臭氧杀菌效果及影响因素.pdf

林汁抒计朴升价“别屁卜“引卜”卜钊.翻“扎鱿卜厂臭氧杀菌效果及影响因 素 丁兰英军事医学科学院微生物流行病研究所 臭氧是一种强氧化剂，臭氧是氧的同素异性体，是淡蓝色的气体。具有广泛杀灭微生物作用，包括细菌、芽胞、病毒、真菌等，其杀菌速度较氯快 3 0 0-6 0 0倍。在欧洲一百年前臭氧消毒饮用水，由于经化合物产生臭氧有一定难度，无法贮存，因而，在消毒领域上应用受到一定限制。近年来，由于科学技术发展，臭氧在消毒方面应用有新的发展，如水、空气、物体表面、食品、蔬菜的消毒等，目前在工业和农业中灭菌也有应用。关于臭氧产生方法可采用化学法、电解法、电晕放电法和紫外线法。臭氧消毒效果评价方法等有专人报告，我现就臭氧杀菌效果及其影响效果的因素与各位同仁进行研讨。一、理化性质 臭氧的分子式为。:，分子量为 4 8.0 0。在室温下臭氧是一种带有淡蓝色的气体，有特殊臭味，具有爆炸性。其气体密度为 1.6 5 8(空气=1)，臭氧气体经冷压处理后，可呈液态，其密度为 1.7 1，沸点为一 1 1 2.3 C，在水中溶解度比氧高，其稳定性差，易分解成氧。臭氧是化学消毒法之一，其对饮水、空气有较好消毒效果，而对物体表面消毒效果差。同时臭氧有一定的毒性，对橡胶制品，塑料制品，使其变硬，变脆，失去了弹性，使纺织品漂白、退色，对金属铜片有腐蚀作用，产生绿色锈斑。臭氧半衰期为 2 0-3 0分钟，也有报道为 2 1分钟，所以臭氧不能像其它化学消毒剂那样，用瓶装 贮存。二、奥氛的杀菌机理 关于臭氧杀菌机理报道不多，观点不一，有的学者认为:臭氧杀菌主要是靠分解后产生新生氧的氧化能力。臭氧与细胞壁的脂类的双链起反应，穿破胞壁，进入细胞壁内，作用于外壳脂蛋白和内表的脂多糖，使细胞的通透性发生改变，导致细胞溶解，死亡。郭振东报道:臭氧靠其氧化作用而杀菌，它能氧化分解细菌葡萄糖，氧化酶，脱氢氧化酶，还可直接与细菌发生作用，导致细菌物质代谢，氧化还原过程的破坏，从而破坏了细菌生长和繁殖过程造成细菌死亡。Mu d d报道，臭氧和对其敏感氨基酸残基 半肤胺酸残基、色氨酸残基、蛋氨酸残基)发生反应可直接破坏细菌蛋白质。三、奥氛对徽生物的杀灭作用 臭氧为强氧化剂，可杀灭各种微生物，不同的微生物对其敏感性有差异。比较敏感的有金黄色葡萄球菌。大肠杆菌、普通变型杆菌抵抗力中等。无色杆菌属和假单胞菌抗力较强;敏感菌和抗力强的菌之间杀灭浓度相差2-3 倍。一)臭氧对空气中微生物杀灭效果 近期臭氧对空气中微生物杀灭效果这方面资料报道比较多，一般讲，臭氧对空气中细菌繁殖体当臭氧浓度为。0 8-0.6 p p m时，对大肠杆菌作用3 0 分钟，其平均杀灭率可达 8 4.6 0%-9 9.9 0%以上。而当空气中臭氧浓度为 0.6 7-1.7 m g l m，时，作用 1 0-3 0分歼比找绮以浇摺f犷，鱿.，tLr.甲.叭肠r.玄f宜1，f卜1卜11门3.lr.111111L.r，eslL，口.，菠rl雄廷盼目比斌晰少汗日卜认时黔拼曰级羚井沂什汁什片”。卜袂计比比歇f瓦f即东卜ff数卜卜盯t卜七群脚映联截形护.