臭氧消毒与其他传统方式消毒的效果对比和优势
臭氧消毒是一种气体消毒方式,利用气体的弥散性可以对整个空间的任何角落进行作用,消毒较彻底;同时,臭氧与有害物质反应完成后最终产物是H2O、CO2、O2等,不存在对人体有害的二次污染源。所以臭氧消毒的方式早在二百年前就已在国外得到了应用与认可。
在臭氧消毒前,人类广泛使用的消毒方式有液体熏蒸、紫外灯杀菌等常规方式。
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臭氧消毒与其他传统方式消毒的效果对比和优势 | ||||
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00项目名称 |
臭氧消毒 |
液氯消毒 |
紫外线消毒 |
二氧化氯消毒 |
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处理时间 |
5~10min |
10~30min |
最小 |
比液氯快 |
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投资 |
液氯5倍 |
最低 |
比臭氧高 |
比液氯高,比其他低 |
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对细菌有效性 |
有 |
有 |
有 |
有 |
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对病毒有效性 |
强烈 |
一般 |
一般 |
一般 |
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运行费用 |
比液氯高 |
最低 |
与臭氧类似 |
比液氯高,比其他低 |
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优点 |
除色除味,广谱杀菌,效率高,无二次污染 |
价廉,技术简单,可持续杀菌(存在余氯) |
杀菌效率快,不使用药剂 |
价廉,可现场制备,可降解少量残留,有持续杀菌力 |
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缺点 |
无持续消毒力,无保护余量,安全要求较高
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对病毒无效,氧化产物对人 有害 |
价高,无持续杀菌能力,穿透力小,对前期处理要求高,对皮肤有伤害 |
对病毒无效,气态二氧化氯是剧毒化合物,有二次污染 |
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适应类型 |
适合所有水处理的杀菌、消毒;空气消毒、器械表面消毒 |
所有污水或给水处理 |
不适合污水处理;简单空气消毒、器械表面消毒 |
所有类型污水处理 |
让我们来比较一下臭氧消毒与其他传统方式消毒的效果。
液体熏蒸有高压水蒸气和化学药剂两类。高压水蒸气作用时间较长,而且只限于小型化物品,无法对空间作用;化学药剂熏蒸虽可对空间进行作用,但需要消耗大量药剂,并会在消毒结束后产生一定残留物,对人体造成伤害。
紫外线杀菌灯的出现比熏蒸要晚,其产生效力的紫外线对于光的波长是有一定要求的,不是所有波长的紫外光均能起消毒作用。同时,光线传导一般遵循直线传播规律,在光线照射不到的位置上会存在消毒死角。目前,紫外线杀菌对人体皮肤有害已被证实,该杀菌方式在国外受到严格控制。
在水消毒中,氯制剂的使用是经常存在的。但使用氯消毒有严重的二次污染问题存在,经动物实验证明有致癌危险;况且氯消毒易受温度和PH值影响。余氯还会影响饮用水的口感,特别对于饮料用水,余氯会使碳酸饮料等饮料制品产生氯的臭味,并使饮料中的色素发生氧化,影响产品质量。臭氧具有比氯更强的氧化消毒能力,臭氧反应速度是氯的600~3000倍,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。臭氧处理后的水无色无臭,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)建议采用臭氧消毒。
臭氧是一种强氧化剂,又是一种良好的消毒剂和杀菌剂,可杀灭消除饮水中的微生物及其分泌的毒素,在去除去对人体有害的元素的方面又有着不同凡响的表现。
