臭氧性質(zhì)及安全性

?臭氧簡介臭氧又名三原子氧，俗稱“福氧、超氧、活氧”，分子式是O3。臭氧在常溫常壓下，呈淡藍色的氣體，伴有一種自然清新味道，臭氧的穩(wěn)定性極差，在常溫下可自行分解為氧氣，因此臭氧不能貯存，一般現(xiàn)場生產(chǎn)，立即使用。臭氧是目前已知的一種廣譜、高效、快速、安全、無二次污染的殺菌氣體，可殺滅細菌芽胞、病毒、真菌等，并可破壞肉桿菌毒素?？蓺绺皆谒?、蔬菜、肉類等食物上的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、黃曲莓菌、鐮刀菌、冰島青霉菌、黑色變種芽胞、自然菌、淋球菌等，也可殺死甲、乙肝等傳染病毒，還可以去除果蔬殘留農(nóng)藥及洗滌用品殘留物的毒性。其殺菌的機理是作用于細菌的細胞膜，使細胞膜構成受到損壞，導致新陳代謝的障礙抑制其生長，直至死亡；其殺滅病毒的機理是通過直接破壞其核糖核酸或脫氧核糖核酸來完成。其降解農(nóng)藥的機理是通過直接破壞其化學鍵來實現(xiàn)。臭氧能殺死病毒細菌，而健康細胞具有強大的平衡系統(tǒng)，因而臭氧對健康細胞無害。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，當濃度達到15%時，呈現(xiàn)出淡藍色。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，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)，沸點是-111°C，熔點是-192°C。臭氧分子結構是不穩(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，但是在實用上它的溶解度甚小，因為他遵守亨利定律，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)。二、 化學性質(zhì)臭氧的化學性質(zhì)是它的氧化能力很強，其氧化還原電位僅次于F2。?臭氧主要功能1、 食物凈化：由表及里的降解果蔬、糧食中殘留的化肥、農(nóng)藥等有毒物質(zhì)，清除肉、蛋中的抗生素、化學添加劑、激素等有害物質(zhì)，殺滅海鮮中容易引起中毒的嗜鹽性菌，把住病從口入關。2、 飲用水凈化：自來水經(jīng)臭氧處理后是一種優(yōu)質(zhì)的生飲水。每升水只需通入O32分鐘即可去除水中的余氯，殺菌、消毒、去味、去除重金屬，防止致癌物質(zhì)三氯甲烷的生成，增加水中含氧量，自制理想純凈的飲用水。3、 消毒滅菌：將清洗后的餐飲用具放入水中通入O320分鐘，可去除洗滌劑殘留物，殺滅細菌、病毒，替代電子消毒柜，避免餐飲用具傳染疾病。還可對衣物、毛巾、抹布、襪子等進行水介質(zhì)消毒、除味。4、空氣凈化：將臭氧排氣管掛在1.7米以上高度，排放O320--30分鐘，即可有效去除室內(nèi)煙塵或裝飾材料的異味，降塵滅菌，增加空氣含氧量，清新空氣，讓您在家中享受到雨后森林般清新的空氣（可用于家庭、辦公室、會議室、娛樂場所的除煙、除塵、消毒、去味）。5、 果蔬保鮮、防霉：家庭果蔬保鮮只需往袋裝果蔬中通入O32分鐘，可延長保鮮期7天，也可用于菜窖防霉、果蔬運輸。6、 洗浴、美容、保?。合闯粞踉≡趪庖殉蔀闀r尚，通過臭氧浴治療疾病已有多年歷史，這是O3的又一神奇功效。經(jīng)常洗臭氧浴能排除體內(nèi)毒素，活化表皮細胞，消除痤瘡，美白皮膚，對風濕病、皮膚病、婦科病、糖尿病及灰指甲等有良好療效。