臭氧簡(jiǎn)介　　臭氧，是氧的同素異形體，其分子含有三個(gè)氧原子，分子式為O3，常溫下為無色氣體，有一股特殊的草腥味，有極強(qiáng)的氧化能力，穩(wěn)定性極差，常溫下可自行分解為氧，通常以稀薄的狀態(tài)混合于大氣中。其主要密集處是臭氧層或雷電撞擊之處，因?yàn)槔讚魰?huì)使空氣中的氧轉(zhuǎn)化為臭氧，這也說是雷雨過后空氣特別清新的原因！因?yàn)槌粞蹙哂袠O強(qiáng)的氧化性的特點(diǎn)，被世界公認(rèn)是一種廣譜高效殺菌劑，它的氧化能力高于氯一倍，滅菌比氯快600-3000倍，甚至幾秒種內(nèi)可以殺死細(xì)菌。臭氧可殺滅細(xì)菌繁殖體和芽胞、病毒、真菌等，并可破壞肉毒桿菌毒素，可以清除空氣和殺滅空氣中、水中、食物中的有毒物質(zhì)，常見的大腸桿菌、糞鏈球菌、綠膿桿菌、金黃葡萄球菌、霉菌等，在臭氧的環(huán)境中5分鐘，其殺滅率可達(dá)到99%以上。將臭氧溶于水中可形成臭氧水，臭氧水是一種對(duì)各種致病微生物有極強(qiáng)殺滅作用的消毒滅菌水劑，用臭氧水清洗瓜果、蔬菜、衣物、器皿等，可除去上面殘留的農(nóng)藥異味等，并能延長(zhǎng)食品的保鮮期。臭氧被稱為綠色環(huán)保元素，因?yàn)樵跉⒕?、消毒過程中，臭氧可自行還原為氧和水，沒有任何殘留和二次污染，這是其它任何化學(xué)元素消毒劑都無法做到的。 臭氧性質(zhì)　　一、物理性質(zhì)　　在常溫常壓下，較低濃度的臭氧是無色氣體，當(dāng)濃度達(dá)到15%時(shí)，呈現(xiàn)出淡藍(lán)色。臭氧可溶于水，在常溫常壓下臭氧在水中的溶解度比氧高約13倍，比空氣高25倍。但臭氧水溶液的穩(wěn)定性受水中所含雜質(zhì)的影響較大，特別是有金屬離子存在時(shí)，臭氧可迅速分解為氧，在純水中分解較慢。臭氧的密度是2.14g/L(0 C,0.1MP)，沸點(diǎn)是-111 C，熔點(diǎn)是-192 C。臭氧分子結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的，它在水中比在空氣中更容易自行分解。臭氧的主要物理性質(zhì)列于表1-1，臭氧在不同溫度下的水中溶解度列于表1-2。臭氧雖然在水中的溶解度比氧大10倍，但是在實(shí)用上它的溶解度甚小，因?yàn)樗袷睾嗬?，其溶解度與體系中的分壓和總壓成比例。臭氧在空氣中的含量極低，故分壓也極低，那就會(huì)迫使水中臭氧從水和空氣的界面上逸出，使水中臭氧濃度總是處于不斷降低狀態(tài)?！　《?、化學(xué)性質(zhì)　　1.臭氧很不穩(wěn)定，在常溫下即可分解為氧氣。臭氧、氯和二氧化氫的氧化勢(shì)（還原電位）分別是2.07、1.36、1.28伏特，可見臭氧在處理水中是氧化力量最強(qiáng)的一種。臭氧的氧化作用導(dǎo)致不飽和的有機(jī)分子的破裂。使臭氧分子結(jié)合在有機(jī)分子的雙鍵上，生成臭氧化物。臭氧化物的自發(fā)性分裂產(chǎn)生一個(gè)羧基化合物和帶有酸性和堿性基的兩性離子，后者是不穩(wěn)定的，可分解成酸和醛。其反應(yīng)式為：　　2O3 3O2＋285kJ（1-2）　　由于分解時(shí)放出大量熱量，故當(dāng)其含量在25％以上時(shí)，很容易爆炸。但一般臭氧化空氣中臭氧的含量很難超過10％，在臭氧用于飲用水處理的較長(zhǎng)歷史過程中，還沒有一例氧爆炸的事例。　　含量為1％以下的臭氧，在常溫常壓的空氣中分解半衰期為16h左右。隨著溫度的升高，分解速度加快，溫度超過100℃時(shí)，分解非常劇烈，達(dá)到270℃高溫時(shí)，可立即轉(zhuǎn)化為氧氣。臭氧在水中的分解速度比空氣中快的多。在含有雜質(zhì)的水溶液中臭氧迅速回復(fù)到形成它的氧氣。如水中臭氧濃度為6.25 10-5mol/L(3mg/l)時(shí)，其半衰期為5～30min，但在純水中分解速度較慢，如在蒸餾水或自來水中的半衰期大約是20min（20℃），然而在二次蒸餾水中，經(jīng)過85min后臭氧分解只有10％，若水溫接近0℃時(shí)，臭氧會(huì)變得更加穩(wěn)定?！　