臭氧性質(zhì)及安全性

?臭氧簡(jiǎn)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(lán)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(chǎng)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(wú)二次污染的殺菌氣體，可殺滅細(xì)菌芽胞、病毒、真菌等，并可破壞肉桿菌毒素。可殺滅附在水果、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(jī)理是作用于細(xì)菌的細(xì)胞膜，使細(xì)胞膜構(gòu)成受到損壞，導(dǎo)致新陳代謝的障礙抑制其生長(zhǎng)，直至死亡；其殺滅病毒的機(jī)理是通過(guò)直接破壞其核糖核酸或脫氧核糖核酸來(lái)完成。其降解農(nóng)藥的機(jī)理是通過(guò)直接破壞其化學(xué)鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。臭氧能殺死病毒細(xì)菌，而健康細(xì)胞具有強(qiáng)大的平衡系統(tǒng)，因而臭氧對(duì)健康細(xì)胞無(wú)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(wú)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桑淙芙舛扰c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)。二、 化學(xué)性質(zhì)臭氧的化學(xué)性質(zhì)是它的氧化能力很強(qiáng)，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(xué)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(guān)。2、 飲用水凈化：自來(lái)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(xì)菌、病毒，替代電子消毒柜，避免餐飲用具傳染疾病。還可對(duì)衣物、毛巾、抹布、襪子等進(jìn)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(huì)議室、娛樂(lè)場(chǎng)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(zhǎng)保鮮期7天，也可用于菜窖防霉、果蔬運(yùn)輸。6、 洗浴、美容、保健：洗臭氧浴在國(guó)外已成為時(shí)尚，通過(guò)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(xì)胞，消除痤瘡，美白皮膚，對(duì)風(fēng)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(jìn)入水中釋放出初生態(tài)氧，消滅細(xì)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(qiáng)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(duì)人體有不良影響一般是濃度過(guò)大或純度不夠所致。臭氧對(duì)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(shí)甚至達(dá)到數(shù)百倍。濃度過(guò)大，對(duì)人體造成傷害。純度不夠，純屬技術(shù)問(wèn)題；氮氧化物過(guò)高，對(duì)人體有嚴(yán)重傷害。此外，家庭用的臭氧機(jī)，如果使用不當(dāng)，也會(huì)出現(xiàn)不良的影響。例如，將噴射口直接對(duì)著口吹，以去除口臭；為了追求健康而讓嬰幼兒從鼻子吸進(jìn)臭氧或整晚無(wú)端地持續(xù)噴射臭氧等。這就像醫(yī)生所開(kāi)出的藥一樣，如果服用次數(shù)與量錯(cuò)誤，就會(huì)出現(xiàn)副作用而危害人體。臭氧也是如此，使用方法如果錯(cuò)誤，也具有傷害健康的危險(xiǎn)性。高濃度臭氧的強(qiáng)大氧化力能刺激眼、鼻、喉嚨的粘膜，對(duì)支氣管及肺等呼吸系統(tǒng)造成影響。如前所述，超過(guò)一定濃度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)呼吸困難、肺水腫等各種自覺(jué)癥狀。目前，國(guó)內(nèi)尚未制訂關(guān)于臭氧的環(huán)境基準(zhǔn)，不過(guò)，日本產(chǎn)業(yè)衛(wèi)生學(xué)會(huì)的容許濃度為0.1ppm，美國(guó)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(shí)候?yàn)?.001-0.003ppm,對(duì)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(shí)能夠奏效。臭氧的特征就是其獨(dú)特的臭味，我們能夠感覺(jué)到異臭時(shí)的濃度大致為0.01-0.015ppm，大部分人對(duì)臭氧的臭味感覺(jué)不適的濃度為0.1ppm。