(图文)臭氧是什么
发布时间:2021-02-11 09:42:18人气：次
供应商中文全称：广州佳环电器科技有限公司
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第一章 臭氧基本知识
什么叫臭氧：
臭氧(O3)，是氧气(O2)的同素异形体，是由一个氧分子携带一个氧原子[O]组成，是一种暂存的状态。常温下臭氧是淡蓝色，具有草腥味。它在灭菌、去污、漂白、除臭、分解化学物质的过程中，还原成(O2)或生成水(H2O)、二氧化碳(CO2)，不产生二次污染。在自然界中，主要由雷电所产生，它是"天赐的净化剂"。
1ppm臭氧=1.963mg/m3，臭氧密度ρ=2.144g/I,，空气密度=1.293 g/I。
臭氧在水中的溶解度大约是氧的10-15倍，在水中稳定性较差。
臭氧的还原性：
臭氧具有不稳定性和很强的氧化能力。臭氧与人们常用的几种消毒物质还原电位的比较如下：
臭氧易分解，不稳定参比状态下臭氧的半衰期为22~25分钟，一个小时的衰退率为61%，在1%的臭氧水溶液中半衰期为16分钟，且温度越高，湿度越大，半衰期越短。国际卫生组织对其灭菌功效曾归纳比较，臭氧与其它性质杀菌剂对大肠杆菌的杀灭效果依次为： 臭氧—>次氯酸—>二氧化氯—>银离子—>次氯酸根—>高铁酸盐—>氯胺
臭氧在各方面应用的浓度指标：
| [安全浓度] 臭氧工业卫生标准：国际臭氧协会：0.1 ppm，接触10小时德、法、日本：0.1 ppm美国：0.1 ppm，接触 8小时中国：0.15ppm臭氧家用卫生标准：臭氧毒性的起点浓度：0.3ppm，臭氧允许浓度的上限1.5～2.0ppm人对空气中臭氧可嗅觉的浓度0.02～0.04ppm卫生部臭氧接触最高允许浓度0.2mg/m3臭氧空气中毒极限10ppm以上时为刺激范围1-10ppm时为嗅觉临界值，0.15ppm时感觉临界值0.02ppm
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[水中应用浓度] 制消毒水臭氧溶解度在0.1mg/L～10mg/L低值为水消毒净化，高值为“臭氧水消毒剂”自来水净化国际常规标准臭氧为0.4mg/L的溶解度值保持4分钟，即CT值为1.6水中消毒余臭氧浓度保持在0.1～0.5mg/L5～10min可达到消毒目的,清水需0.5～1分钟肝炎病毒4mg/L，1分钟内乙肝病毒灭活率为100%0.25～38mg/L时，几分钟完全灭活甲肝病毒大肠杆菌20℃时水中臭氧浓度达0.43mg/L时10℃时仅需0.36mg/L，大肠肝菌100%灭绝瓶装水：0.3～0.5mg/L的溶解度，投加量水2g/m3实践，臭氧发生器浓度高于8mg/L容易达到矿泉水：在0.4～0.5mg/L时可满足杀菌保质要求合理的臭氧投放量为1.5～2.0mg/L
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医用卫生行业： 碗、衣柜、冰箱及厕所消毒《允许臭氧浓度为0.12-0.20mg除封闭的外医用臭氧消毒柜不小于40 mg/l，时间不小于60分钟一周后残留外泄小于0.2mg/l国际自来水厂处理规范为水溶臭氧浓度0.4mg/l, 接触时间4分钟。
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臭氧灭菌机理
臭氧具有功效：强氧化性，有四大功用：灭菌、氧化、脱色、除味；
臭氧灭菌特点：具有广谱性、高效性、环保性、操作方便、使用经济和性能稳定、寿命长等特点；
臭氧灭菌介绍：臭氧灭菌的过程属于生物化学反应，臭氧灭菌有以下三种形式：
Ø 臭氧氧化分解了细菌内部氧化葡萄糖氧化酶；直接与细菌、病毒发生作用，破坏其细胞壁DNA和RNA，分解蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物，使细菌的物质代谢生长和繁殖过程遭到破坏； Ø 渗透细胞膜组织，侵入细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖，使细胞发生通透性畸变，导致细胞的溶解死亡，并且将死亡菌体内的遗传基因，寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、枝原体及热原（细菌病毒代谢产物、内毒素）等溶解变性灭亡。 Ø 臭氧灭菌属于溶菌，是一种灭菌方式中最彻底的形式。既然臭氧能杀死病毒、细菌，那么会不会也把健满面的细胞杀死呢？不会，因为健康细胞具有强人的平衡酶系统，因而臭氧对健康细胞无害。 |
