臭氧的特性
臭氧是由一個(gè)氧分子（O2）攜帶一個(gè)氧原子（O）組成，是氧氣的同素異形體。與氧氣相比，臭氧比重大。有色、有味。在常溫下是淡藍(lán)色，草腥味。雷電過后，時(shí)可聞到其氣味。 1ppm 臭氧 =1.963mg/m3 。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，臭氧密度ρ = 2.144g/l ，空氣ρ = 1.293g/l 。臭氧在水中的溶解度大約是氧的 10 — 15 倍，在水中穩(wěn)定性較差。

臭氧易分解，不穩(wěn)定參比狀態(tài)下臭氧的半衰期為 22~25 分鐘，一個(gè)小時(shí)的衰退率為 61% ，在 1% 的臭氧水溶液中半衰期約為 16 分鐘，且溫度越高，濕度越大，半衰期越短。

臭氧具有不穩(wěn)定性。由于臭氧（O3）是由氧分子攜帶一個(gè)氧原子組成，決定了它只是一種暫存形態(tài)，攜帶的氧原子除氧化用掉外，剩余的又組合為氧氣（O2）進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。所以臭氧工作中沒有二次污染產(chǎn)生，這是臭氧技術(shù)應(yīng)用的大性。

臭氧具有很強(qiáng)的氧化能力。

臭氧殺菌原理以氧化作用破壞微生物膜的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)殺菌作用。臭氧作用于細(xì)胞膜，使膜構(gòu)成成份受損傷而導(dǎo)致新陳代謝障礙，臭氧繼續(xù)滲透穿透膜而破壞膜內(nèi)脂蛋白和脂多糖，改變細(xì)胞的通透性，導(dǎo)致細(xì)胞溶解、死亡。而臭氧滅活病毒則認(rèn)為氧化作用直接破壞其核糖核酸RNA或脫氧核糖核酸DNA物質(zhì)而完成的。

臭氧水殺滅情況有些不同，其氧化反應(yīng)有兩種，微生物菌體既與溶解水中的臭氧直接反應(yīng)，又與臭氧分解生成之羥基OH的間接反應(yīng)，由于羥基OH為氧化性的氧化劑，因此臭氧水的殺菌速度極快。

臭氧能氧化分解細(xì)菌、病毒內(nèi)部氧化葡萄糖所的葡萄糖氧化酶，并直接與細(xì)菌、病毒發(fā)生作用，氧化并穿透其細(xì)胞壁，破壞其細(xì)胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物，使細(xì)菌、病毒的新陳代謝和繁殖過程遭到破壞，而奪取細(xì)菌病毒的生命。同時(shí)還可以滲透細(xì)胞膜組織、侵入細(xì)胞膜內(nèi)作用于外膜脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖，使細(xì)胞發(fā)生通透性畸變，導(dǎo)致細(xì)胞溶解性死亡，并將死亡菌體內(nèi)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(nèi)毒素）等溶解死亡。綜觀無菌技術(shù)對微生物作用的原理可分為型、殺菌和溶菌型三種。臭氧滅菌消毒屬于溶菌型劑體，可以達(dá)到“、地消滅物體內(nèi)部所有微生物的目的”，不僅這樣而且它的作用是瞬間完成的。

常用的氣源按用途大體可分為下列幾種：

1）干燥氣源——空間消毒、自來水處理、游泳池水、養(yǎng)殖水、生產(chǎn)循環(huán)水、中水回用等

2） 富氧氣源——臭氧濃度需求較高的使用場所，如純凈水、礦泉水、污水處理、醫(yī)藥食品車間等

3） 工業(yè)氧氣源——純度要求較高、濃度需求較重要、小氣量應(yīng)用場所等

3. 用于大型空間的消毒應(yīng)用，如醫(yī)藥、食品等行業(yè)車間的殺菌消毒，一般應(yīng)安裝管路分通到車間內(nèi)，使臭氧分布均勻，也有的通入中央空調(diào)風(fēng)道管路，但這種方式有時(shí)會(huì)造成空調(diào)風(fēng)道金屬件的腐蝕和臭氧消耗。

4. 用于水處理，則主要配置臭氧溶于水的投加裝置，一般分為曝氣式（直接曝氣或氧化塔式）、文丘里射流器式、旋渦負(fù)吸式或HICHINE泵混合式樣等幾種，以上其溶于水效率可依次提高，HICHINE泵式效率可達(dá)95%以上。

1）曝氣式：自來水、養(yǎng)殖水、生產(chǎn)循環(huán)水、生活污水、工業(yè)廢水等

2）文丘里射流式：二次供水、純凈水、礦泉水、養(yǎng)殖水冷卻、游泳池水等

3）負(fù)吸式：小水體應(yīng)用

4）氣液混合泵式：小水體應(yīng)用或臭氧消毒水應(yīng)用

根據(jù)清華大學(xué)編的《臭氧技術(shù)應(yīng)用文集》一書，將有關(guān)臭氧應(yīng)用濃度按安全濃度空氣、應(yīng)用濃度、水中應(yīng)用濃度、環(huán)境濃度及感知濃度，分類摘錄，以便在應(yīng)用中查找。 安全濃度人們允許接觸的臭氧濃度不大于0.2mg/m3。