?.臭氧的氧化能力　　臭氧得氧化能力極強(qiáng)，其氧化還原電位僅次于F2，在其應(yīng)用中主要用這一特性?！　?.臭氧的氧化反應(yīng)　　a、與無機(jī)物的氧化反應(yīng)　　臭氧與亞鐵、Mn2+、硫化物、氯等均發(fā)生反應(yīng)　　b、臭氧與有機(jī)物的反應(yīng)　　臭氧在水溶液中與有機(jī)物的反應(yīng)極其復(fù)雜，　?、懦粞跖c烯烴類化合物的反應(yīng)臭氧容易與具有雙鏈的烯烴化合物發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)的最終產(chǎn)物可能是單體的、聚合的、或交錯(cuò)的臭氧化物的混合體。臭氧化物分解成醛和酸。　?、瞥粞鹾头枷阕寤衔锏姆磻?yīng)臭氧和芳香族化合物的反應(yīng)較慢，在系列苯＜萘＜菲＜嵌二萘＜蒽中，其反應(yīng)速度常數(shù)逐漸增大?！　、菍?duì)核蛋白（氨基酸）系、有機(jī)氨也都發(fā)生反應(yīng)　　臭氧在下列混合物的氧化順序?yàn)椤　℃溝N＞胺＞酚＞多環(huán)芳香烴＞醇＞醛＞鏈烷烴　　c、臭氧的毒性和腐蝕性　　臭氧屬于有害氣體，濃度為6.25 10mol/L(0.3mg/m3)時(shí)，對(duì)眼、鼻、喉有刺激的感覺；濃度(6.25-62.5) 10-5mol/L(3～30mg/m3)時(shí)，出現(xiàn)頭疼及呼吸器官局部麻痹等癥;臭氧濃度為3.125 10-4～1.25 10-3mol/L(15～60mg/m3)時(shí),則對(duì)人體有危害。其毒性還和接觸時(shí)間有關(guān)，例如長(zhǎng)期接觸1.748 10-7mol/L(4ppm)以下的臭氧會(huì)引起永久性心臟障礙，但接觸20ppm以下的臭氧不超過2h，對(duì)人體無永久性危害。因此，臭氧濃度的允許值定為4.46 10-9mol/L(0.1ppm)8h.由于臭氧的臭味很濃，濃度為4.46 10-9mol/L(0.1ppm)時(shí)，人們就感覺到，因此，世界上使用臭氧已有一百多年的歷史，至今也沒有發(fā)現(xiàn)一例因臭氧中毒而導(dǎo)致死亡的報(bào)道?！　〕粞蹙哂泻軓?qiáng)的氧化性，除了金和鉑外，臭氧化空氣幾乎對(duì)所有的金屬都有腐蝕作用。鋁、鋅、鉛與臭氧接觸會(huì)被強(qiáng)烈氧化，但含鉻鐵合金基本上不受臭氧腐蝕。基于這一點(diǎn)，生產(chǎn)上常使用含25％Cr的鉻鐵合金（不銹鋼）來制造臭氧發(fā)生設(shè)備和加注設(shè)備中與臭氧直接接觸的部件。臭氧對(duì)非金屬材料也有了強(qiáng)烈的腐蝕作用，即使在別處使用得相當(dāng)穩(wěn)定得聚氯乙烯塑料濾板等，在臭氧加注設(shè)備中使用不久便見疏松、開裂和穿孔。在臭氧發(fā)生設(shè)備和計(jì)量設(shè)備中，不能用普通橡膠作密封材料，必須采用耐腐蝕能力強(qiáng)的硅橡膠或耐酸橡膠等。 臭氧的運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn) 空間、器具、容具消毒、保鮮、除臭凈化空氣中使用臭氧參考濃度（1ppm=2.14mg／m） 用途種類濃度ppm每m每小時(shí)臭氧量mg/H使用方法消毒醫(yī)用器具2050-10020ppm消毒時(shí)間60min（國(guó)標(biāo)YY0215.2-95）冷庫6-1015-25根據(jù)庫容和污染程度連續(xù)開機(jī)，主要?dú)缑咕?食品車間1.0-1.52.5-3.5每天班后開機(jī)送O3氣體 病房、手術(shù)室2.5-55.5-15需要消毒時(shí)開機(jī)，按標(biāo)準(zhǔn)檢查細(xì)菌總數(shù) 工作服消毒10-2025-50相對(duì)濕度90%左右，衣服用衣架掛起 防毒保鮮一般場(chǎng)所1-22.5-5定期開機(jī)雞蛋2-2.55-5.5　　間斷供給O3氣體，每天開機(jī)２－３次 香蕉2.5-3.55.5-8 蘋果2.05 葉綠素少的蔬菜1.5-13.5-2.5 魚、干酪0.5-11.5-2.5 除臭凈化停尸房37有臭味即開機(jī)除臭魚類加工廠37　　污染氣體進(jìn)入處理管道，在管道內(nèi)投入O3氣體氧化除臭。