臭氧阀值规范及浓度计算

臭氧阀值规范及浓度计算

在气相条件中，臭氧杀灭微生物的效果，取决这几个主要因素：臭氧阀值浓度，即当臭氧空气浓度在达到此浓度要求时，才能具有杀灭微生物的能力；微生物种类；处理时间；臭氧分布方式；空间内的温度和湿度条件；室内墙面、顶棚、地板及其他装饰材料的还原性影响等气相条件下，臭氧对微生物的杀灭效果是有区别的，经实验证明，臭氧对人、动物的致病菌、病毒具有很强的溶菌性杀灭作用。

影响气相臭氧杀菌效果的环境因素主要是温度和湿度。一般情况下，温度低、湿度大则杀灭效果好，相对湿度＞70％，杀灭效果能很好的体现出来。这是由于相对湿度提高，可以使细胞膨胀，细胞壁变薄，使之更容易受到臭氧的渗透溶解。

臭氧的毒性、腐蚀性及安全性解释：臭氧是无毒物质安全气体，谈到它的毒性主要是其强氧化能力，在浓度高于1.5ppm以上时，人员须离开现场，原因是臭氧刺激人的呼吸系统，造成呼吸系统的应激性反应，严重的会造成可逆性伤害，为此，国际臭氧协会（IOA）制定卫生标准：国际臭氧协会：0.1ppm，接触10小时；美国：0.1ppm，接触8小时；中国：0.15ppm，接触8小时。

文献报告，臭氧浓度在0.02ppm时，嗅觉灵敏的人便可觉察，称为感觉临界值，浓度在0.15ppm时为嗅觉临界值，一般人都能嗅出，也是卫生标准点。当浓度达到1-10ppm时，称为刺激范围。事实上安全使用臭氧完全可以保证人的健康不受危害。臭氧应用一百多年来，至今世界上无一例因臭氧中毒死亡事故发生。

在具体使用中，臭氧消毒过程应与人员隔离，一般的臭氧发生装置都是自动控制的，只要设定好相关参数，即可以实现无人职守，这与化学消毒剂喷雾消毒需要专门培训过的人员现场操作相比，对人员的身体健康更有保证的。

臭氧具有很强的氧化性，臭氧可以氧化很多金属，铝、锌、铅与臭氧接触会产生氧化腐蚀，但含25％Cr的铬铁合金（不锈钢）基本上不会受臭氧腐蚀。

臭氧对普通橡胶腐蚀作用最大，所以在应用中应使用耐腐蚀的硅橡胶或添加耐腐剂的橡胶制品。

臭氧发生一般采用高压电源供电，所以在有导电气体或含烃类介质存在的环境中应杜绝使用，使用人员须按操作规程安全执行。

综合以上因素，我们在空气消毒用臭氧发生器的使用上建议：

(1)空气消毒用臭氧发生器的安装。分体或移动式放在单独空间中，一般要放置高处，因为臭氧比重在空气中较大，易下降，放置高处的目的主要是有利于臭氧的散播；在空间相对封闭的，如空气自循环的无菌室、洁净室和特殊要求空间，建议采用在闭路空气循环系统中，加装臭氧发生装置，如组装在空调机组、安装在总送风道或总回风道中，在达到设定消毒时间后，使用活性炭吸附或催化剂还原进行空气消毒灭菌，这样既可以达到空气消毒的目的，同时还可以使工作人员不必离开工作环境。目前该项技术在制药行业无菌室的应用已经十分广泛和成熟，主要工作流程如下：空压机-制氧机-臭氧发生装置-空调总送风管-各消毒净化区。

(2)空气消毒用臭氧发生装置的选用计算。利用臭氧消毒需要至少要达到阀值浓度，发生浓度低于阀值浓度，是达不到灭菌效果的，而浓度过高会造成运行成本增加，所以应该计算选用合适范围的发生浓度的臭氧发生装置。根据《消毒技术规范》和实践应用数据，在GMP制药车间的洁净区，洁净级别三十万级取消毒需要保持臭氧浓度N＝5mg/M3，十万级取N＝10 mg/M3，万级取N＝30mg/M3，百级取N＝40mg/M3。臭氧总用量计算公式为：W＝NV/（1－S），式中，W－臭氧

总用量（mg/M3）；S－臭氧衰减率S＝40％；V－总体积（M3）；N－洁净区域消毒需要保持的臭氧浓度（mg/M3）。其中V＝V1＋V2＋V3，V1－洁净区域总体积；V2－空调风道体积；V3－补充新风量造成臭氧损失的有效体积（V3＝总风量×20％常规新风更换率×10％（保持洁净区域的正压补充新风量）×60％＝总风量×1.2％）。

(3)湿度适当。臭氧的灭菌效果在湿度为70-80%条件下效果最理想，在湿度低于45%时效果较差，所以一般使用中，特别是制药车间无菌室、病房等使用应注意在环境中适当增加湿度。

(4)臭氧浓度。应用臭氧进行空气消毒时应注意：臭氧的杀菌效果K为臭氧实际浓度C与作用时间T的乘积即K＝C×T，而臭氧实际浓度C为达到杀菌阀值浓度Cmin时，即使延长时间，在实际运行中，恐怕也是没有杀菌效果的。臭氧用作空气消毒应按不同应用空间、不同的杀菌消毒目的，而配置不同的臭氧产量和臭氧发生浓度的臭氧发生装置，臭氧发生浓度是指以自然扩散方式的按固定体积内30分钟的浓度计，单位为mg/M3，臭氧产量是由臭氧发生浓度与时间累积计算出来的，臭氧产量、臭氧发生浓度是最基本的参数标准。所以以空气消毒为目的的臭氧消毒产品应标注消毒浓度与消毒时间指标。还有两个通用指标，即应用空间的臭氧安全指标和产品使用寿命指标等，也是需要向使用者注明的。如一般的除味、除臭等，浓度掌握一般不超过0.05ppm。如果用于室内灭菌消毒则一般掌握在0.1-1ppm；物体表面或病房区一般需要浓度都较高。

(5)空气消毒型臭氧发生器选型。由于臭氧只能就地生产，目前最经济也是技术成熟的产生臭氧的方式为电晕放电，而用于空气消毒用臭氧发生器多是使用陶瓷片高频放电的模式，它具有结构简单、性能可靠、运行费用低及调节灵活等优点。

(6)臭氧空气消毒的安全性。臭氧安全性在广泛的动物和人体试验中，主要暴露途径为吸入法，持续、长期的吸入试验显示臭氧不致癌（NTP，1995）；但是对动物和人体的呼吸系统有明显的刺激作用，在暴露环境中，可影响呼吸功能。所以，我们建议，使用臭氧消毒空气，应在无人环境下进行，在消毒完毕半小时后，人员方可进入