7、 養(yǎng)魚、澆花：澆花、大棚蔬菜的噴灌，能避免蟲害，減少農(nóng)藥使用量。養(yǎng)魚、水產(chǎn)養(yǎng)殖，O3進入水中釋放出初生態(tài)氧，消滅細菌、病毒，氧化雜質(zhì)，防止水質(zhì)腐壞變質(zhì)，增加水中養(yǎng)份。8、 除臭：因臭氧有很強的氧化分解能力，可迅速而徹底的消除空氣中、水中的各種異味。臭氧對人體有不良影響一般是濃度過大或純度不夠所致。臭氧對人體造成不良影響的事例，大多是將工業(yè)用的臭氧用于家庭，其濃度高于生活所用臭氧濃度的數(shù)十倍，有時甚至達到數(shù)百倍。濃度過大，對人體造成傷害。純度不夠，純屬技術問題；氮氧化物過高，對人體有嚴重傷害。此外，家庭用的臭氧機，如果使用不當，也會出現(xiàn)不良的影響。例如，將噴射口直接對著口吹，以去除口臭；為了追求健康而讓嬰幼兒從鼻子吸進臭氧或整晚無端地持續(xù)噴射臭氧等。這就像醫(yī)生所開出的藥一樣，如果服用次數(shù)與量錯誤，就會出現(xiàn)副作用而危害人體。臭氧也是如此，使用方法如果錯誤，也具有傷害健康的危險性。高濃度臭氧的強大氧化力能刺激眼、鼻、喉嚨的粘膜，對支氣管及肺等呼吸系統(tǒng)造成影響。如前所述，超過一定濃度時，會出現(xiàn)呼吸困難、肺水腫等各種自覺癥狀。目前，國內(nèi)尚未制訂關于臭氧的環(huán)境基準，不過，日本產(chǎn)業(yè)衛(wèi)生學會的容許濃度為0.1ppm，美國也是0.1ppm,俄羅斯為0.1kg/m3（0.05ppm）。自然界的臭氧濃度，在夏天天氣好的時候為0.001-0.003ppm,對身體好的森林浴、臭氧浴，大致為0.004-0.006ppm。臭氧的殺菌、消毒、脫臭作用，在0.0004ppm的濃度時能夠奏效。臭氧的特征就是其獨特的臭味，我們能夠感覺到異臭時的濃度大致為0.01-0.015ppm，大部分人對臭氧的臭味感覺不適的濃度為0.1ppm。日本產(chǎn)業(yè)衛(wèi)生學會的許可基準與此濃度相同，如果是以凈化室內(nèi)為目的，根本就不需要這么高的濃度。換言之，只要幾十分之一的濃度就能夠產(chǎn)生效果，就完全不用到0.1ppm的濃度。所以不用擔心會對人體造成影響。如果仍然能聞到臭氧的臭味，就表示釋放出了不必要的臭氧，這時只要停止使用，臭氧就不會殘留了。家庭用臭氧對人沒有害。人們的嗅覺對臭氧極為敏感，家庭臭氧機產(chǎn)臭氧濃度一般為0.05ppm左右，而人能感受到的濃度為0.01ppm，按衛(wèi)生部標準接觸10小時不會對人體有任何影響和損害，世界應用臭氧一百多年來，沒有發(fā)生一起臭氧中毒事件。人體腸胃是消化器官，胃的病變?yōu)樗嵝赃^高所引起的，而臭氧是有選擇性的或?qū)⑺嵝赞D變?yōu)閴A性、或?qū)A轉變?yōu)樗嵝缘闹行詢A向。臭氧水可以直接活化胃部細胞，并保持適度的酸堿狀態(tài)，使胃部功能恢復或病菌感染的急性腸炎都有神速的效果。肝臟是人體的解毒器官，腎臟是人體的過濾器官。人體內(nèi)毒素大部分從食物中來（目前農(nóng)藥、化肥的使用漫無節(jié)制，環(huán)境污染已非常嚴重），這些毒素首先必須經(jīng)由肝臟分解，然后再經(jīng)過腎臟過濾后排出體外。由于器官被污染，毒素無法完全分解排出體外而累積，慢慢地形成各種慢性疾病。臭氧除供應氧氣增進體內(nèi)的氧化生理作用外，還可將毒性分解成對人體無害的物質(zhì)后排出體外。臭氧水強力的滲透及利尿功效，可以降低毒性在體內(nèi)，減少腎、膀胱結石的機會。