应用臭氧时注意事项：
1. 禁止在有导电气体或爆炸性介质存在的环境中使用，因为臭氧发生器一般采用高频高压电源供电。 2. 臭氧发生器件在高温或杂质油类含量较高的气体环境下工作时，特别是开放型发生器器件容易沾污或衍生斑垢，多了会影响发生量，应及时清洗。 3. 要求使用环境：空气湿度<95%。 4. 臭氧的发生用纯氧气源或光谱方法、水解方法时，臭氧的纯正度较高。不会对人体健康产生危害，但如果用普通空气发生臭氧，电介质材料或器件选用不当时会伴随产生NOx。 5. 臭氧具有强氧化能力，使用时要注意使橡胶制品、钢铁等物品远离它，以免被腐蚀。另外臭氧会刺激人的呼吸系统，严重会造成伤害。 |
臭氧的应用
近年来，臭氧技术作为环保产业的一个重要组成部分，受到越来越多的人的重视。臭氧技术产业属新兴朝阳产业，应用范围极广。臭氧按用途分为水处理、食品加工、医疗与公共卫生四个应用领域，各领域应用研究与适用设备开发都达到了很高的水平。从技术上看，一些基本的关键技术已解决，只要开拓思路很容易开发一系列适销对路的产品。臭氧产品功能强，属高科技产品，市场几乎尚未开发，潜力极大。因此，抓住时机必然获得极大的投资收益。
一、水处理
（1）自来水生产：
目前使用臭氧代替氯消毒最主要的因素，也是传统使用氯消毒的美国、日本等国家都在快速发展采用臭氧处理自来水的主要原因，在于随着水源受有机化学工业产物污染，氯消毒后会产生氯仿、溴二氯甲烷、四氯化碳等氯化有机物（THM），这些物质具有致癌性，而臭氧处理中氧化作用不产生二次污染化合物。国内的昆明自来水公司、北京田村自来水厂、大庆、胜利、燕山石化等自来水公司，都相继用臭氧代替氯气消毒。
（2）矿泉水、纯净水、优质饮用水的消毒杀菌：
用0.1-1.5mg/L臭氧浓度的臭氧水对水生产线管路、容器、瓶、桶进行处理，对细菌、大肠肝菌、酵母菌、黑曲霉菌等具有良好的杀菌效果。
我国瓶装水采用臭氧杀菌净化工艺最为普遍，矿泉水、纯水、洁净水厂1000多家，约60%已采用臭氧杀菌工艺。由于技术监督、防疫部门已形成共识，没有臭氧设备的瓶装水厂很难在市场上竞争。其关键在于处理水应达到0.3~0.5mg/L的臭氧溶解度值，这首先要求投加臭氧量应满足1m3水2g臭氧的条件，同时必须保证水----气充分接触并保持一定的时间。根据实践经验，臭氧发生浓度高于8%时容易达到溶解度要求。
（3）污水处理
污水处理包括城市污水、工业污水与医疗污水的处理，主要目的为杀菌消毒、去除污染物质并脱色、除味以达到排放标准。近几年由于水资源匾乏，行业主管部门制定了工业、生活污水回用的法规，提高了处理标准。
工业污水臭氧用来对电镀含氰污水氧化、纺织印染污水脱色、精炼污水去酚、烷类物质等。美、日、德、法等国近年都建立了大规模的污水处理厂，我国炼油、印染行业也有试验性应用。
对工业含酚、氰、有机氨、腈、硝基染料、有机磷、有机氯化合物等的废水处理。用臭氧水处理污水，可使水中酚、甲醛含量降低98%。用臭氧水处理含有氰化物的水溶液时，氰化物浓度可从15mg/L降到0.25mg/L。
（4）游泳池用水：
目前我国游泳池的水处理大都采用加氯消毒和加CuSO4 抑藻，常会出现因水中氯的含量过低而使细菌、病毒超标，或者水中氯的含量过高而刺激人的皮肤、眼睛、毛发等，难以达到国际游泳联合会规定的游泳比赛的水质标准。在国际比赛所用的游泳馆或一些高档的水上乐园，均采用国际最先进的臭氧消毒技术，对循环水进行臭氧消毒净化处理，以保证游泳池的水质标准。
（5）冷却塔用水：
目前美国冷却塔协会推荐臭氧处理冷却循环水技术，可以达到阻垢、除垢、杀菌除藻、防腐蚀与稳定水质的目的，美国臭氧公司已有计算机控制检测的臭氧冷却循环水系统在运行，我国很多单位在进行实验研究，总结经验。
二、食品行业的应用
（1）冷库：