日本產(chǎn)業(yè)衛(wèi)生學(xué)會(huì)的許可基準(zhǔn)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(dān)心會(huì)對(duì)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(shí)只要停止使用，臭氧就不會(huì)殘留了。家庭用臭氧對(duì)人沒(méi)有害。人們的嗅覺(jué)對(duì)臭氧極為敏感，家庭臭氧機(jī)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(biāo)準(zhǔn)接觸10小時(shí)不會(huì)對(duì)人體有任何影響和損害，世界應(yīng)用臭氧一百多年來(lái)，沒(méi)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^(guò)高所引起的，而臭氧是有選擇性的或?qū)⑺嵝赞D(zhuǎn)變?yōu)閴A性、或?qū)A轉(zhuǎn)變?yōu)樗嵝缘闹行詢A向。臭氧水可以直接活化胃部細(xì)胞，并保持適度的酸堿狀態(tài)，使胃部功能恢復(fù)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(guò)濾器官。人體內(nèi)毒素大部分從食物中來(lái)（目前農(nóng)藥、化肥的使用漫無(wú)節(jié)制，環(huán)境污染已非常嚴(yán)重），這些毒素首先必須經(jīng)由肝臟分解，然后再經(jīng)過(guò)腎臟過(guò)濾后排出體外。由于器官被污染，毒素?zé)o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(yīng)氧氣增進(jìn)體內(nèi)的氧化生理作用外，還可將毒性分解成對(duì)人體無(wú)害的物質(zhì)后排出體外。臭氧水強(qiáng)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(jié)石的機(jī)會(huì)。臭氧過(guò)濾性病毒之病變，有獨(dú)特的效果，并增進(jìn)白血球的吞噬效果，對(duì)病毒細(xì)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(biāo)的常用方法，但中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)應(yīng)用化學(xué)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(guó)質(zhì)量報(bào)邀請(qǐng)了各個(gè)方面的專家和官員，就我國(guó)“餐桌污染與食品安全”問(wèn)題進(jìn)行研討。會(huì)上，潘燦平介紹說(shuō)，他對(duì)人們通常采用的一些去除農(nóng)藥殘留的方法逐一進(jìn)行了研究和試驗(yàn)，結(jié)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(duì)水溶性極大的農(nóng)藥有一定效果，而在我國(guó)投入市場(chǎng)的200來(lái)個(gè)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(jià)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(duì)目前市場(chǎng)上一些利用臭氧消毒技術(shù)生產(chǎn)的清洗機(jī)也進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)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(duì)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(qiáng)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(xì)菌、真菌等菌體的蛋白質(zhì)外殼被氧化變性，可殺滅細(xì)菌繁殖體和芽抱、病毒、真菌等有害微生物。臭氧對(duì)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(dá)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(wú)死角。臭氧的殺菌速度很快，它可迅速殺滅各種微生物。當(dāng)其濃度超過(guò)一定數(shù)值時(shí)，殺菌過(guò)程便可在瞬間完成。臭氧的殺菌功能源自于其自身?yè)碛械膹?qiáng)大的氧化能力。由于臭氧在消毒過(guò)程中，經(jīng)過(guò)半小時(shí)之后，便可分解為氧氣，不會(huì)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(xiàng)臭氧技術(shù)專家認(rèn)為，對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，任何一種殺菌劑都是一把雙刃劍：使用得當(dāng)，可以殺滅敵人；使用不當(dāng)，便會(huì)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(qiáng)的氧化能力。在濃度較高時(shí)（一般指1.5PPm），臭氧會(huì)對(duì)人的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的刺激作用，從而損害人體健康。其實(shí)，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(rèn)為，要安全使用臭氧，應(yīng)從以下幾方面加以注意：1.