企r卜卜t汤钟其杀灭率达 9 9.4 7-9 9.9 7%;当臭氧浓度为 3.2 7-3 3.3 3 m g l m，时，对枯草杆菌黑色变种芽胞作用6 0-1 2 0 分钟，其杀灭率为7 8.3 4-8 7.1 5%。低浓度 0,对空气中绿脓杆菌的杀灭作用的研究发现，用。.2 5 p p m浓度，作用5 分钟，其杀灭率达9 9.9 1，用。.5 p p m作用 3 0 m i n，其杀灭率达 1 0 0%。对自 然菌，在 1 5-2 3 C，相对湿度为 7 3-1 0 0%，作用1 5分钟杀灭率达 9 1.3 4%，作用 6 0分钟，杀灭率达 9 7.9 0%。有人报道对病毒杀灭效果，在空气中臭氧浓度为2 0.3 m g l m ，作用2 0 分钟对乙 型肝炎病毒表面抗原 H B s A g)作用2 0 分钟，其滴度下降 1.2 5 6-1.6 4。周密报道，在 l o o m 室内，开臭氧消毒器6 0 m i n,室内空气中臭氧浓度为1.4 4 7 m g/m :关机后。经过5 m i n,空气中臭氧浓度降至。.2 0m 创 m ，作用6 0 分钟，空气中自 然菌由6 7 1 c f u l m ,减至5 2 c f u l m ,消亡率达9 2.2 5%a 近期廖如燕实验证明，臭氧机开动 1 5 m i n，对室内空气中自然菌杀灭率达 8 3.2 5%(臭氧浓度为1.5 0-1.6 3 m g l m 3)。有人报道:用。.7 2 M g/M 3 臭氧作用1 0 分钟，对金黄色葡萄球菌杀灭率为”.9 9%，对大肠杆菌杀灭率为8 7.1 5%a(二)臭氧对物体表面杀菌效果 臭氧对污染于物体表面上细菌繁殖体和细菌芽胞，病毒，真菌均有杀灭作用。周密报道在臭氧消毒柜内浓度为 0.1 7 m 创 m ，柜内温度为 2 1 C，相对湿度为 7 2%的条件下，作用 9 0-1 2 0 m i n对污染的大肠杆菌的杀灭率可达”9 9-1 0 0%，对金黄色葡萄球菌和枯草杆菌黑色变种芽胞分别作用 9 0分钟至 1 2 0分钟，其杀灭率分别为 9 9.6 2%与5 4.7 6，对H B s A g 抗原在柜内 上层作用1 2 0 分钟均不能破坏。有人证明，对真菌类臭氧浓度为1 2.5 m g/L，对载体表面作用2 5 分钟，其杀灭率达1 0 0%。而刘衡川报道，采用D M G B-6 0 B型臭氧消毒柜试验，当开柜4 0 m i n 臭氧浓度达 7 7 4.7 m g 1 m ，当开机 3 0 m i n，可将滤纸片上大肠杆菌、金黄色葡萄球菌杀灭率达 1 0 0%，开机 9 0 m i n，对白色念珠菌杀灭率达 1 0 0%，满载时，开机 3 0 m i n 对大肠杆菌杀灭率达9 9.9 9%以上，对物品表面上H b s A g 全部破坏(开机6 0 m i n)(S I N值 2.1)。(三)臭氧对水中徽生物杀灭效果 1.国外资料报道:臭氧对水中 微生 物杀灭效果较好。当臭 氧浓度为0.5-1.5 m g/L基本可杀灭水中全部微生物，同时臭氧可去除水中色、臭味、铁、锰、氰化物等有机物。