◎臭氧工業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)： 國際臭氧協(xié)會(huì)： 0.1 ppm，接觸10小時(shí) 美 國： 0.1 ppm，接觸 8小時(shí) 德、法、日 本： 0.1 ppm 中 國： 0.15ppm

◎家用臭氧消毒柜外臭氧泄漏量不得超過0.2mg/m3（指1.5米以外），消毒一個(gè)周期后殘留濃度不得大于0.2mg/m3。

◎動(dòng)物試驗(yàn)表明，臭氧毒性的起點(diǎn)濃度為0.3ppm，而人對空氣中臭氧可嗅知的濃度為0.02～0.04ppm，根據(jù)臭氧對肺功能毒性的試驗(yàn)結(jié)果，提出1.5～2.0ppm為臭氧允許濃度的上限。衛(wèi)生部規(guī)定臭氧高允許濃度為0.2mg/m3。

水中應(yīng)用濃度
◎水應(yīng)用中臭氧溶解度在0.1mg/L～10mg/L之間。低值作為水消毒凈化要求的低濃度，高值作為“臭氧水消毒劑” 可達(dá)到的濃度值。
◎自來水臭氧睜化，國際常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)為0.4mg/L的溶解度值，保持4分鐘，即CT值為1.6。
◎水中余臭氧濃度保持在0.1～0.5mg/L作用5～10min可達(dá)消毒目的。
◎臭氧水消毒滅菌是的，消毒作用在瞬間發(fā)生。清水中臭氧濃度一旦達(dá)到，在0.5～1分鐘內(nèi)就殺死細(xì)菌，在濃度達(dá)4mg/L，在1分鐘內(nèi)乙肝病毒滅活率為。
◎Herbold報(bào)道：20℃條件下，水中臭氧濃度達(dá)0.43mg/L時(shí)，可將大腸桿菌殺滅，10℃時(shí)僅需0.36mg/L即可全部殺滅。
◎臭氧濃度為0.25～38mg/L時(shí)，僅需幾秒或幾分鐘完全滅活甲型肝炎病毒（HAV）。
◎礦泉水中臭氧溶解度在0.4～0.5mg/L時(shí)，即可滿足殺菌保質(zhì)要求。合理的臭氧投放量為1.5～2.0mg/L。
◎瓶裝水處理應(yīng)達(dá)0.3～0.5mg/L的臭氧溶解度值，要求投加臭氧應(yīng)滿足 1m3水2gO3的發(fā)生量。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，臭氧發(fā)生濃度8mg/L時(shí)容易達(dá)到濃度。

臭氧在大氣中的含量很少，卻是橡膠龜裂的主要因素，進(jìn)口臭氧老化試驗(yàn)箱用于測試橡膠在臭氧環(huán)境下的損壞程度。臭氧老化箱模擬和強(qiáng)化大氣中的臭氧條件，研究臭氧對橡膠的作用規(guī)律，快速鑒定和評價(jià)橡膠抗臭氧老化性能與抗臭氧劑防護(hù)效能的方法，進(jìn)而采取有效的防老化措施，以提高橡膠制品的使用壽命。

應(yīng)用的機(jī)理與性

食品行業(yè)應(yīng)用臭氧的目的有兩個(gè)方面：一是殺滅微生物－殺菌消毒；二是氧化分解有機(jī)或無機(jī)物污染氣味－除臭凈化 。兩方面的應(yīng)用基礎(chǔ)均依賴于O3的強(qiáng)氧化性能和不穩(wěn)定易分解的特性 。

殺菌消毒

臭氧為氣體消毒劑，其殺菌過程為強(qiáng)氧化作用使微生物細(xì)胞中的多種成分產(chǎn)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的變化而死亡。一般認(rèn)為，臭氧滅活病毒是通過直接破壞其核糖核酸(RNA)或脫氧核糖核酸（DNA）物質(zhì)完成的。而殺滅細(xì)菌、霉菌類微生物則是臭氧作用于細(xì)胞膜，使膜構(gòu)成成分受損傷，導(dǎo)致新陳代謝障礙并抑制其生長，臭氧繼續(xù)滲透破壞膜內(nèi)組織，直至殺死。濕度增加提高殺滅率，是由于高濕度下細(xì)胞膜膨脹變薄，其組織容易被臭氧破壞。

除臭凈化

臭氧去除異味性能。依靠其氧化性能可快速分解產(chǎn)生臭味及其他氣味的有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)。臭味的主要成分是胺R3N、硫化氫H2S、甲硫醇CH3SH等。臭氧對其氧化分解，生成物沒有氣味。

臭氧又叫活氧，以氧分子多了一個(gè)活潑的氧原子，因而化學(xué)性質(zhì)活潑，其活潑性是氯的600倍，這就決定了活氧是一種強(qiáng)氧化劑，在所有氧化劑中居位。由于具有的氧化性，活氧在一定濃度下，就可迅速殺滅水中和空氣中的細(xì)菌，其滅菌的速度是氯的兩倍以上，因而活氧也是世界公認(rèn)的廣譜殺菌劑，活氧在很低的濃度下就可瞬時(shí)完成氧化反應(yīng)，常溫下就自行分解成氧氣。沒有任何殘留和二次污染，這正是一些化學(xué)制劑無法做到的，因此，活氧也被科學(xué)家譽(yù)為清潔的氧化劑和消毒劑。