）有一定的腐蚀。对于其他材料因臭氧灭菌时间短腐蚀微弱可忽略不计。

（2）臭氧发生器工作时，不宜导入超过爆炸极限的易燃性气体。

（3）臭氧的穿透力弱，对物体纵深处细菌杀灭能力低。

臭氧消毒具有优越的性能