臭氧杀菌速度比氯快，具有强大氧化作用杀菌力，可杀灭细菌繁殖体、芽胞，病毒，真菌，破坏内毒素杆菌毒素等(见表 1)0 表 1 臭氧对水中微生物杀灭效果微生物臭氧浓度(m g L)作用时间(m i n)报道者大肠杆菌0.1 95Br o a d o Wa t e r巨大杆菌0.1 95Br o a d o Wa t e r大肠杆菌0.1 25A r i a g ma n0.2 23脊髓灰质炎性病毒0.0 4 5-0.4 52Ke s s e l阿米巴包囊0.74巴黎卫生实验室0.35Ke s s e l班件吓毖路.活镬月期目仪日门皿性获盯吕卜韵石价从.n补卜卜幻2.国内资料报道臭氧对水中微生物杀灭效果(见表 2)表 2 臭氧对水中微生物杀灭效果微生物臭氧浓度 m g/L)作用时间(S)杀灭率(%)大肠杆菌0.33 09 9.9 0.金黄色葡萄球菌2.03 01 0 0.0 0绿脓杆菌2.03 01 0 0.0 0白色念珠菌8.03 01 0 0.0 0枯草杆菌色变种芽胞1 2.01 2 0 09 9.913.生活饮用水臭氧消毒与加氮消毒的比较表 3 生活饮用水用两种方法消毒的比较项 目臭氧消毒加氯消毒杀菌能力较氧强强杀菌速度快(3 0 S-5 m i n)慢(3 0 m i n)受 p H影响,J,较大除臭作用好较差脱色作用完全较差除味明显较差用量小(0 5 一 1.5 m g/L)较大(1-4 m g/L)持续时间短长药物供应现场产生可长期贮存设备费用较贵较低四、影晌杀苗效果的因案 臭氧对空气、物体表面和水消毒均有较好的杀菌作用，但其消毒效果好与差受多种因素影响，主要受臭氧浓度、有机物质、作用时间、温度、相对湿度、p H值、水浑浊度等因素影响。(一)臭氧浓度:一般讲臭氧的浓度愈高，其杀菌效果愈好。如用臭氧对空气消毒时，当臭浓度为0.2 1 m g/L时，作用 1 0分钟，对金黄色葡萄球菌杀灭率达 9 0.8 1%。如提高浓度为0.7 2 m g/L时，作用时间仍为1 0 分钟，能杀灭率达9 9.9 9%.卜以日匕廿砚颐以证忍哪胜拼叭盯“比f(二)有机物的影响 臭氧消毒水、物体表面的效果受有机物影响较明显。特别是物体表面上染有血清、蛋白 陈等有机物保护微生物时，必须加大浓度才能提高杀 菌效果。如用3.8 6 m g/L臭氧杀灭污染在器械上的大肠杆菌，对未用血清保护者，杀灭率为”.6 1，而用 1 0%血清保护，杀灭率仅 9 5.2 3%a.仁厂卜价叮扮约浦汗州理亡1，瓜护企几 王芳报道:用4.8 m g/L臭氧水和 8.4 m g 几臭氧水对含有不同浓度牛血清大肠杆菌菌悬液进行试验，结果表明，小牛血清对细菌有明显的保护作用，各组的杀灭率均显著降低(见表 4)表4 不同浓度小牛血清对臭氧水杀灭大肠杆菌的影响少牛血清含量(%)不同浓度臭氧(m g/L)的平均杀灭率%)4.88.401 0 0.0 01 0 0.0 01 04 8.2 98 7.5 02 54 6.8 68 5.6 15 04 5.0 78 4.4 2注:试验温度2 0 C,臭氧p H值为6.6-6.8，作用时间1 m i n，阳性对照回收菌数为1 1 9 2 0 0 0 c f u l m l。结果为5 次试验平均值。而刘衡川报道:采用 D MG B-6 0 B型臭氧消毒柜采用陶瓷片盘臭氧发生器，采用高 频方式触发 和控制臭氧发生器开 机4 0 m i n,臭氧浓度达7 7 4.7 m g/m ,经试验在1 0%小牛血清条件下，对杀灭大肠杆菌效果无明显影响。