臭氧对冷库、气调库中的果品、鸡蛋、鱼、肉类食品的贮存起到了防霉保鲜之功效。1995年至1996年间，日本、法国和澳大利亚相继立法，允许臭氧在食品工业中广泛使用。而美国在食品加工企业的努力推动下，美国电力研究院（EPRI）于1996年组织了臭氧和食品界的科学技术专家委员会，开始调查并评估臭氧应用于食品工业的历史背景、现状与前途。委员会利用1年时间对臭氧应用，包括：杀菌、鸡蛋消毒、果蔬贮藏、水产品保鲜、肉类保鲜、家禽加工等37个食品加工业所用的臭氧空气处理进行了文献检索、论证及实验表明，在1997年提出科学结论，明确了臭氧应用与食品加工业符合GRAS标准——这个结果成为美国食品加工业广泛使用臭氧的基础。随后美国食品与医药管理局（FDA）放弃了以往在食品加工生产中使用臭氧的限制政策，承认臭氧应用于食品生产过程符合通用安全标准（GRAS）的要求。之后，专家们还对臭氧化水在食品工业上的应用、气相臭氧在食品加工中的应用、臭氧处理食品的营养影响及处理食品的安全性和毒性等作了相关的研究，这些研究均表明：臭氧作为食品杀菌剂和消毒剂使用是安全无害的，在适宜的用量和良好的加工条件下使用符合GRAS要求。
（2）食品生产用水：
食品生产用水贯穿在产品从原料清洗至最终成形的每一个步骤之中，可以说是实现食品安全生产的最重要保证。资料显示，我国部分食品生产企业的生产用水，在某种程度上来说，基本上处于没有质量把关的状态，也就是说，以不洁净的水生产出来的食品成品或半成品，很难达到无菌或卫生合格达标的界限。食品生产用水、需要大量的洁净水，在生产成本中也是一项较大的开支。目前食品生产企业普遍存在两种状况：一是使用已被污染的水源；二是加工用水回用或延长使用时间。
应用臭氧技术来保证食品生产用水的安全卫生，是从源头上解决产品质量控制、从根本上杜绝产品质量问题的最好解决方案。也可生产高浓度臭氧水替代药物对食品进行消毒。
（3）水产品加工：
臭氧具有强氧化性，能够分解水中的有机物质、细菌和微生物。羟基（OH）是强氧化剂、催化剂，可使有机物发生连锁反应，反应十分迅速。羟基（OH）对各种致病微生物有极强的杀灭作用。单原子氧（O）也具有强氧化能力，对顽强的微生物如病毒、芽孢等有强大的杀伤力。
（4）水产养殖：
随着我国工业化进程的加快，海洋污染日益严重，近年来多次发生的赤潮、病毒，使鱼、虾、贝类大量死亡，海洋捕捞产量迅速下降，同时给水产养殖业带来极大的技术困难和经营风险。在丹麦、美国、日本等水产科技发达的国家研制使用循环水处理技术，取得了明显的效果和巨大的经济效益。适于水产育苗、池塘养殖、工厂化养殖、种苗越冬和活海鲜储运，并已在青岛、锦州等地投入使用，使我国水产养殖、育苗业跨上一个新台阶，取得了显著的经济效益和社会效益。
应用臭氧可降解水中的有机物、氨氮、亚硝酸盐等物质，并杀灭水中的致病菌和浮游生物。避免因周边养殖池的污染、病毒而造成的交叉感染。大大提高鱼、虾、贝类育苗和养殖的成活率。
三、医疗应用
(1)病房的空气消毒：
需要定期消毒的有隔离病房、放射科机房、病区值班室、更衣室、配餐室、病人电梯间、门诊候诊室、病区走廊等。病房有人的情况下，强调病房的通风，特别是强调自然风的通风对流，保持室内空气与室外空气的交换，自然通风不良则必须安装足够的通风设施(排气扇)。病房无人的情况下，用臭氧气体消毒，每次不少于1小时，每天2至3次。
(2)地面和物体表面消毒：
病房、走廊、检查室、X光室、B超室、检验室、治疗室、医护人员办公室等场所地面要湿式拖扫，可用18mg/L臭氧水拖地。桌子、椅子、凳子、床头柜、门把手、病历夹等可用18mg/L臭氧水擦拭消毒。病房门口、病区出入口可放置浸有2000mg/L有效氯的脚垫，不定时补充喷洒消毒液，保持脚垫湿润。
（3）医疗污水处理：
医疗污水含有大量的病原细菌和病毒，是传播疾病的危险污染源之一。医疗污水处理不当极易造成传染病暴发。因此加强和完善医疗污水处理设施、提高医疗污水的无害化处理技术水平，对有效切断传染途径，保障人民群众身体健康具有极其重要的现实意义。
武汉康桥环保设备有限公司的医疗污水无害化处理设备统采用全封闭结构，彻底消除气溶胶大分子携带病原微生物对空气的污染，避免了病原微生物的扩散；不仅污水得到有效的处理达到无害化，而且排放和散发的废气都被进行高强度和长时间的消毒，保证从污水处理装置排除的废气是安全无害的。
（4）治疗：
A、高浓度臭氧水直接冲洗阴道，治疗霉菌性、滴虫性、细菌性阴道炎和由细菌感染所致的外阴炎、宫颈炎等常见妇科病症等有奇效。从大量的临床实践和使用情况表明，使用高浓度臭氧剂冲洗阴道炎患处平均2.5次/人有效率达100%，治愈率达98%。
