臭氧的作用
臭氧（化学分子式为O3）又名活氧、三子氧、超氧、富氧，广泛存在于地球表面20公里以外的臭氧层，因其能吸收太阳辐射中的绝大部分紫外线，保护地球生物免受伤害，而广为世人关注。
空气中也存在微量臭氧（含量为0.01～0.04ppm），瀑布区、海边、森林区含量最多，一般森林地区臭氧浓度可达到0.1ppm，产生的方式是太阳光的紫外线被小水滴聚光后，将水滴内的氧气反应变为臭氧。尤其在下雨天打雷时，闪电会产生大量臭氧。空气中这些微量臭氧有效抑制了自然界中细菌、霉菌的异常繁殖而保持生态平衡。
1785年，德国人在使用电机时，发现在电机放电时产生一种异味。1840年德国科学家舒贝因（Schonbein）将此异味确定为O3，而命名为OZONE（臭氧）。自此以后，欧洲的科学家率先开始研究臭氧的特性和功用，发现广谱的灭菌效果后，开始工业生产应用，其中瑞典一家牛肉公司用于臭氧对牛肉存储的保鲜，自1870年开始，一直沿用至今。
在19世纪，人们就认识到了臭氧的强氧化作用，发现臭氧对木材、稻草、淀粉、植物色素、天然橡胶、脂肪、动植物油与酒精等物质都有氧化作用。1868年，德•格贝斯（de•Gebeth）获得了臭氧应用技术的第一项专利，用臭氧将煤焦油混合物氧化为适于涂料、油漆使用的产品。1873年，欧洲将臭氧在食糖精制和亚麻漂白方面投入使用。一百多年来臭氧应用已深入到多个领域，对人类的生产技术发展做出了重大贡献。臭氧应用按用途分为水质处理、化学氧化、食品加工保鲜和医疗四个领域，各个领域的应用研究与设备开发都已达到相当高的水平。世界已经形成了独立的臭氧技术产业和部门，1973年建立的国际臭氧协会（IOA）设在加拿大。该协会每两年一次举办国际会议交流各国发展臭氧技术的论文、报告，发达国家都普遍建立了IOA地区性组织，进行学术交流。
二战以后，国际上臭氧应用技术获到了长足发展。首先，1902年，德国帕德博恩建立了第一座用臭氧处理水质的大规模水厂，开创了臭氧水处理的先河，现在世界上已有数千座臭氧水厂。欧美、日本、加拿大等国家的自来水厂应用臭氧已达到普及程度，使用臭氧取代氯消毒净化的自来水，可供直接生饮。矿泉水、纯净水厂家几乎都装备了臭氧设备。美国七十年代初开始利用臭氧处理生活污水，主要是为了灭菌消毒、去除污染物、脱色等达到排放标准。日本则在缺水地区将污水用臭氧处理后作为中水使用。美、日、德、法等国家近年来都建立了大规模的臭氧污水处理厂。其次，工业应用臭氧也已非常普遍，主要用于化工、石油、造纸、纺织和制药、香料工业。食品行业的应用更为普及，1904年欧洲就利用臭氧对保存牛奶、肉制品、奶酪、蛋白等食品进行保鲜处理，三十年代末，美国80%的冷藏蛋库都安装了臭氧发生器。二战后，欧美、日在食品果品、蔬菜保鲜中将臭氧运用到储存、制造、运输等各个环节。在医疗方面，二战时日本就利用臭氧进行人体理疗，俄罗斯则用强气（臭氧化空气）强化体育运动员体质。目前，国际上在医疗方面已有多种用途：如病房、手术室的空气消毒，利用臭氧水进行医用器械消毒，采用臭氧进行牙科疾病治疗（口腔手术及保持口腔无菌），采用臭氧与放射理疗结合治疗癌症，喝臭氧水治疗妇女病，注射臭氧气体治疗瘘痔、静脉曲张等。在保健方面，日本、台湾流行吸强气（含低浓度臭氧的空气）以强身，用臭氧水淋浴身体杀体菌和美容。现在流行的高科技美容，事实上就是应用臭氧美容。而重大国际比赛游泳池、跳水池也都采用臭氧杀菌消毒以保障运动员的身体健康。