如車間內(nèi)異味嚴(yán)重，應(yīng)在車間進(jìn)風(fēng)口投加O3氣體，以嗅不到O3氣體為宜。 屠宰車間2-35-7 脂肪酸類工廠1025 橡膠廠3-107-25 垃圾廢物處理1025 污水處理廠1-22.5-5 　摘自：化學(xué)工業(yè)出版社,2003.3《臭氧技術(shù)及應(yīng)用》 1.我國(guó)衛(wèi)生部1979年制定的《工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，臭氧的安全標(biāo)準(zhǔn)為0.15ppm。2.美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，人員可在0.1ppm濃度下工作8小時(shí)。（一般森林地區(qū)臭氧濃度即可達(dá)到0.1ppm）3.國(guó)際臭氧協(xié)會(huì)規(guī)定，應(yīng)用臭氧的專業(yè)室內(nèi)，在0.1ppm濃度下，允許工作10小時(shí)。4.引起人員一定反應(yīng)的濃度為0.5-1ppm，允許接觸的時(shí)間是1.5小時(shí)，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)感到口干等不適。5.濃度在1-4ppm會(huì)引起人員咳嗽，允許接觸時(shí)間為1小時(shí)。6.濃度在4-10ppm會(huì)引起強(qiáng)烈咳嗽，允許接觸時(shí)間為20分鐘。7.臭氧的半衰期為20-50分鐘，且最終的分解物為氧氣，所以對(duì)食品不會(huì)有殘留污染。8.實(shí)踐證明，應(yīng)用臭氧消毒防霉多年，沒有發(fā)現(xiàn)設(shè)備、裝置材料受損的情況?！∧壳霸谑澜绶秶鷥?nèi)，純凈水、天然水（山泉水、礦泉水、地下水等經(jīng)過過濾等工序制成），已普遍采用臭氧消毒。在自來水臭氧凈化應(yīng)用時(shí)，國(guó)際常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)為0.4mg/L的容解度保持4分鐘，即CT值為1.6。下表為參考值。 別指標(biāo)類分質(zhì)供水純凈水天然水自來水游泳池水水中臭氧濃度0.1-0.3mg/L0.2-0.4mg/L0.4-0.6mg/L0.4mg/L0.2mg/L臭氧添加量1-2g/T2-3g/T3-5g/T3-5g/T1-2g/T參考資料　　1、衛(wèi)生部《消毒技術(shù)規(guī)范》，1991;12　　2、技術(shù)監(jiān)督局，衛(wèi)生部，《消毒與滅菌效果的評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)》GB15981-1995　　3、國(guó)家醫(yī)藥管理局推行GMP、GSP委員會(huì)《藥品生產(chǎn)驗(yàn)證指南》.1994;4　　4、化學(xué)工業(yè)出版社,2003.3《臭氧技術(shù)及應(yīng)用》　　5、李漢忠.《潔凈消毒劑 臭氧》.1996;6　　6、解放軍第二軍醫(yī)大薛廣波.《實(shí)用消毒學(xué)》人民出版社1996;648-472　　7、南京軍區(qū)后勤部軍事醫(yī)學(xué)研究所史江等《消毒與滅菌》1989（3）:143　　8、白希堯等《臭氧及其應(yīng)用研究》　　9、HACCP中國(guó) 《HACCP實(shí)用指南》、《食品生產(chǎn)企業(yè)HACCP體系實(shí)施指南》、《食品生產(chǎn)企業(yè)HACCP體系咨詢與審核》如何選用臭氧發(fā)生器的氣源　　臭氧的應(yīng)用主要以發(fā)生量來確定，分為氣態(tài)下消毒和液態(tài)下消毒兩大類。