B、高浓度臭氧水综合治疗各种因细菌、真菌和病毒引发的皮肤病、性病和肛肠病同样能收到理想的效果。湖北省军区专科医院利用高浓度臭氧水已经成功的进行了皮肤病、性病的治疗。高浓度臭氧水直接冲洗伤口有迅速止痛、止痒功效，这对减轻皮肤病人痛苦，稳定病人情绪，避免引发其他病症（诸如神经性及内分泌紊乱等其他疾病）有很好的辅助治疗效果。
C、高浓度臭氧水对烧伤创面消毒杀菌能有效的预防和控制感染，加速创面愈合。
D、对外科手术伤口、口腔手术、产妇会阴切口的消毒、以及创伤外科中的运用前景十分看好。
四、公共卫生
（1）中央空调领域的应用：
药品生产及医院手术室对其环境有严格的要求，在我国的GMP验证中推荐了臭氧消毒的方法。利用中央空调净化系统对空气进行静电除尘，并以中央空调系统的循环风作为臭氧的载体，扩散至所控制的整个洁净区域和封闭空间，对空气进行彻底杀菌消毒。替代令人头痛的甲醛熏蒸消毒法，节约了药剂费用和人力成本。清除积垢可使空调系统的运行效率明显提高，泵和压缩机的运行费用降低。同时还可延长设备寿命、改善设备性能。
（2）汽车空调：
用臭氧可以去除汽车内的甲醛味、汽油味、烟味、霉臭味；预防车内驾乘人员甲肝、乙肝、皮肤病等传染病的交叉感染，消除空调病；消除车内沙发、地垫、羊毛垫上的霉菌、螨虫细菌等。
（3）饮食、服务行业：
臭氧除了消毒灭菌外，它的去味能力很强，如空气中的烟味、腥味、臭味等异味，使用臭氧都可以除掉，并能同时杀灭空气中的细菌。通过调节臭氧的浓度亦适用于星级宾馆、酒店、高档公寓、写字楼等场所空气的净化处理。
目前食堂及餐饮生、熟食品加工过程及用具的清洗、杀菌等环节按照卫生部门的卫生标准，均采用的是传统的消毒方式（如紫外线、巴氏消毒液、甲醛等）效果都不是很理想，不是消毒不彻底，就是在消毒的同时制造新的污染源。
用臭氧水洗涤瓜果蔬菜，可去除、降解果蔬中的农药、化肥等有害残留物。适用于各种水果及生吃的蔬菜如黄瓜、西红柿、萝卜等，此方法降解残余农药90%以上,且不流失果菜营养。用臭氧水洗涤鱼类、肉类、海鲜贝类，可除去腥味，杀灭其表面的细菌，洗涤后的肉质更鲜美，细嫩，有弹性，口感佳。洗涤夏日里的豆类制品（豆腐、豆干、豆丝、素鸡、花干等）可延长保鲜时间。手及工作衣物是人体最易感染及传播细菌的部位，臭氧水在短时间内可有效地杀灭大肠杆菌、蜡杆菌、巨杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、流脑双球菌、金黄色葡萄菌、沙门氏菌以及流感病毒，肝炎病毒等多种微生物。
（4）家居装修：
近几年来装修后的家居、写字楼、高级宾馆几乎100%的发现室内有毒气体挥发严重，如甲醛、苯系物、丙酮、氨气、氡气、超高频、微波存在，浓度大大超过国家颁布的卫生标准。很多人在入住新装修的住宅或写字楼后，就感到头疼、头晕、恶心、嗓子干疼、发烧、全身无力、疲劳，各类皮肤病、肺心病、心肌炎等也相继出现，不常出户的老人、幼童进住后经常生病、住院、几进几出、重则诱发癌症。专家们指出，上述症状均是由室内装饰装修后产生的有毒气体造成的。
臭氧是一种强氧化剂，在酸性介质中，其还原电位为＋2.07V，仅次于氟（F2）而居第二位。可以将空气中的污染物进行氧化分解。对主要污染物的氧化反应方程式如下：
甲醛 ３ＣＨ２Ｏ＋２Ｏ３→３Ｈ２Ｏ＋２ＣＯ２
氨 ２ＮＨ３＋Ｏ３→Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ
苯 Ｃ６Ｈ６＋５Ｏ３→３Ｈ２Ｏ＋６ＣＯ２
臭氧在空气污染治理中的应用：
A．清除由于装修和建筑材料所带来的室内ＴＶＯＣ（总挥发性有机化合物）、甲醛、苯、氨等有害污染物。
B．处理由于家具、玩具、皮件等含有甲醛、苯、氨等有害污染物，引起的空气污染。
C．清除由于人群聚集，通风不良所产生的空气污染，杀灭空调所产生的大量的各种细菌和病菌，提高、改善办公室、酒店、室内娱乐场所、公交车厢内的空气质量。
D．形态非常不稳定可逐渐自行分解为氧气，所以不存在二次污染。
E．臭氧作用40分钟，经检测对甲醛的去除率达81.2%,对氨的去除率达70.7%,对苯的去除率达81.2%,可以除掉90%的有害气体。
第一节 物理特性
臭氧的主要物理性质列于表1-1。臭氧在不同温度下的水中溶解度列于表1-2。 表1-1 臭氧的主要物理性质
表1-2 臭氧在水中的溶解度