科学研究发现，臭氧分子极不稳定，能分解产生氧化能力极强的单原子氧（O）和羟基（OH），迅速破坏细菌、病毒等微生物的内部结构，对各种致病微生物有极强的杀灭作用！臭氧杀菌效果比氯好得多，杀菌速度比氯快200～3000倍以上，能自分解成氧气，不会残留有害物而造成二次污染。
臭氧技术产业化的代表领域是饮水处理工程。尤其在二十世纪七十年代以后，卤代有机物的致癌作用被确认后，各国均严格限制氯的使用和排放，臭氧技术处理饮水工程，已成为发达国家替代氯处理饮水工程的首选技术，至今世界上已有万余个臭氧水厂投入运行，在欧洲已达到普及程度，美国、加拿大、日本等国家都在大力发展应用臭氧处理饮水工程。如美国将臭氧技术用于净水工程，大规模的成千上万座水厂，用臭氧消毒，来普及国民无癌化饮水，美国还用臭氧净化周边海域，在90年代初世界性的虾疫中，美国一枝独秀，获得了丰收和回报。欧美国家瓶装饮用水，采用臭氧杀菌净化工艺已完全普及。我国北京，上海，抚顺等地在八、九十年代也建立了几个臭氧处理水厂，以北京田村水厂规模最大。我国一些大型企业自供水厂采用臭氧消毒工艺比较积极，如大庆、胜利油田、燕山石化等臭氧水厂都在运行。我国近年来兴起的瓶装饮用水业，采用臭氧杀菌净化工程最为普遍，并已得到技术监督，卫生防疫部门的认可，没有臭氧设备的瓶装水厂很难在市场上竞争。
二十世纪九十年代末期，联合国多次把保护臭氧层，改善人类生存环境列入联合国大会议程，并制定相应的国际公约，要求将臭氧作为保护环境的重要物质，宣传到家喻户晓、人人皆知。因此，臭氧作为环保产业的地位得到了空前的提高，其技术发展和产业进程具备了良好的社会基础。
臭氧消毒的机理及特点
一、臭氧消毒机理
臭氧是人类已知的仅次于氟的第二位强氧化剂，臭氧在一定浓度下能与细菌、病毒等微生物产生生物化学氧化反应。臭氧有很高的能量，所以不稳定，在常温、常压下分子结构易变，很快自行分解为氧（O2）和单个氧原子（O）。单个氧（O）具有很强的活性，对细菌、病毒及重金属等微生物有较强的氧化作用。
臭氧能氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶，并直接与细菌、病毒发生作用，破坏其细胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA、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遇到破坏。还可以浸透细胞膜组织、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、支原体及热原（内毒素）等溶解变性死亡。综观无菌技术对微生物作用的原理可分为抑菌、杀菌和溶菌三种。臭氧灭菌消毒属于溶菌剂，可以“彻底、永久地消灭物体内部所有的微生物”。
二、臭氧消毒特点
臭氧消毒灭菌方法与常规消毒灭菌方法相比具有如下特点。
