臭氧是一種強氧化劑，滅菌過程屬于生物化學(xué)氧化反應(yīng)，具有廣泛滅菌效果，利用臭氧的氧化能力可以達到凈化、除臭、脫色、殺菌和分解有機物的目的，可以殺滅各種細菌繁殖體和芽孢、病毒、真菌等。隨著人們對消毒技術(shù)的深入研究，臭氧消毒技術(shù)也日益體現(xiàn)出它獨特的優(yōu)越性，也被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、食品等領(lǐng)域。

臭氧，化學(xué)分子式為O3，又稱三原子氧、超氧，因其類似魚腥味的臭味而得名，在常溫下可以自行還原為氧氣。比重比氧大，易溶于水，易分解。

由于臭氧是由氧分子攜帶一個氧原子組成，決定了它只是一種暫存狀態(tài)，攜帶的氧原子除氧化用掉外，剩余的又組合為氧氣進入穩(wěn)定狀態(tài)，所以臭氧沒有二次污染。

臭氧分子極不穩(wěn)定，能分解產(chǎn)生氧化能力極強的單原子氧(O)和羥基(OH)，是獨有的融菌型制劑，可迅速融入細胞壁，破壞細菌、病毒等微生物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，對各種致病微生物有極強的殺滅作用。

1、臭氧作用于細菌細胞內(nèi)的核物質(zhì)，如核酸中的嘌呤和嘧啶，使細菌的細胞器和DNA新陳代謝受到破壞，從而導(dǎo)致細菌死亡。

2、臭氧能氧化分解細菌內(nèi)部葡萄糖所需的酶，使細菌滅活死亡。

3、臭氧與細菌細胞壁脂類雙鏈反應(yīng)，透過細胞膜組織，侵入細胞內(nèi)，作用于外膜的脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖，使細菌發(fā)生通透性畸變而溶解死亡。

4、臭氧作用于病毒的衣體殼蛋白的4條多肽鏈，并使RNA受到損傷，破壞形成它的蛋白質(zhì)。噬菌體被臭氧氧化后，其表皮被破碎成許多碎片，從中釋放出許多核糖核酸，干擾其吸附到寄存體上。

臭氧可以利用高壓電離或紫外線照射，使空氣中的氧氣分解聚合而成，也可以利用電解水法獲得。由于臭氧的不穩(wěn)定性使其很難實現(xiàn)瓶裝貯存，一般只能利用臭氧發(fā)生器現(xiàn)場生產(chǎn)，隨產(chǎn)隨用。臭氧發(fā)生器按臭氧產(chǎn)生的方式劃分，主要有紫外線照射式、電解式、高壓放電式3種。

1、紫外線照射式臭氧發(fā)生器是使用特定波長的紫外線照射氧分子，使氧分子分解而產(chǎn)生臭氧。由于紫外線燈管體積大、臭氧產(chǎn)量低、使用壽命短，所以這種發(fā)生器使用范圍較窄，常見于消毒碗柜上使用。

2、電解式臭氧發(fā)生器通常是通過電解式純凈水而產(chǎn)生臭氧，這種發(fā)生器能制取高濃度的臭氧水，制造成本低，使用和維修簡單。但由于臭氧產(chǎn)量無法做大、電極使用壽命短、臭氧不容易收集等方面的缺點，其用途范圍受到限制，目前這種發(fā)生器只是在一些特定的小型設(shè)備上或某些特定場所內(nèi)使用。

3、高壓放電式臭氧發(fā)生器是使用一定頻率的高壓電流制造高壓電暈電場，使電場內(nèi)或電場周圍的氧分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而制造臭氧。這種臭氧發(fā)生器具有技術(shù)成熟，工作穩(wěn)定，使用壽命長，臭氧產(chǎn)量大等優(yōu)點，是國內(nèi)外相關(guān)行業(yè)使用最廣泛的臭氧發(fā)生器。

臭氧為一種氣體，消毒時能迅速散發(fā)分解彌漫于整個滅菌空間，滅菌無死角。傳統(tǒng)的滅菌消毒方法，無論是紫外線、化學(xué)熏蒸法，還是液劑噴灑法，都有不徹底、留有死角、工作量大、有殘留污染或有異味等缺點，并有可能損害動物與人體的健康。臭氧消毒則具有高效全能、無殘留污染、綠色潔凈、方便快捷、經(jīng)濟環(huán)保等特點。

1、高效全能

臭氧消毒滅菌是以空氣為媒質(zhì)，不需要其他任何輔助材料和添加劑。所以包容性好，滅菌效果徹底，同時還有很強的除霉、除腥、除臭等清除異味功能。

2、綠色潔凈

臭氧消毒時可快速分解，具有很強的氧化作用，30min后又可相互結(jié)合生成氧分子，不存在任何殘留物，杜絕了其他消毒劑消毒方法產(chǎn)生的二次污染問題，同時省去了消毒結(jié)束后的再次清潔工作。