臭氧虽然在水中的溶解度比氧大10倍，但是在实用上它的溶解度甚小，因为他遵守亨利定律，其溶解度与体系中的分压和总压成比例。臭氧在空气中的含量极低，故分压也极低，那就会迫使水中臭氧从水和空气的界面上逸出，使水中臭氧浓度总是处于不断降低状态。
化学性质
温度，℃ | 溶解度，g/l |
0 | 1.13 |
10 | 0.78 |
20 | 0.57 |
30 | 0.41 |
40 | 0.28 |
50 | 0.19 |
60 | 0.16 |
臭氧的英文名字叫OZONE，分子式O3，分子量为48，是氧气(O2)的同素异形体，由三个氧原子组成，常温下臭氧是淡蓝色，鱼腥味气体，1ppm臭氧=1.963mg/m3
臭氧密度ρ=2.144g/I,空气密度=1.293 g/I。臭氧在水中的溶解度大约是氧的10-15倍，在水中稳定性较差。
臭氧具有不稳定性和很强的氧化能力。臭氧是由一个氧分子携带一个氧原子[O]组成，是一种暂存的状态。臭氧与人们常用的几种消毒物质还原电位的比较如下：
臭氧易分解，不稳定参比状态下臭氧的半衰期为22~25分钟，一个小时的衰退率为61%，在1%的臭氧水溶液中半衰期为16分钟，且温度越高，湿度越大，半衰期越短。臭氧比空气重，是空气的1.658倍；臭氧的密度 是2.14g·l (0°C,0.1MP)。沸点是-111°C,熔点 是-192°C。臭氧分子结构是不稳定的，它在水中比在空气中更容易自行分解。
国际卫生组织对其灭菌功效曾归纳比较，臭氧与其它性质杀菌剂对大肠杆菌的杀灭效果依次为：
臭氧—>次氯酸—>二氧化氯—>银离子—>次氯酸根—>高铁酸盐—>氯胺
臭氧虽然在水中的溶解度比氧大10倍，但是在实用上它的溶解度甚小，因为他遵守亨利定律，其溶解度与体系中的分压和总压成比例。臭氧在空气中的含量极低，故分压也极低，那就会迫使水中臭氧从水和空气的界面上逸出，使水中臭氧浓度总是处于不断降低状态。臭氧有很强的氧化力，是已知最强的氧化剂之一。臭氧分子是逆磁性的，易结合一个电子成为负离子分子；臭氧在空气中的半衰期一般为20-50分钟，随温度与湿度的增高而加快；臭氧在水中半衰期约为35分钟随水质与水温的不同而异。
项目 | 数值 | 项目 | 数值 | |
分子量 | 47.99828 | 粘度（液态），Mpa·S在90.2时 | 1.56 | |
熔点(760mmHg)°C | -192.5±0.4 | 表面张力，Mn/m在77.2K时 | 43.8 | |
沸点，°C | -111.9+(-)0.3 | 等张比容（90.2K） | 75.7 | |
临界温度°C | -12.1±0.1 | 介电常数（液态，90.2K）,F/m | 4.79 | |
临界压力atm | 5.46 | 偶极距，C·m(D) | 1.84*10 (0.55) | |
临界体积cm3/mol | 111 | 热容（液态，90-150K），cal/k | 0.425+0.0014*(T-90) | |
密度 气态°C,0.1Mpa）,g/l | 2.144 | 生成热，（气体）在298.15K时 | 142.98 | |
密度 液态（90K），g/cm3 | 1.571 | 生成自由能（气体），291.15K | 162.82 | |
密度 固态（77.4K）,g/cm3 | 1.728 |
臭氧在不同温度下的水中溶解度列于表2-2
第二节 化学特性
一、强氧化性：
臭氧是一种强氧化剂，其氧化能力仅次于氟，比氧、氯、高锰酸盐等常用的的氧化剂都高 。可见臭氧是常用氧化剂中氧化能力最强的。同时臭氧反应后生成的是氧气，所以臭氧是高效而无二次污染的氧化剂。
二、易分解性：
臭氧很不稳定，在空气中和水中即可分解为氧气。其反应式为：2O3→3O2+285kJ
臭氧在空气中会自行分解为氧气，每摩尔的臭氧分解为3/2摩尔的氧气，并放出144.45kJ的热量，其分解速度随温度、PH值的升高而加快，故不易贮存，需边生产边用。
三、臭氧的氧化能力极强
表3-3氧化还原电位比较
名称 | 分子式 | 标准电极电位 | 名称 | 分子式 | 标准电极电位 |
氟 | F2 | 2.87 | 二氧化氯 | CIO2 | 1.50 |
臭氧 | O3 | 2.07 | 氯 | CI2 | 1.36 |
过氧化氢 | H2O2 | 1.78 | 痒 | O2 | 1.23 |