（1）高效性 臭氧消毒是以空气为媒质，不需要其他任何辅助材料和添加剂。进行消毒时发生一定量臭氧，在相对密封的环境下，扩散均匀，包容性好，克服了紫外线杀菌存在的诸多死角的特点，可达到全方位快速高效的消毒灭菌目的。另外，它的灭菌谱广，即可杀灭细菌繁殖体、芽胞、甲乙型肝炎病毒、各类肺炎病毒、真菌和原虫胞体等多种病毒，还可以破坏肉毒杆菌和毒素及立克次氏体等，同时还具有很强的除霉、腥、臭等异味的功能。
（2）高洁净性 臭氧快速自然分解为氧的特性，是臭氧作为消毒灭菌剂的独特优点。臭氧是利用空气中氧气产生的，消毒氧化过程中，多余氧（O）在30min后又结合成氧分子（O2），不存在任何残留物，解决了消毒剂容易产生二次污染的问题，同时省去了消毒结束后再次清洁的麻烦。
（3）方便性 臭氧灭菌器一般安装在洁净室内或空气的净化系统中或灭菌设备内（如臭氧灭菌柜、传递窗等）。根据调试验证的灭菌浓度及时间来设置灭菌器的开启及运行时间，操作使用方便。而臭氧消毒可以天天定时开启使用。
（4）经济性：通过臭氧消毒灭菌在诸多制药行业及医疗卫生单位的使用情况来看，臭氧消毒方法与其他方法相比具有很大的经济效益及社会效益。在当今工业快速发展中，环保问题特别重要，而臭氧消毒却避免了其他消毒方法产生的二次污染问题，一次投资，永久收益。
空气消毒灭菌方面的应用
一、家庭 居室中空气污浊程度比室外严重，而目前并没有有效的产品解决这个问题。由于家庭居室装修与空调安装已很普及，冬暖夏凉的环境和密封度的提高，都给细菌繁殖创造了条件，而且装修后的空气污染，热水器（燃气），燃气灶的污染，老年人或病人散发的异味，卫生间的异味、吸烟、家人的呼吸代谢、客人的来访等，都给家庭的空气带来污染，因此，家庭采用臭氧进行空气净化是十分必要的。
二、工业场所 食品果蔬业加工车间，药品加工车间等，这些与人类生活密切相关的制造场所，消毒灭菌手段是必须的，是一个极其广大的臭氧应用市场。另外，臭氧还可清除印刷、化工车间的空气污染，鱼类产品的腥味以及养殖厂的臭味。还可用于种禽（雏）的防瘟保健。用于蔬菜温室大棚的空气消毒并可取代农药。
三、食品保鲜 臭氧用于食品、果品、蔬菜等保鲜在欧美、日本等国非常普及，已经浸透到生产、储存、运输的各个环节，在我国尚属罕见。臭氧用于保鲜，其主要应用市场是冷库、恒温库、轮船、运输车辆，它可使肉类食品在很长时间内不致变质；也可使果品、蔬菜在保存期内完整如初，对草莓、樱桃、葡萄等浆果还可在保鲜的基础上增强芳香，其最大优越性是可使存货在高湿度条件下储存，重量损失少，储存质量高。
四、公共场所 股票交易厅、会议厅、候车（机）室、酒店、舞厅、夜总会、宾馆等，人员的流动性大，除空气污浊外，病毒细菌的交叉感染对人们的健康直接造成威胁，特别是乙肝病毒，感冒病毒以及令人谈及色变的各类肺炎等使人们防不胜防，而这些场所目前都没有有效的消毒灭菌手段，对臭氧产品的市场需求潜力很大。
五、医院 医院是病人聚集的场所，病毒、细菌的发生及传播都较为严重，医院为了保证病人的康复和避免交叉感染，都有很严格的消毒灭菌规程和制度。目前医院的消毒灭菌手段主要是：
（1）房间空气消毒多用紫外线杀菌 紫外线杀菌缺点在于灭菌速度慢，成本高，有死角，紫外线对人体皮肤可构成伤害，使用时要求十分严格；
（2）医疗器械消毒多用高锰酸钾，过氧乙酸药液及烧、蒸、煮等手段；器械用品的消毒存在保管过程中的二次污染，影响使用的寿命等问题。
（3）大面积的普杀手段多用来苏水泼洒，使医院具有特殊的令人不适的气味。