臭氧發(fā)生量和使用量一般按照發(fā)生量的額定發(fā)生量乘以時(shí)間來確定，但在不同的用途和不同的場(chǎng)所應(yīng)計(jì)出衰減量而后確定。臭氧發(fā)生器在使用中，氣源的配置直接影響臭氧的發(fā)生濃度、產(chǎn)量和純度，氣源一般分為普通氣源、干燥空氣源、富氧氣源和工業(yè)氧氣氣源四種，以上氣源的配置，在發(fā)生裝置相同的情況，濃度和產(chǎn)量依次遞增。按照應(yīng)用常識(shí)，一般不應(yīng)配置普通氣源，因?yàn)檫@會(huì)影響發(fā)生裝置的連接使用壽命并導(dǎo)致發(fā)生量不穩(wěn)定。因此，常用的氣源按用途大體可分為下列幾種：　　1）干燥氣源 空間消毒、自來水處理、游泳池水、養(yǎng)殖水、生產(chǎn)循環(huán)水、中水回用等　　2）富氧氣源 臭氧濃度需求較高的使用場(chǎng)所，如純凈水、礦泉水、污水處理、醫(yī)藥食品車間等　　3）工業(yè)氧氣源 純度要求較高、濃度需求較重要、小氣量應(yīng)用場(chǎng)所等　　3.用于大型空間的消毒應(yīng)用，如醫(yī)藥、食品等行業(yè)車間的殺菌消毒，一般應(yīng)安裝專門管路分通到車間內(nèi)，使臭氧分布均勻，也有的通入中央空調(diào)風(fēng)道管路，但這種方式有時(shí)會(huì)造成空調(diào)風(fēng)道金屬件的腐蝕和臭氧消耗。　　4.用于水處理，則主要配置臭氧溶于水的投加裝置，一般分為曝氣式（直接曝氣或氧化塔式）、文丘里射流器式、渦輪負(fù)吸式或尼可尼泵混合式樣等幾種，以上其溶于水效率可依次提高，尼可尼泵式效率可達(dá)95%以上?！　?）曝氣式：自來水、養(yǎng)殖水、生產(chǎn)循環(huán)水、生活污水、工業(yè)廢水等　　2）文丘里射流式：二次供水、純凈水、礦泉水、養(yǎng)殖水冷卻、游泳池水等　　3）負(fù)吸式：小水體應(yīng)用　　4）氣液混合泵式：小水體應(yīng)用或臭氧消毒水應(yīng)用　　補(bǔ)充：　　家庭空氣消毒：將臭氧發(fā)生裝置移植于空調(diào)中，在空氣出口處安裝臭氧催化分解、吸附裝置，這樣既可以制冷制熱，還可以利用室內(nèi)循環(huán)風(fēng)對(duì)空氣進(jìn)行消毒、凈化，分解后的氧氣和負(fù)離子可以使室內(nèi)空氣保持清新。另外，空氣消毒用臭氧發(fā)生器也可在賓館、飯店、商場(chǎng)、劇院等公共空間使用?！　≈扑幮袠I(yè)的GMP驗(yàn)證空氣消毒：潔凈生產(chǎn)區(qū)的中央空調(diào)凈化系統(tǒng)、臭氧滅菌柜、其他沒有中央空調(diào)系統(tǒng)的生產(chǎn)用空間滅菌，我國(guó)相當(dāng)一批制藥企業(yè)就是使用臭氧作為主要的消毒和空氣滅菌手段，如沈陽濟(jì)世制藥有限公司、大連珍奧藥業(yè)有限公司、上海慶安藥業(yè)有限公司、吉林敖東藥業(yè)集團(tuán)延吉股份有限公司、福建興安藥業(yè)有限公司等，臭氧作為空氣消毒的主要手段為這些企業(yè)的GMP驗(yàn)證作出了重要的貢獻(xiàn)?！　♂t(yī)院空氣消毒：醫(yī)院病房、門診手術(shù)室、治療室等，日本使用臭氧作為空氣消毒的醫(yī)院就有札幌自衛(wèi)隊(duì)醫(yī)院、名古屋保健生大學(xué)等28所醫(yī)院，使用臭氧技術(shù)處理食品、衛(wèi)生保健的單位和醫(yī)院達(dá)53家之多，臺(tái)灣使用臭氧的有榮民總醫(yī)院等51家，國(guó)內(nèi)的有北京醫(yī)院、北京佑安醫(yī)院等?！　≤娪每諝庀荆何鞣絿?guó)家已經(jīng)研制出軍用臭氧空氣消毒產(chǎn)品，，如在太空艙、潛水艇、坦克及其其他軍用車船的艙體安裝臭氧發(fā)生裝置，凈化空間環(huán)境，消毒殺菌。此類產(chǎn)品由蓄電池或光電池供電。