臭氧過濾性病毒之病變，有獨特的效果，并增進白血球的吞噬效果，對病毒細胞的消減及清除具有神效。用清水沖洗、浸泡蔬菜水果已成為不少人消除農(nóng)藥殘留超標的常用方法，但中國農(nóng)業(yè)大學應用化學院博士潘燦平卻在北京指出，這種方法的作用是微乎其微的，與之相比較，利用臭氧去除殘留農(nóng)藥，效果要好得多。中國質(zhì)量報邀請了各個方面的專家和官員，就我國“餐桌污染與食品安全”問題進行研討。會上，潘燦平介紹說，他對人們通常采用的一些去除農(nóng)藥殘留的方法逐一進行了研究和試驗，結果發(fā)現(xiàn)，用水浸泡和沖洗只能去掉約10%的農(nóng)藥殘留，而且只對水溶性極大的農(nóng)藥有一定效果，而在我國投入市場的200來個農(nóng)藥品種中，絕大部分是不溶于水的。使用普通餐具清洗劑清洗，效果也很差，而且由于許多餐具洗滌劑是以廉價的烷基苯磺酸鈉為主的合成原料，用它們洗滌蔬果，往往還造成二次污染；他對目前市場上一些利用臭氧消毒技術生產(chǎn)的清洗機也進行了試驗，結果是水經(jīng)臭氧處理至飽和后置入蔬菜樣本清洗10分鐘，對各類農(nóng)藥殘留的平均去除率在70%左右。臭氧的特性及安全性臭氧是目前可利用的最強的氧化劑之一，具有殺菌、消毒、殺蟲、殺酶、凈化空氣和水質(zhì)、降解農(nóng)藥等功能，是一種高效、廣譜殺菌劑。臭氧可使細菌、真菌等菌體的蛋白質(zhì)外殼被氧化變性，可殺滅細菌繁殖體和芽抱、病毒、真菌等有害微生物。臭氧對大腸桿菌、糞鏈球菌、金黃色葡萄球菌等有害微生物的殺滅率可達99%以上。臭氧還可以殺滅肝炎病毒、感冒病毒。臭氧在空氣中彌漫快速而均勻、消毒無死角。臭氧的殺菌速度很快，它可迅速殺滅各種微生物。當其濃度超過一定數(shù)值時，殺菌過程便可在瞬間完成。臭氧的殺菌功能源自于其自身擁有的強大的氧化能力。由于臭氧在消毒過程中，經(jīng)過半小時之后，便可分解為氧氣，不會殘留任何有害物質(zhì)，所以，臭氧是一種安全、環(huán)保型消毒劑。使用臭氧的安全事項臭氧技術專家認為，對于人類來說，任何一種殺菌劑都是一把雙刃劍：使用得當，可以殺滅敵人；使用不當，便會傷害人類自身。與殺菌功能相同的是，臭氧的毒性，也是源自于其極強的氧化能力。在濃度較高時（一般指1.5PPm），臭氧會對人的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重的刺激作用，從而損害人體健康。其實，只要正確使用臭氧，既可提高食品的衛(wèi)生質(zhì)量，又可避免臭氧傷人事件的發(fā)生。專家認為，要安全使用臭氧，應從以下幾方面加以注意：1.在用臭氧對車間進行消毒時，工作人員應離開車間、不與臭氧直接接觸。2.關閉臭氧發(fā)生器后，過40分鐘，工作人員再進入車間內(nèi)，則不會發(fā)生臭氧傷人事件。因為，臭氧在釋放之后，在30分鐘后會自行分解為無毒無害的氧氣。3.在臭氧發(fā)生的過程中，一般采用高頻、高壓電源供電，所以，在有導電氣體或爆炸性介質(zhì)存在的環(huán)境中，不可以使用臭氧發(fā)生器。事實上，正確使用臭氧，不僅不會對人體健康產(chǎn)生危害，相反，人體在呼吸0.1PPm以下濃度的臭氧時，對人體會有保健作用。有人把臭氧比做美酒，也說明了臭氧的雙重性。迄今為止，臭氧的應用已有一百多年的歷史，但尚未發(fā)生一例因臭氧中毒而致人死亡的事件。研究表明，臭氧濃度在0.02PPm時，嗅覺靈敏的人便可察覺，這個濃度被稱為感覺臨界值。