臭 氧 基 礎 知 識 介 紹

眾所周知，高空大氣的臭氧層是人類免于太陽光中紫外線強烈侵襲的天然屏障。作為物質存在的臭氧既是強氧化劑又是高效的消毒劑，同時還是強催化劑。它具有殺菌消毒、漂白、除臭、去味等氧化分解作用。

1785年，德國物理學家馮、馬盧姆在使用電機時，發現在電機放電時產生一種異味。1840年荷蘭科學家舒貝爾（Schonbein）將此異味確定為O3，而命名為OZONE（臭氧）。自此以后，歐洲的科學家率先開始研究臭氧的特性和功用，發現廣譜的滅菌效果后，開始工業生產應用，其中瑞典一家牛肉公司用于臭氧對牛肉存儲的保鮮，自1870年開始，一直沿用至今。

一、自然界中的臭氧

人類科學家在不懈地對臭氧技術投入研究，現在對臭氧的特性及應用已非常明確。其實在自然界中，臭氧是廣泛存在的，只是不同條件下濃度差別很大，不易被人察覺而已。現在人們普遍了解的大氣臭氧層，是阻擋太陽紫外線的天然屏障，它是由太陽光的一種特定波長光譜的光照射空氣后產生的；雷雨過后人們會呼吸到一種特殊的清新味道，實際就是空氣中的臭氧濃度提高（一般在0.04ppm左右），容易被人們察覺，臭氧濃度之所以提高，是因為閃電（高壓放電）電離空氣中的氧氣形成臭氧；森林中，旅游地帶，空氣格外清新，是因植物在吸收CO2過程中制造了[O]，氧原子在形成過程中，部分形成O2（我們呼吸的氧氣），一部分形成O3（臭氧）。自然界中細菌無處不在，在適合的條件下繁殖迅速，人類在發現細菌后，甚至談虎色變，生怕人類被細菌吃掉。自然界的一切都處在平衡狀態，人們沒有必要憂慮，正是自然界中無處不在的臭氧和太陽光中的紫外線，在控制著細菌的生存平衡，保護著人類健康。

二、臭氧殺菌的基本性質研究

人類通過對臭氧的研究發現，臭氧具有不穩定特性和很強的氧化能力。臭氧是由一個氧分子（O2）攜帶一個氧原子（O）組成，所以它是氧氣的同素異形體。臭氧和氧氣的不同之處自表一目了然。

表一、 氧和臭氧的主要性質

從表一不難看出，與氧氣相比，臭氧比重大、有味、有色、易溶于水、易分解。由于臭氧（O3）是由氧分子攜帶一個氧原子組成，決定了它只是一種暫存形態，攜帶的氧原子除氧化用掉外，剩余的又組合為氧氣（O2）進入穩定狀態。所以臭氧工作中沒有二次污染產生，這是臭氧技術應用的最大優越性。

臭氧的應用主要在人為的滅菌消毒。這主要是臭氧有很強的氧化能力，臭氧在一定濃度下能與細菌、病毒、病原體等微生物產生生物化學氧化反映。臭氧又很高的能量，在常溫、常壓下很快自行分解為氧（O2）和單個氧原子（O），單個氧原子具有很強的活性，對細菌、病毒、病原體等微生物具有較強的氧化作用。

臭氧能氧化分解細菌、病毒內部氧化葡萄糖所必須得葡萄糖氧化酶，并直接與細菌、病毒發生作用氧化并穿透其細胞壁，破壞其細胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白質、脂質類和多糖等大分子聚合物，使細菌、病毒的新陳代謝和繁殖過程遭到破壞，而奪取細菌生命。同時還可以滲透細胞膜組織、侵入細胞膜內作用于外膜脂蛋白和內部的脂多糖，使細胞發生通透性畸變，導致細胞溶解性死亡，并將死亡菌體內的遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、支原體及熱源（內毒素）等溶解死亡。綜觀無菌技術對微生物作用的原理可分為抑菌型、殺菌和溶菌型三種。臭氧滅菌消毒屬于溶菌型劑體，可以達到“徹底、永久地消滅物體內部所有微生物的目的”。而且它的作用是即刻完成的，臭氧的迅速滅菌效果決定于它的高還原電位，表二列出了人們常用的消毒物質還原電位與臭氧的比較。

表二 氧化還原電位比較