3、方便快捷

臭氧消毒機一般安放(裝)在必須滅菌消毒的空間內(nèi)(如更衣室)，在其定時器上設(shè)定每天的啟動時刻及作用時間，操作使用十分方便，一個10m2更衣室，僅用3～5min就可達到空間消毒目的。

4、經(jīng)濟環(huán)保

臭氧消毒與其他消毒方法相比，具有運行成本低，經(jīng)濟、社會效益高等特點優(yōu)勢，在工農(nóng)業(yè)高速發(fā)展，環(huán)境污染依然嚴重，環(huán)保問題全民關(guān)注的今天，臭氧消毒無污染的特性，實為難能可貴，可謂綠色環(huán)保消毒劑。

1、臭氧水消毒

臭氧可被用于飲水消毒、游泳池水消毒及污水處理。

由于加氯消毒可產(chǎn)生有毒的三氯甲烷，所以近年來不少人已不主張用氯消毒飲水，而主張用臭氧消毒。臭氧的消毒作用速度快，消毒效果可靠，同時可去色、除臭、降低水的混濁度，去除水中重金屬。

有學(xué)者經(jīng)插入水底的帶多孔噴頭導(dǎo)管，將臭氧通入水中，向12cm內(nèi)徑玻璃瓶裝3L含菌蒸餾水連續(xù)加臭氧10min(10.56mg)對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌殺滅率均為100%，連續(xù)加臭氧120min對枯草桿菌黑色變種芽胞殺滅率亦達100%。

向30mlHBsAg懸液中連續(xù)加臭氧15min(11.88mg)可將HBsAg抗原性完全破壞。在20～25℃下，濃度為1.26mg/L的臭氧水對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌懸液作用5min，殺滅率均達99.99%，作用15min殺滅率達100%。對枯草桿菌黑色變種芽胞作用15min仍無明顯殺滅作用。當溫度在18～22℃時，含臭氧0.4mg/L溶液作用1min，對含有大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的懸液中細菌殺滅率分別為99.95%和99.92%，作用5min的殺滅率均為100%。

向醫(yī)院污水中通入0.84mg/L臭氧后再作用8min，可使污水中大腸桿菌菌落數(shù)由16000cfu/L減為70～350cfu/L，達到國家污水排放標準(≤500cfu/L)。

2、臭氧空氣消毒

早在1856年，人們就用臭氧進行醫(yī)院空氣消毒。1999年有人測試臭氧消毒機平均每分鐘產(chǎn)生臭氧1.50-1.62mg時，于18m3無人室內(nèi)開機送人臭氧15min，能使空氣細菌總數(shù)減少83.83%。

溫度與濕度對其消毒效果亦有一定影響，在室內(nèi)溫度為25℃，相對濕度為82%的條件下，產(chǎn)臭氧量為1.77mg/min的臭氧消毒殺菌機，開機2h，空氣自然菌消亡率為96.77%。室溫20℃，濕度為30%時，開機臭氧作用78min，空氣自然菌消亡率為84.7%;濕度為40%時，空氣自然菌消亡率為91.2%。在試驗范圍內(nèi)，隨著溫度或濕度升高，臭氧對空氣中枯草桿菌黑色變種芽胞殺滅效果均明顯增強，尤以相對濕度影響較大。

3、臭氧對物體表面消毒

臭氧還可殺滅餐具、茶具、衣服、被褥、鈔票、書報和婦幼用品等物體表面上的有害微生物。

有人對醫(yī)院檢驗單微生物污染及臭氧對其熏蒸消毒效果進行了檢測。檢測結(jié)果證明臭氧對位于深層檢驗單表面細菌的殺滅作用較差，但當檢驗單上污染細菌總數(shù)為7～14cfu/cm2(包括真菌)，并按≤3張一疊放于消毒器內(nèi)，在溫度為24℃，相對濕度為88%的條件下熏蒸消毒30min(臭氧濃度達0.434mg/L)即未再檢出細菌。當室內(nèi)溫度為25℃，相對濕度為82%的條件下，開臭氧機2h，估算室內(nèi)臭氧濃度達2.54mg/m3時，對試驗用濾紙與物體表面大腸桿菌、金黃色葡萄球菌與銅綠假單胞菌的殺滅率≥99.97%。

臭氧消毒柜開機40min，柜內(nèi)臭氧濃度達774.7mg/m3，在柜內(nèi)未放餐具時，對懸掛的濾紙片上大腸桿菌和金黃色葡萄球菌作用30min，對白色念珠球菌作用90min，對枯草桿菌黑色變種芽胞作用120min殺滅菌率為100%，對不銹鋼片上HBsAg作用60min抗原性完全破壞。以上檢測證明臭氧對物體表面消毒是有效的。