當臭氧濃度達0.15PPm時，一般人都能嗅出，這個濃度被稱為嗅覺臨界值，也是衛(wèi)生標準點。當臭氧濃度達到1?10PPm時，被稱為刺激范圍。10PPm以上的臭氧濃度，則被稱為中毒閾值。為了保障工作人員的安全，我國有關部門制定了“人在臭氧氣體環(huán)境下的安全衛(wèi)生標準”，規(guī)定：在濃度為0.15PPm的臭氧環(huán)境中，人員停留的時間不得超過8小時。1、臭氧發(fā)生器的規(guī)格是按照臭氧產(chǎn)生量的多少劃分的。臭氧產(chǎn)量的單位是mg/h或g/h(毫克/小時或克/小時)，即臭氧發(fā)生器工作1小時能夠產(chǎn)生多少重量單位的臭氧。2、 臭氧在空氣中的濃度單位是ppm或mg/m3；臭氧在水中的濃度單位是ppm或mg/L。換算方法：在空氣中時1ppm=2mg/m3；在水中時，1ppm=1mg/L。3、 臭氧在大氣中達到一定的濃度時就會造成環(huán)境污染。我國規(guī)定：在居住環(huán)境，臭氧濃度超過0.1mg/m3時就構成空氣污染；在作業(yè)場所，臭氧濃度超過0.2mg/m3時就構成污染。4、 空氣中的臭氧濃度達到0.01-0.02mg/m3時，人即可嗅知。5、 在對食品廠、化妝品廠、生產(chǎn)車間、庫房等場所進行消毒時，空氣中的臭氧濃度需達到10-20mg/m3,并且要密閉作用30分鐘的時間。消毒時人不可在現(xiàn)場。6、 常壓混合條件下，瓶裝純凈水用臭氧消毒時，通常1m3/h水需使用3g臭氧，并且水中臭氧濃度需30.3mg/L；對瓶裝礦泉水臭氧消毒時，通常1m3/h水需使用6g臭氧，并且水中臭氧濃度需30.5mg/L。7、 泳池水用臭氧消毒時，按全池水循環(huán)一次時每小時的水流量確定使用臭氧量，通常是1m3/h水使用1-2g臭氧，然后再投加少量的消毒藥劑。當1m3/h泳池水使用臭氧34g時，池水不再需要投加消毒藥劑，并且池水會變得清澈透藍。8、 水產(chǎn)養(yǎng)殖用水臭氧消毒時，通常是按將池水的一半循環(huán)一次時，每小水的流量來確定臭氧使用量的。淡水通常是1m3/h水使用1g臭氧，如果是海水臭氧量可提高到1.5-2g。育苗階段時，臭氧使用量可適當降低。但不論臭氧使用量是多少，在消毒過的水流回養(yǎng)殖池之前，水中的臭氧含量必須降低到0.05mg/L以下。一種是以單位體積內(nèi)所含臭氧的質(zhì)量數(shù)表示，常用的單位有mg/L、mg/m3、pg/m3簡稱質(zhì)量濃度，它們的關系是：1mg/L=103mg/m3=106pg/m3我國各種標準均采用質(zhì)量濃度。另一種用ppm或ppb作為濃度單位，稱為體積濃度。ppm(partspermillion)單位是指在100萬氣體體積中含有臭氧的體積數(shù)，在美國、日本等國家習慣使用體積濃度。1ppm=103ppb但是ppb（partspermillion）的含義不明確。在美國和法國，“billion”的意義為十億（109），ppb意味著十億分之一（10-9）；而在英國和德國，“billion”為萬億（1012），ppb意味著萬億分之一（10-12）。因此，這是一種容易混淆的表達方式。國際純粹化學與應用化學協(xié)會與1971年7月作出“不宜采用”的決定。在我國ppb一般指10-9。也有用體積百分比%（vol）和pphm來表示體積濃度的，它們的關系式是1%（vol）=104ppm=106pphm=107ppb兩種單位可用下面公式換算：X（ppm）=40x/3x?A（mg/m3）或A=3x/40x?X式中：A——以mg/m3表示的臭氧濃度X 以