高锰酸钾 | MnO4 | 1.67 |
四、臭氧与无机物的氧化反应
除铂、金、铱、氟以外，臭氧几乎可氧化元素周期表中的所有元素反应。臭氧可与K、Na反应生成氧化物或过氧化物，在臭氧化物中的阴离子O3实质上是游离基。臭氧可以将过渡金属元素氧化到较高或最高氧化态，形成更难溶的氧化物，人们常利用此性质把污水中的Fe2+、Mn2+及Pb、Ag、Cd、 Hg、Ni等重金属离子除去。此外，可燃物在臭氧中燃烧比在氧气中燃烧更加猛烈，可获得更高的温度。
举例: 1)、臭氧与亚铁的反应 3Fe + 2O2 → 3Fe + 3O2
2)、臭氧与硫化物的反应 H2S + O3 → SO2 ↑ + H2O
五、臭氧与有机物反应
臭氧与有机物以三种不同的方式反应：一是普通化学反应；二是生成过氧化物；三是发生臭氧分解或生成臭氧化物。如有害物质二甲苯与臭氧反应后，生成无毒的水及二氧化碳。所谓臭氧分解是指臭氧在与极性有机化合物的反应，是在有机化合物原来的双键的位置上发生反应，把其分子分裂为二。臭氧的氧化作用导致不饱和的有机分子的破裂为二。使臭氧分子结合在有机分子的双键上，生成臭氧化物。臭氧化物的自发性分裂产生一个羧基化合物和带有酸性和碱性基的两性离子，后者不稳定，由于臭氧的氧化力极强，不但可以杀菌，而且还可以除去水中的色味等有机物，这是它的优点，然而它的自发性分解性、性能不稳，只能随用随生产，不适于储存和输送，这是它的缺点。当然，如果从净化水和净化空气的角度来看，由于其分解快而没有残留物质存在，又可以说成是臭氧的一大优点。
六、杀菌机理
臭氧是一种极强的气体氧化剂和杀菌、消毒剂，可有效的使微生物细胞由外及内产生多种氧化反应，直接破坏其核糖核酸(RNA)或脱氧核糖核酸（DNA）物质，彻底杀灭细菌、霉菌类微生物。臭氧首先作用于细胞膜，使膜构成成分受损伤，导致新陈代谢障碍，并抑制其生长，臭氧在渗透的同时，直到渗透到膜内组织并破坏其结构。因为在高湿度下细胞膜膨胀变薄，其组织很容易被臭氧破坏，臭氧杀菌时间短，效果明显。
第二章臭氧消毒原理
第一节臭氧的消毒原理
①臭氧氧化分解了细菌内部氧化葡萄糖氧化酶；
②直接与细菌、病毒发生作用，破坏其细胞壁DNA和RNA，分解蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物，使细菌的物质代谢生长和繁殖过程遭到破坏；
③渗透细胞膜组织，侵入细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖，使细胞发生通透性畸变，导致细胞的溶解死亡，并且将死亡菌体内的遗传基因，寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、枝原体及热原（细菌病毒代谢产物、内毒素）等溶解变性灭亡。由水落石出，臭氧灭菌属于溶菌，是一种灭菌方式中最彻底的形式。既然臭氧能杀死病毒、细菌，那么会不会也把健满面的细胞杀死呢？不会，因为健康细胞具有强人的平衡酶系统，因而臭氧对健康细胞无害。
臭氧具有的强氧化性，有四大功用：灭菌、氧化、脱色、除味；
臭氧灭菌具有广谱性、高效性、环保性、操作方便、使用经济和性能稳定、寿命长等特点；
臭氧作用机理 |
『杀灭微生物的机理』 Roy等以PV1作为模型病毒，研究了臭氧对肠道病毒的灭活机理。结果证明，臭氧可破坏病毒衣壳蛋白的四条多肽链，并使RNA受到损伤。Mudd报道，臭氧和对其敏感的氨基酸娥基（半胱氨酸残基、色氨酸残基、蛋氨酸残基）发生反应可直接破坏蛋白质。Kim等报告，臭氧作用过程中,可使噬菌体中RNA被释放出来，电镜观察还可见噬菌体被断裂成小的碎片。Christensen等报告,嘌吟和嘧啶经臭氧作用后紫外吸收发生改变。有人还认为臭氧可与细菌细胞壁脂类双键反应，穿入菌体内部，作用于脂蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，从而导致细胞溶解、死亡。 |
『除臭机理』 臭氧去除异味性能极好。依靠其强氧化性能可快速分解产生臭味及其它气味的有机或无机物质，臭味的主要成分是胺R3N、硫化氢H2S，甲硫醇CH3SH等。臭氧对其氧化分解，生成物没有气味。 |