國外多利用電解法產(chǎn)生臭氧。其原理是用低壓直流電電解水，使特制的陽極界面氧化產(chǎn)生臭氧。電解法在陽極析出臭氧，陰極析出氫氣。臭氧發(fā)生器可產(chǎn)生較高濃度的臭氧，且產(chǎn)物中無有害氮氧化物。臭氧產(chǎn)生后溶解在水中，經(jīng)循環(huán)系統(tǒng)回到儲罐。當水中臭氧濃度達到8 ppb時，微生物即停止繁殖;水中臭氧濃度超過50 ppb時，能有效殺死微生物和細菌。ISPE建議水中臭氧濃度控制在20～200 ppb。

連續(xù)型臭氧消毒系統(tǒng)主要由水電解臭氧發(fā)生器、紫外燈、變頻輸送泵、換熱器、取樣閥、隔膜閥、管道管件等主要循環(huán)部分組成。同時，使用溫度傳感器、壓力傳感器、臭氧傳感器、電導(dǎo)率傳感器、TOC在線監(jiān)測儀器等實現(xiàn)對水質(zhì)的實時監(jiān)控，通過數(shù)據(jù)存儲卡和實時打印機對整個生產(chǎn)消毒過程數(shù)據(jù)進行記錄，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲和可追溯性。

整個分配系統(tǒng)安裝3個在線臭氧探頭，分別對純化水罐、管網(wǎng)入口端和管網(wǎng)回水端的臭氧濃度進行實時在線監(jiān)測。由于純化水罐為常壓容器，通過呼吸器與外界進行氣體交換，為避免臭氧進入室內(nèi)對人體健康造成危害，利用臭氧加熱易分解的特性，在呼吸器出口安裝臭氧破除器，對氣體中的臭氧進行加熱破除。

連續(xù)型臭氧消毒系統(tǒng)(上圖)正常生產(chǎn)時，臭氧發(fā)生器和紫外燈均開啟，使純化水罐始終處于一定濃度的臭氧保護狀態(tài)下，選擇波長為253.7 nm的紫外燈射線對臭氧從循環(huán)管網(wǎng)系統(tǒng)中進行完全破除，并通過傳感器對紫外燈后、循環(huán)管網(wǎng)前的臭氧濃度進行實時監(jiān)測，保證管網(wǎng)各個用點的純化水中無殘留臭氧。

將設(shè)備設(shè)定為周期性消毒，當消毒周期期滿后，系統(tǒng)啟動消毒程序，自動將紫外燈關(guān)閉，監(jiān)測純化水罐體、管網(wǎng)入口及管網(wǎng)回水的臭氧濃度，監(jiān)測數(shù)值均達到設(shè)定值以上并保持一定時間，消毒步驟自動結(jié)束，紫外燈自動開啟，破除進入循環(huán)管網(wǎng)中的臭氧，直至管網(wǎng)回水處的臭氧傳感器檢測濃度低于設(shè)定值，此時系統(tǒng)恢復(fù)運行狀態(tài)。

以各種傳感器為反饋元件，以變頻電機、調(diào)節(jié)閥、開關(guān)閥為執(zhí)行元件，可對系統(tǒng)進行自動控制。

1、首先應(yīng)注意臭氧發(fā)生器臭氧產(chǎn)率的高低，臭氧的實際應(yīng)用濃度、作用范圍的大小、時間長短、對象的狀況等因素。據(jù)報道，有些臭氧發(fā)生器實際臭氧產(chǎn)率比所標定的臭氧產(chǎn)率要低，在使用時要加以注意。

2、存在有機物時對臭氧消毒影響較大。經(jīng)檢測，當大腸桿菌懸液中含有1%小牛血清時，連續(xù)加臭氧5min的細菌殺滅率由不含小牛血清時的99.98%降至44.38%，加臭氧15min亦僅殺滅55.18%，因此行臭氧消毒時應(yīng)先清除有機物后再行消毒，以保證消毒效果。

3、臭氧對橡膠類制品和織物等物品具有一定的腐蝕性。在臭氧作用下，長時間接觸橡膠類制品會變硬變脆，有色織物會退色，使用時應(yīng)盡量避免這種情況發(fā)生。

4、在有人的情況下，每立方米空氣中的臭氧量不應(yīng)超過0.2mg;避免在有明火和放置有易燃、易爆物品的場所使用臭氧發(fā)生器。報告指出因紫外線消毒空氣產(chǎn)生臭氧引起呼吸道過敏，出現(xiàn)咳嗽、胸悶、呼吸困難，脫離臭氧環(huán)境后經(jīng)抗過敏治療會得到緩解。

臭氧消毒作用速度快，消毒效果可靠而且無殘留污染，因此受到人們的歡迎。我們在使用時應(yīng)盡量避免橡膠制品的長期接觸消毒;掌握有效濃度在安全使用范圍內(nèi);要揚長避短，使臭氧消毒能夠達到比較理想的效果，成為保障人們身體健康的有效方法。