（4）使用臭氧产品具有快速、彻底、无味、无副作用、方便、低成本等优点。
水处理方面的应用
一、饮用水处理
臭氧应用技术最广泛，最成功的领域是饮用水的处理。
目前，我们国家的水污染主要来源于工业废水、农药化肥、生活废水、输水管网的锈蚀和高层二次供水中悬浮物、微生物、细菌病毒、藻类等。使我们最终饮用的水达不到国家标准（GB5749），经常超标的项目有：细菌总数、大肠杆菌、铁、锰、重金属、氯仿、藻类物质、色度、浑浊度等。即使合格了也还存在水管蚀锈，水箱生菌等二次污染问题。生水煮沸，只能部分灭菌。加氯和近几年推广的二氧化氯及次氯酸钠消毒，所供自来水不能直接饮用。因为氯消毒会产生氯的衍生物，造成二次污染，其中三卤甲烷是直接致癌物质，在欧美的饮用水处理上已逐步淘汰。因此，1996年国家卫生部下发文件，要求二次供水必须安装消毒设施，有些单位的自备井也必须在水质达标的情况下才容许使用，二次供水的消毒及处理产品，目前只有在二氧化氯，次氯酸钠和臭氧发生设备中选用，臭氧水处理具有明显的竞争优势。目前市场上比较流行的各种家用净水器和纯净水，只是过滤了水中颗粒物和杂质，而不能完全消毒，况且在过滤杂质的同时，也滤掉了人体所必需的有机物如钙、铁、锌等，长期饮用这种软水，于人体有百害而无一利。
二、游泳池水处理
臭氧技术用于游泳水处理技术已十分成熟，欧美等国家使用十分普遍，国际比赛游泳池几乎都是臭氧技术处理。我国的游泳用水标准要求细菌个数＜1000个，大肠菌群＜100个，浊度＜5个，由于技术、经济等方面的原因，目前主要采用氯、漂白粉、硫酸铜等消杀手段，在水质达标的同时，又造成水质扎眼，刺激皮肤等不良反应，特别是液氯使用中潜在威胁很大，一旦泄露会造成大面积中毒污染，使用时令人提心吊胆。臭氧技术在水质达标的情况下完全没有以上的缺陷。
三、养殖水处理
养殖水因富含有机物，水质很容易出问题，细菌、病毒对鱼虾类的危害十分严重，近几年我国沿海许多养殖厂绝产、减产，大量荒废，致使人工养殖业发展举步维艰。臭氧在养殖水处理，除了灭菌和抑制病毒对鱼虾的感染、传播外，还可以降解有机物，降低化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD），又因其助凝作用，可以改善水质。国外报道，用臭氧处理养殖水，鱼类可增产30%以上，虾类可增产60%以上，对鱼、虾、蟹苗的对比实验，成活率均提高90%多。养殖水使用臭氧，一般对造成危害的病毒细菌，臭氧浓度达0.5-1.2mg/L就可全部杀死水中细菌，0.5-0.7mg/L就可作为预防性使用。因为其经济效益显著，在欧美已广泛采用臭氧化处理养殖水。我国近年来由于经济飞速发展，环境治理工作相对滞后造成环境污染加剧，水质污染日益严重，污染水造成鱼类大量死亡屡见不鲜。在环境治理投资大、见效慢的情况下，大范围、大面积地在养殖业推广臭氧水处理工程，可取得经济效益和社会效益双丰收。
另外，臭氧技术产品在循环水、工业废水、生活污水处理等方面的应用技术也比较成熟，效果显著，在当前水资源紧缺的情况下，对提高水的利用率，节约用水意义十分重大。
日常生活中的应用