卜扣卜卜卜协肛扣卜ff科r王上贬.1.理尹.ee.ee|ee.ee (三)温度影响 臭氧杀菌效果随温度升高，臭氧杀菌作用较强，但与其它化学消毒剂相比，其杀菌效果受温度的影响比较小。国内有关资料报道不一。若以水温为 4-6 时，臭氧杀菌作用为 I，则在 1 8-2 1 时，则为 1.6，在 3 6-3 8 时则为 3.2。居喜娟报道，臭氧在2 0-3 2 时，杀菌效果优于 2 0-2 2 与 1 0-1 2 杀菌效果。王芳(1 9 9 8)报道，实验证明，在不同温度下，臭氧水溶液半衰期与温度有关，随温度升高而半衰期减少，如在2 0 时，其半衰期为2 7 m i n,3 0 时半衰期为6 m i n a 也有资料报道，臭氧对 H A N 和大肠杆菌杀菌效果随温度升高而降低，在 1 0 时杀灭速度比2 0 时快。(四)不同湿度影响 臭氧对载体表面消毒时，随湿度加大而提高消毒效果，在干燥物体表面消毒效果差，如表 5。表5臭氧在不同温度下对大肠杆菌杀灭效果湿度%)臭氧浓度(m g/L)作用时间(m i n)杀灭率(%)3 01.1 4 79 08 2.7 76 21.1 4 79 09 8.7 87 21.1 4 79 09 7.9 9注:2 0 1C，试验结果为 3 次平均值。(五)水的浑浊度(水质):水的浑浊度对臭氧杀菌效果有一定影响，浑浊度在5 m g 1 L以下时，则影响不大。影象茸牙导r主断f冬卜卜即即协矛黔厂厂仁即祝“卜口厂:r鲁r卜犷“卜砚旨口日砚。盛璐浴巨汉场。;.抽”，.贬“介是劣，“行。沁笼“贪.护写3“沂“.诊.盆一污龙贷口公仁二弓右落.翻互困，.忿别璐(六)p H的影响 当水的p H值增高时，消毒效果降低。提高臭氧浓度才能增强消毒效果。如O,溶液p H值由3升到p H值为9 时，当0 3 浓度为 0.4 m g/L时臭氧对大肠杆菌杀灭率由9 9.8 8%降到9 7.1 6%，如提高臭氧浓度0.7 m g/L时，其杀菌率9 9.9 9-9 9.9 8 0/x,五、奥饭消毒发展前景 臭氧是一种强氧化剂，具有广谱杀菌，杀菌快速，使用方便，刺激性小。可除有机物无残留污染、脱色，去除色味，但是穿透性差。有一定腐蚀性和毒性，不稳定，易分解成 0,。同时在对空气消毒、物体表面消毒和水消毒方面等受多种因素影响，主要是臭氧浓度，有机物质，温度，p H值等特点。近年来，国内外研制了多种型号臭氧发生器产品，其在消毒应用方面研究较快发展，如臭氧技术在家电产品上应用，可分为四大类，空气净化，表面消毒，清洗消毒，水消毒净化。臭氧在预防医学及医学上应用，医院中应用臭氧消毒于用于医院饮水消毒和污水处理、游泳池循环水的消毒、空气消毒、表面消毒等，上述说明臭氧消毒也引起人们的关注，具有广阔发展前景，但为了推广使用，对其臭氧发生器产臭氧率上改进，提高产臭氧率。同时对臭氧的杀菌机理效果及影响效果因素进一步深入研究以及对臭氧与其它作用因子协同作用提高消毒效果有待深入的研究，及开发新产品;因臭氧有一定毒性，国内外对臭氧在大气中规定的允许浓度的标准不一，制定合理标准允许臭氧浓度以保证人的安全。让我们共同努力，开辟臭氧应用的开辟新局面，为民造福。一下石二 1+1 之 汗.卜 一下 丁 万 一