在用臭氧對(duì)車間進(jìn)行消毒時(shí)，工作人員應(yīng)離開(kāi)車間、不與臭氧直接接觸。2.關(guān)閉臭氧發(fā)生器后，過(guò)40分鐘，工作人員再進(jìn)入車間內(nèi)，則不會(huì)發(fā)生臭氧傷人事件。因?yàn)?，臭氧在釋放之后，?0分鐘后會(huì)自行分解為無(wú)毒無(wú)害的氧氣。3.在臭氧發(fā)生的過(guò)程中，一般采用高頻、高壓電源供電，所以，在有導(dǎo)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(shí)上，正確使用臭氧，不僅不會(huì)對(duì)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(shí)，對(duì)人體會(huì)有保健作用。有人把臭氧比做美酒，也說(shuō)明了臭氧的雙重性。迄今為止，臭氧的應(yīng)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(shí)，嗅覺(jué)靈敏的人便可察覺(jué)，這個(gè)濃度被稱為感覺(jué)臨界值。當(dāng)臭氧濃度達(dá)0.15PPm時(shí)，一般人都能嗅出，這個(gè)濃度被稱為嗅覺(jué)臨界值，也是衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)。當(dāng)臭氧濃度達(dá)到1?10PPm時(shí)，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(guó)有關(guān)部門制定了“人在臭氧氣體環(huán)境下的安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”，規(guī)定：在濃度為0.15PPm的臭氧環(huán)境中，人員停留的時(shí)間不得超過(guò)8小時(shí)。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(shí)或克/小時(shí))，即臭氧發(fā)生器工作1小時(shí)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(shí)1ppm=2mg/m3；在水中時(shí)，1ppm=1mg/L。3、 臭氧在大氣中達(dá)到一定的濃度時(shí)就會(huì)造成環(huán)境污染。我國(guó)規(guī)定：在居住環(huán)境，臭氧濃度超過(guò)0.1mg/m3時(shí)就構(gòu)成空氣污染；在作業(yè)場(chǎng)所，臭氧濃度超過(guò)0.2mg/m3時(shí)就構(gòu)成污染。4、 空氣中的臭氧濃度達(dá)到0.01-0.02mg/m3時(shí)，人即可嗅知。5、 在對(duì)食品廠、化妝品廠、生產(chǎn)車間、庫(kù)房等場(chǎng)所進(jìn)行消毒時(shí)，空氣中的臭氧濃度需達(dá)到10-20mg/m3,并且要密閉作用30分鐘的時(shí)間。消毒時(shí)人不可在現(xiàn)場(chǎng)。6、 常壓混合條件下，瓶裝純凈水用臭氧消毒時(shí)，通常1m3/h水需使用3g臭氧，并且水中臭氧濃度需30.3mg/L；對(duì)瓶裝礦泉水臭氧消毒時(shí)，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(shí)，按全池水循環(huán)一次時(shí)每小時(shí)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(dāng)1m3/h泳池水使用臭氧34g時(shí)，池水不再需要投加消毒藥劑，并且池水會(huì)變得清澈透藍(lán)。8、 水產(chǎn)養(yǎng)殖用水臭氧消毒時(shí)，通常是按將池水的一半循環(huán)一次時(shí)，每小水的流量來(lái)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(shí)，臭氧使用量可適當(dāng)降低。但不論臭氧使用量是多少，在消毒過(guò)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(jiǎn)稱質(zhì)量濃度，它們的關(guān)系是：1mg/L=103mg/m3=106pg/m3我國(guó)各種標(biāo)準(zhǔn)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(wàn)氣體體積中含有臭氧的體積數(shù)，在美國(guó)、日本等國(guó)家習(xí)慣使用體積濃度。1ppm=103ppb但是ppb（partspermillion）的含義不明確。在美國(guó)和法國(guó)，“billion”的意義為十億（109），ppb意味著十億分之一（10-9）；而在英國(guó)和德國(guó)，“billion”為萬(wàn)億（1012），ppb意味著萬(wàn)億分之一（10-12）。因此，這是一種容易混淆的表達(dá)方式。國(guó)際純粹化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)協(xié)會(huì)與1971年7月作出“不宜采用”的決定。在我國(guó)ppb一般指10-9。也有用體積百分比%（vol）和pphm來(lái)表示體積濃度的，它們的關(guān)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