一、 臭氧是已知可利用的最强的氧化剂之一，在实际使用中，臭氧具有突出的杀菌、消毒、降解农药的作用，是一种高效广谱杀菌剂。臭氧可使细菌、真菌等菌体的蛋白质外壳氧化变性，可杀灭细菌繁殖体和芽胞、病毒、真菌等。常见的大肠杆菌、粪链球菌、金黄色葡萄球菌等，杀灭率在99%以上。臭氧还可以杀灭杆菌病毒、感冒病毒等，臭氧在室内空气中弥漫快而均匀，消毒无死角。
二、 臭氧只杀死病毒细菌，对健康细胞无害，因为健康的细胞具有强大的平衡酶系统。
三、 臭氧可对空气进行杀菌、净化，预防疾病交叉感染，清除卧室、客厅、厨房、卫生间等处的异味。臭氧气体对室内的被褥、衣物、地毯、衣柜、鞋柜、钱币等具有杀菌、消毒、防霉、除尘螨的功效。
四、 我国有些地区日照时间短，湿度大，空气污染较严重，更能显示出臭氧的特殊作用。
五、 臭氧最适宜的方式是将臭氧溶解于水中，形成所谓“臭氧水”。欧美一些发达国家将“臭氧水”称为“万能水”。它的杀菌速度比氯高千倍以上。
六、 臭氧水可对妇女、儿童使用的内衣、内裤、尿布、包被等进行消毒、杀菌处理。
七、 臭氧水可对瓜果蔬菜、肉类进行杀菌消毒，防腐保鲜，清除异味。同时具有降解瓜果、蔬菜表面残留含磷农药的功能，并能延长食品的保鲜期。
八、 臭氧水可清洁皮肤、保养皮肤、减轻化妆品对皮肤的刺激。利用臭氧水冷敷、浸泡烫伤、割伤、撞伤、可加速伤口愈合，防止感染。
九、 臭氧产品可广泛用于：家庭、医院、宾馆、饭店、美容院美发、公共卫生间、食品加工业、学校、幼儿园、敬老院、金融、证券、办公室、娱乐场所、部队、工业、农业、渔业、养殖业环保等领域。
十、臭氧疗法在人体中的作用
（1）使细菌，病毒等失去活性 臭氧能够破坏细胞膜的完整性，从而进入细胞，使其失去活性，并且将他们清除出体外，用健康的细胞来代替它们。
（2）促进循环 对于循环系统疾病，臭氧可以减少或去除血液中血红细胞的结团，恢复其弹性，使其可以通过毛细血管，增强对氧的吸收。同时还可以提高动脉压，降低血液粘性，促进血液循环。而臭氧对血小板的氧化，也可以起到去除废物疏通血管的作用。
（3）促进氧的新陈代谢 臭氧可以促进血红细胞中糖酵解的速率，促进氧在人体组织中的释放。同时还可以刺激自由基清楚剂，酵素是由一些保护性酶产生。加速克雷伯氏循环，提高ATP的产量。还可以NaOH增加一种血管扩张剂的产生。
（4）过氧化酶的形成 臭氧与不饱和脂肪酸反应生成过氧化氢，脂质过氧化产物包括：烷氧基、过氧基、单态痒、臭氧化物、碳化物、烷烃和稀烃等。
（5）恶性毒瘤的分解 臭氧能够抑制毒瘤的生长。另外，臭氧还可以氧化恶性细胞类脂层，吞噬细胞产生H2O2和羧基来杀死细菌和病毒。其原理是臭氧将L-精氨酸转化为鸟氨酸。亚硝酸盐和硝酸盐。
（6）并行的治疗 臭氧并不是药，也不是什么魔法，它只是一种使人体恢复健康的有效的治疗手段。而真正发挥作用的还是人体的免疫系统。
臭氧（化学分子式为O3）又名活氧、三子氧、超氧、富氧，广泛存在于地球表面20公里以外的臭氧层，因其能吸收太阳辐射中的绝大部分紫外线，保护地球生物免受伤害，而广为世人关注。
空气中也存在微量臭氧（含量为0.01～0.04ppm），瀑布区、海边、森林区含量最多，一般森林地区臭氧浓度可达到0.1ppm，产生的方式是太阳光的紫外线被小水滴聚光后，将水滴内的氧气反应变为臭氧。尤其在下雨天打雷时，闪电会产生大量臭氧。空气中这些微量臭氧有效抑制了自然界中细菌、霉菌的异常繁殖而保持生态平衡。
