臭氧的廣譜殺菌原理

      臭氧是一種廣譜殺菌劑，可殺滅細菌繁殖體和芽孢、病毒、真菌等，并可破壞肉毒桿菌素，臭氧在水中殺菌速度比氯快的多，是氯的3000倍。

    臭氧的殺菌作用是生物氧化過程，臭氧的強氧化作用使微生物細胞中的多種成分產(chǎn)生氧化，從而產(chǎn)生不可逆變的變化而死亡。一般認為，臭氧滅病毒上通過直接破壞其核糖核酸（RNA）或DNA物質(zhì)完成的。而殺滅細菌、霉菌類微生物則是臭氧首先作用于細胞壁，是膜構(gòu)成成分受損傷，導(dǎo)致新陳代謝障礙并抑制其生長，臭氧繼續(xù)滲透破壞膜內(nèi)組織，直至殺死。濕度增加提高殺滅率，是由于高濕度下細胞膜膨脹變薄，其組織容易被臭氧破壞。濕度增加提高殺滅率，是由于高濕度下細胞膜膨脹變薄，其組織容易被臭氧破壞。

      李懷恩等觀察了臭氧氣體對空氣中綠膿桿菌的殺滅作用。在15℃，濕度73%，臭氧濃度0.08～0.6ppm時，30分鐘內(nèi)殺滅率達到99.9%以上；伍學洲等試驗臭氧對大腸桿菌殺滅率為100%，對金黃色葡萄球菌殺滅率為95.9%，對綠膿桿菌殺滅率為89.8%，顧士圻等試驗，臭氧對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌殺滅率分別為99.7%、99.9%。居喜娟等試驗用臭氧可殺滅空氣中的白色葡萄球菌99.99%；Burleson（國外）等試驗將臭氧氣體通入染有金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、熒光假單胞菌、鼠傷寒沙門氏菌、福氏痢疾桿菌、霍亂弧菌的磷酸鹽緩沖液中，作用15秒后，以上細菌全部殺滅；白希堯等發(fā)現(xiàn)臭氧水溶液殺菌作用強大，且速度極快，濃度為0.3mg/L的臭氧水溶液作用1分鐘，大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的殺滅率均達100%。

      瞿發(fā)林等報告，以5.5mg/m³的臭氧作用下45分鐘，可將100mL塑料瓶內(nèi)滴染的枯草桿菌黑色變種芽胞100%殺滅；居喜娟等報道，在1m3試驗柜內(nèi)，開啟500mg/h的臭氧發(fā)生器60分鐘可對空氣中的枯草桿菌黑色變種芽胞殺滅率達99.95%；歐陽川等在動態(tài)試驗條件下，將臭氧氣體通入染菌井水中，臭氧濃度達3.8～4.6mg/L時，作用3～10分鐘，水中枯草桿菌黑色變種芽孢殺滅率達99.999%。

      李紹忱等試驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)10.3mg/m3濃度臭氧作用30分鐘后，乙型肝炎表面抗原（HbsAg）的滴度從1:256降至1:64。史江等報告，臭氧濃度13.6mg/m3時使用30分鐘，使HbsAg破壞99.99%，使用甲型肝炎病毒抗原（HAAg）破壞100%；國外Wolo等實驗證明0.5ppm的臭氧可滅活空氣中的甲型流感病毒99%；Herbold等報告，在20℃水中，臭氧濃度為0.13mg/L時，可以100%的滅活脊髓灰質(zhì)炎病毒I型（PVI）。臭氧滅活病毒速度極快，當臭氧濃度分別為0.09mg/L～0.8mg/L時，在反應(yīng)最初5秒鐘內(nèi)，噬菌體T2即可被滅活5～7個對數(shù)值。Finch發(fā)現(xiàn)水中含臭氧濃度40μg/L時，作用20秒鐘，可使大腸桿菌噬菌體ms2滅活4個對數(shù)值。Vaughn等在4℃條件下，對比了臭氧對猿輪狀病毒SA-H和人輪狀病毒2型的滅活效果,發(fā)現(xiàn)兩種病毒均能被0.25mg/L的臭氧迅速滅活。Crpend等檢測了經(jīng)臭氧處理后的血清中愛滋病毒(HIV)的滅活情況，證明當臭氧濃度為4mg/L時，可將滴度為106CID50/mLHIV全部滅活，病毒滴度下降6個對數(shù)值。

      汪華明等報道，臭氧濃度為9.6mg/L時，作用100分鐘對雜色曲霉與桃色擬毒霉的殺滅率達100%，對蠟葉枝孢霉23mg/L30分鐘、青黑霉在12.5mg/L作用35分鐘、桔青霉在15.4mg/L作用30分鐘，尖鐮孢霉在15.5mg/L時作用20分鐘，均可達100%滅活率。對于煙曲霉、細交鏈孢霉、爪哇毛霉等，在臭氧濃度為3.85～10.7mg/L時作用10～20分鐘滅活率達96.4%。伍學洲等發(fā)現(xiàn)，臭氧在30分鐘內(nèi)對青霉菌的殺滅率為93.8%，對毛霉菌的殺滅率為100%；白希堯等報告，濃度為15mg/L的臭氧水溶液作用1分鐘，可100%地殺滅試驗中的黑曲霉和酵母。

      Finch等比較了22℃時臭氧對蘭氏賈弟鞭毛蟲和鼠型賈弟鞭毛蟲色曩的滅活效果，當Ct值0.86mg.min/L時，可使鼠型賈弟鞭毛蟲減少4個對數(shù)值，Ct值為2.5mg.min/L時，使蘭氏賈弟鞭毛蟲減少4個對數(shù)值。Korich等比較了臭氧、二氧化氯、氯對凈化水中的微小隱孢子蟲卵囊的滅活作用試驗證明，1ppm的臭氧作用5分鐘可以滅活90%的卵囊，1.3ppm的二氧化氯則需作用1小時，80ppm的氯則需作用1.5小時才能達到同樣效果。
    

 表1 臭氧在空氣中的殺菌效果（1ppm=2mg/m³）         

菌種	臭氧濃度(ppm)	時間(min)	殺菌率(%)	菌種	臭氧濃度(ppm)	時間(min)	殺菌率(%)
枯草桿菌	0.5	5	99.99	金黃色葡萄球菌	0.3	0.5	100
	0.9	10	100	黑曲霉菌	1.5	1.0	100
	3.0	20	100	酵母菌	1.5	1.0	100
	3.5	40	100	大腸桿菌	0.2	1	99.98
鼠傷寒桿菌	0.2	1	100		0.5	5	100
	0.5	5	100	乙型肝炎表面抗原HBXAg	0.5	5	66
宋內(nèi)氏菌	0.2	1	100		0.9	10	66
	0.5	5	100		3.0	20	100
白色葡萄球菌	0.2	1	100		3.5	40	100
	0.5	5	100		4.5	60	100

    表2 臭氧水的殺菌效果          

菌種	菌落數(shù)(10個/L)	臭氧水濃度(mg/L)	處理時間(min)	殺滅率(%)
細菌總數(shù)	3.4×10	1.0	1.0	100
	多不可計	1.0	1.0	100
大腸桿菌	2.4×10	0.3	0.5	100
	1.1×10	0.23	1.0	100
金黃色葡萄球菌	多不可計	0.3	0.5	100
	1.2×10	0.26	1.0	100
黑曲霉菌	多不可計	1.5	1.0	100
酵母菌	多不可計	1.5	1.0	100
乙型肝炎表面抗原HBXAg	256(+ +)	4.0	1.0	100