『水果保鲜机理』 臭氧在蔬菜水果储藏中的应用除了具有杀灭或抑制霉菌生长防止腐烂作用之外，还具有防止老化保鲜作用，其机理是臭氧可以氧化分解果蔬生理代谢作用呼吸出的催熟剂——乙烯气体C2H4。 其反应过程如下：H2C-CH2+O2→CO2+H2O 乙烯中间产物 C2H2O 也具有对霉菌等微生物的抑制作用。 |
『臭氧水灭菌净化原理』 臭氧在水中时刻发生还原反应，产生氧化能力极强的单原子氧（O）和羟基（OH），瞬间分解水中的有机物质、细菌和微生物。羟基（OH），是强氧化剂、催化剂，使有机物发生连锁反应。反应十分迅速，单原子氧（O）和羟基（OH），对各种致病微生物均有极强的杀灭作用，羟的氧化还原位为2.80V，与氟的氧化能力相当。 臭氧可以对水中的硫化物、氨、氰化物进行降解，有毒的硫化物，氨、氰化物通过与臭氧反应后，产生了无霉的H2SO4、CO2、N2等物质，从而达到净化水的目的。 |
『臭氧的特性及净化原理』 臭氧（O3）是氧（O2）的同素异构体，在水中的氧化还原电位为2.07V，高于氯(1.36V)二氧化氯（1.50），它能破坏或分解细菌的细胞壁，迅速扩散透人细胞里，氧化破坏了细胞内的酶而致死病原菌。 臭氧在水中分解的中间产物氢氧基（OH-）具有很强的氧化性，可以分解一般氧化剂难以破坏的有机物，而且反应完全速度快。 臭氧可以对水中的硫化物、氨、氰化物进行降解，进而达到净化的目的。 |
第二节 三种消毒方式比较
一、采用氯剂消毒：
氯消毒在自来水应用很普遍，有严重的二次污染问题存在。1973年起，荷兰、加拿大、美国等国相继发现，用氯消毒後的自来水中会产生卤代有机物（氯仿、氯胺、溴二甲烷、四氯化碳等THM），这些物质具有致癌性。况且氯消毒易受温度和PH值影响。馀氯还会影响饮用水的口感，特别对於饮料用水，馀氯会使碳酸饮料等饮料制品产生氯的臭味，并使饮料中的95精、色素发生氧化，影响产品质量。
二、采用紫外消毒：
不同的菌致死所需的照射能量差异较大，并且水质对紫外杀菌效果也有影响，紫外线的因光谱波长只在490nm -140nm范围内具有杀菌能力，因此在水中的穿透能力有限，而难以达到理想效果。微生物受到紫外线照射後，气体内的核蛋白质会因吸收紫外线光谱能量而变性，引起新陈代谢障碍，从而丧失繁殖能力。当照射剂量增大一定量时，微生物细胞被破坏致死。紫外线对澄清透明的水有一定的穿透力，因此能使水消毒。
三、采用臭氧消毒：
具有比氯更强的氧化消毒能力，不但可以较彻底地杀菌消毒，而且可以降解水中含有的有害成分和去除重金属离子以及多种有机物等杂质，如铁、锰、硫化物、苯、酚、有机磷、有机氯、氰化物等，还可以使水除臭脱色，从而达到净化水的目的。臭氧适应能力强，受水温、PH值影响较小。臭氧适应范围广，不受菌种限制，杀菌效果比氯消毒和紫外消毒效果好。与氯不同的是残余臭氧可以自行分解为氧气，不会产生二次污染。臭氧处理後的水无色无臭，口感好，能改善饮用水品质。
故此，为了提高瓶装饮用水的质量和延长保质期，国际瓶装水协会（IBWA）建议采用臭氧处理。在臭氧处理前，瓶装水一般用反渗透、纳滤、超滤去除天然水中99%的有机物，降低臭氧的用量。
第三节 臭氧的功能特点
臭氧作为高效广谱无残余、无污染的气体消毒剂，比食品行业常用的消毒剂具有特殊的优越性。
1、氧化能力强，对杀菌、除臭、脱色、去除有机物和无机物都有显著的效果与过氧乙酸、高锰酸钾、甲醛（福尔马林）、二氧化硫（硫磺熏蒸）等化学消毒剂相比，其杀菌能力与过氧乙酸相当，高于其它消毒剂。
2、处理后臭氧会自行分解为氧气，不产生二次污染，消毒后不需通风换气。 常规消毒均需通风换气或化学中和，麻烦而又降低消毒效果。臭氧可直接用于对食品杀菌或防霉保鲜。臭氧杀菌浓度对食品是极微弱的氧化浓度，提高食品质量。
3、臭氧不易贮存，宜边生产边用，使用方便。
4、与紫外线照射杀菌比较: 紫外线以光波辐射作用杀菌，照射到的位置且达到照射强度标准才有杀菌效果。食品加工车间很大，紫外线照射强度与距离平方成反比，强度不够，照射易产生死角。臭氧作为气体，扩散性好，无死角，浓度均匀。 紫外线杀菌在相对湿度60%以上时效果急剧下降，80%湿度以上时反可诱使细菌复活。臭氧则相反，湿度越高杀菌效果越好，对食品行业80%～90%高湿环境特别适合。 食品加工车间安装臭氧设备投资与紫外灯投资相当，而运行费用由于臭氧设备省电、寿命长而大大降低，对于新建车间更为经济。
第三章 臭氧的应用领域
第一节 臭氧应用的行业领域