1785年，德国人在使用电机时，发现在电机放电时产生一种异味。1840年德国科学家舒贝因（Schonbein）将此异味确定为O3，而命名为OZONE（臭氧）。自此以后，欧洲的科学家率先开始研究臭氧的特性和功用，发现广谱的灭菌效果后，开始工业生产应用，其中瑞典一家牛肉公司用于臭氧对牛肉存储的保鲜，自1870年开始，一直沿用至今。
在19世纪，人们就认识到了臭氧的强氧化作用，发现臭氧对木材、稻草、淀粉、植物色素、天然橡胶、脂肪、动植物油与酒精等物质都有氧化作用。1868年，德•格贝斯（de•Gebeth）获得了臭氧应用技术的第一项专利，用臭氧将煤焦油混合物氧化为适于涂料、油漆使用的产品。1873年，欧洲将臭氧在食糖精制和亚麻漂白方面投入使用。一百多年来臭氧应用已深入到多个领域，对人类的生产技术发展做出了重大贡献。臭氧应用按用途分为水质处理、化学氧化、食品加工保鲜和医疗四个领域，各个领域的应用研究与设备开发都已达到相当高的水平。世界已经形成了独立的臭氧技术产业和部门，1973年建立的国际臭氧协会（IOA）设在加拿大。该协会每两年一次举办国际会议交流各国发展臭氧技术的论文、报告，发达国家都普遍建立了IOA地区性组织，进行学术交流。
二战以后，国际上臭氧应用技术获到了长足发展。首先，1902年，德国帕德博恩建立了第一座用臭氧处理水质的大规模水厂，开创了臭氧水处理的先河，现在世界上已有数千座臭氧水厂。欧美、日本、加拿大等国家的自来水厂应用臭氧已达到普及程度，使用臭氧取代氯消毒净化的自来水，可供直接生饮。矿泉水、纯净水厂家几乎都装备了臭氧设备。美国七十年代初开始利用臭氧处理生活污水，主要是为了灭菌消毒、去除污染物、脱色等达到排放标准。日本则在缺水地区将污水用臭氧处理后作为中水使用。美、日、德、法等国家近年来都建立了大规模的臭氧污水处理厂。其次，工业应用臭氧也已非常普遍，主要用于化工、石油、造纸、纺织和制药、香料工业。食品行业的应用更为普及，1904年欧洲就利用臭氧对保存牛奶、肉制品、奶酪、蛋白等食品进行保鲜处理，三十年代末，美国80%的冷藏蛋库都安装了臭氧发生器。二战后，欧美、日在食品果品、蔬菜保鲜中将臭氧运用到储存、制造、运输等各个环节。在医疗方面，二战时日本就利用臭氧进行人体理疗，俄罗斯则用强气（臭氧化空气）强化体育运动员体质。目前，国际上在医疗方面已有多种用途：如病房、手术室的空气消毒，利用臭氧水进行医用器械消毒，采用臭氧进行牙科疾病治疗（口腔手术及保持口腔无菌），采用臭氧与放射理疗结合治疗癌症，喝臭氧水治疗妇女病，注射臭氧气体治疗瘘痔、静脉曲张等。在保健方面，日本、台湾流行吸强气（含低浓度臭氧的空气）以强身，用臭氧水淋浴身体杀体菌和美容。现在流行的高科技美容，事实上就是应用臭氧美容。而重大国际比赛游泳池、跳水池也都采用臭氧杀菌消毒以保障运动员的身体健康。
科学研究发现，臭氧分子极不稳定，能分解产生氧化能力极强的单原子氧（O）和羟基（OH），迅速破坏细菌、病毒等微生物的内部结构，对各种致病微生物有极强的杀灭作用！臭氧杀菌效果比氯好得多，杀菌速度比氯快200～3000倍以上，能自分解成氧气，不会残留有害物而造成二次污染。
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