我国瓶装水采用臭氧杀菌净化工艺最为普遍、积极。粗略估算，矿泉水、纯水、洁净水厂一千多家，约60%已采用臭氧杀菌工艺。
一 自来水的消毒
水是生命之源，人类时刻都离不开水，饮用水质的好坏是关系着每个人的身体健康长寿的基本条件之一，所以如何保证高质量的饮用水是至关重要的事情。传统的自来水处理，普遍采和氯消毒法，氯在水中的杀菌速度较慢，是逐渐进行的，并且有异味，尤其是随着水源受有机化合物的污染会产生氯仿，四氯化碳，溴二氯甲烷等氯化有机物对人体极为有害。
100年以前，即1902年西门子在德国帕德博恩建立第一个大规模臭氧饮用水处理厂以来，在世界上已有千几百个臭氧水厂，在欧洲已达到普及的程度。据1977年的资料报导，法国就有593个；瑞士那样一个人口仅有650万，土地4万平方公里的小国，竟有150座臭氧处理饮用水厂在运行。传统使用氯消毒的美国，日本等国家都在快速扩大臭氧处理自来水。
二 污水处理
由于人类的活动和生活水平提高，城市生活污染水，医疗污水和工业污水的增多，并给环境带来严重的污染，所以世界许多国家都制定污水排放标准。美国在70年代初，开始利用臭氧处理城市生活污水，其主要目的是清毒并除弃亚硝酸盐，悬浮物及脱色，日本则采用臭氧进行循环处理后供给非饮用水使用。工业污水处理主要是对含有氰化物，石油产品，烷酚，苯的衍生物，铁，锰，汞，镍，铅等等重金属及农药等强烈氧化而破坏其毒性。美，日，德，法等国近十几年来都建立了大规模的臭氧污水处理厂。
三 食品行业的消毒保鲜
利用臭氧具有很强的氧化杀菌能力及其无污染性的消毒，除臭，保鲜的应用而日益广泛。早在1904年就有利用臭氧保存牛奶，肉制品的报导，30年代美国80%冷蛋库都装有臭氧发生器，现已推广到食品集装箱，食品冷库车，电冰箱等都在装设臭氧发生器。
四 医疗方面的作用
臭氧的医疗方面的应用，除作为病房，手术室空气消毒以外，还可以用于治病，一些国家利用臭氧治疗烧伤感染，脉管炎溃烂，利用臭氧气体溶于注射液治疗瘘痔，静脉曲张和对爱滋病患者血液消毒。有人利用直接吸入一定的浓度臭氧的空气治疗支气管炎，鼻氧易溶于水，它对水的溶解度每升水可溶解臭氧0.64升，约等氧气对水的溶解度的13倍，用于臭氧水浸洗脚气病等皮肤病也有良好的疗效。用这样的臭氧水可以直接饮用，用于浸洗蔬菜，水果可以杀菌并能弃掉农药的残毒。
五 室内空气净化
在现实生活中，流行性传染病时有发生，严重威胁着人们的身体健康，工作和学习。传染病的传播实际上是病毒和细菌的传播，室内可以利用臭氧发生器产生的臭氧对其进行破坏而达到灭菌、消毒的作用。这?quot;室内"包括家庭及公共场所，例如，戏院，会议室，轮船舱，火车箱，轿车箱，地铁，臭氧量调整得合适都能起到净化消毒的作用。同时，还能起到除弃臭味保持空气清新的作用。
臭氧的杀菌消毒效果 |
臭氧的氧化作用极强，常温下即可使金属及各种有机物氧化，因此，人们对臭氧在以下几个方面的进行了大量研究，并取得了极其满意的结果。 |
『杀菌消毒』：研究表明，臭氧是广谱、高效、快速杀菌剂，一般的杀菌剂对人体有害。臭氧与一般杀菌剂有不同，因为多余的臭氧可以很快分解成氧气，而氧气对人体有益无害。臭氧的杀菌作用是急速的，当其浓度超过一定阈值后，消毒杀菌甚至可以瞬间完成。湿度的提高及温度的降低可增强臭氧的消毒作用，当臭氧溶于水中后有更强、更快的杀菌消毒作用。利用臭氧杀菌消毒没有二次污染，在处理过的水、空气、食品、器具等中不残存任何有害物质，这也是其他杀菌剂无法比拟的优点。 |
日常生活领域 |
日常生活是臭氧技术最广泛应用的领域，发展极为迅速。西方市场上涌现出大量臭氧型家电，如臭氧冰箱，可使食品在冰箱内的保质期延长1-2倍，杜绝食品串味或腐化；臭氧型洗衣机可以洗净除动植物脂肪以外的一切有机污垢，使洗净度提高10%，臭氧型空调不仅可以带来清凉世界，还可以同时消除室内异味、病菌，给人们洁净清新的空气； [空气的除毒、除臭、杀菌] 由于臭氧杀菌彻底、迅速，臭氧水对某些皮肤感染引起的疾病有显著的治疗效果。例如经常用臭氧水洗、泡脚可以有效治疗和预防脚气、脚癣；经常用臭氧水冲洗真菌感染的皮肤病区可以收到显著治疗效果；经常用臭氧水冲洗伤口可以预防伤口感染，促进其愈合；用臭氧水漱口、刷牙可以杀灭口腔牙缝间滋生的细菌，起到保护牙齿、去除口臭的作用。 |
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