臭氧瞬间杀菌消毒,速度快,有极好的消毒功能,抑制了饮水中微生物的新陈代谢及病原菌的滋生蔓延,净化了水中的有毒物质,增强抗病力,防止有毒元素进入体内,达到卫生、安全的效果。
但是任何事情都有它的两面性,臭氧机当然有坏处,当臭氧浓度过大的时就就会危害到人类的健康,臭氧杀菌就是利用臭氧的强氧化性来氧化掉细菌的,当浓度过高的时候对人的肺叶以及皮肤都会有不同程度上的危害。所以说当你用臭氧给房间杀菌过后最好通风一段时间以后再进入。
臭氧消毒灭菌方法与常规消毒灭菌方法相比具有以下特点:
(1)高效性:臭氧消毒不需要其他任何辅助材料和添加剂。消毒进行时臭氧发生装置产生一定量的臭氧,在相对密封的环境下,扩散均匀,包容性、通透性好,克服了紫外线杀菌存在的消毒死角的问题,达到全方位、快速、高效的消毒杀菌目的。另外,由于它的灭菌广谱,既可以杀灭细菌繁殖体、芽胞、病毒、真菌和原虫孢体等多种微生物,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)高洁性:臭氧在环境中可自然分解为氧,这是臭氧作为消毒灭菌剂的独特优点。臭氧利用空气中的氧气产生的,消毒氧化过程中,多余的氧原子(O)在30分钟后又结合成为分子氧(O2),不存在任何残留物质,解决了消毒剂消毒时,残留物的二次污染问题,同时省去了消毒结束后的再次清洁。
(3)方便性:臭氧杀菌设备一般安装在室内或中央空调系统、空气净化系统中,或者是灭菌设备中(如臭氧消毒灭菌柜、传递窗等)。可根据灭菌所需浓度及时间,自动设置臭氧灭菌设备的定时控制,操作使用方便。而甲醛、环氧乙酸熏蒸消毒时间长,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GMP中的应用,以及医疗卫生单位的使用及运行比较,臭氧消毒方法与其他方法相比具有很大的经济效益和社会效益。
2、臭氧对水体的消毒
(1)水体消毒:由于臭氧在水中的不稳定性,分解后产生氧化能力极强(比单原子氧还强)的羟基(OH)和单原子氧等,可有效的杀灭水中的各种细菌和病毒。国外把臭氧视作最为理想的水质消毒净化剂,很多大型水厂普遍采用臭氧来处理饮用水,我国的昆明自来水公司,深水集团、上海自来水公司也陆续采用臭氧对水质进行净化消毒。
氯剂消毒水,可以产生致癌毒物三氯甲烷,如果氯剂投加量增多,三氯甲烷的生成量也就增多,随着人类对致癌物质毒性的研究深入,世界水质协会,世界卫生组织等已经不主张将氯剂用于饮水消毒。而臭氧用于饮水消毒有以下优点:
氧化能力强,杀菌效率高,杀菌速度快,臭氧杀灭水中微生物的效率是氯剂的600-3000倍,可以杀灭水中所有的细菌、病毒、芽胞、孢子虫类,还能杀灭藻类等;
臭氧在水中的作用后,产物是无毒无害的氧气,并且臭氧本身无永久的残留性,还能增加水中溶解氧;有去色、除臭的作用,降低水的浑浊度;能氧化分解水中的铁、锰、银、钴、悬浮颗粒、有机农药和洗涤剂等,极大改善水质。
水处理中臭氧的投加量要根据水的理化性质、污染程度、接触时间等设计。对于生活用水和饮用水消毒时,投加0.1-1mg/L即可,一般水体投加臭氧量0.5-1.5mg/L,接触5-10分钟,水中保持剩余臭氧浓度0.1-0.5mg/L。
臭氧也广泛用于污水处理,由于臭氧的强杀菌能力,国外许多医院采用臭氧处理污水,并取得了满意的效果,试验证明,当医院排放污水中含有106—108个细菌/L时,投加臭氧浓度达10-20mg/L作用10-15分钟,对细菌繁殖体的杀灭率达99.999%-100%,投加25-30mg/L作用15分钟,对芽胞的杀灭率也可达99.999%以上。
臭氧用于饮用水、污水消毒的同时,还可以制成高浓度臭氧消毒水,对蔬菜、瓜果、食品用具、手和其他物品清洗、消毒。在日本,使用高浓度臭氧消毒水已经成为消毒领域的重点,特别是,在1996年夏季,病原型大肠杆菌0517爆发性感染事件中,以前使用的次氯酸钠、乙醇、乙酸等杀菌剂,在长期的100-300ppm浓度下,致使大肠菌等革兰氏阴性菌产生极强的抗药菌变异,而作用机理完全不同的高浓度臭氧消毒水对此却十分有效。而在日本的医疗卫生系统,抗青霉素金黄色葡萄球菌感染也成为严重的问题,使用高浓度臭氧水进行医疗人员洗手以及医疗器械消毒的解决办法受到了重视。
日本在进行臭氧水对医疗部门相关微生物的杀菌效果试验中,对在平时经常性接触的,也是在医院感染中重要的微生物作为测试样本,如细菌:大肠杆菌IFO3301、铜绿色极毛杆菌IFO3445、金黄色葡萄球菌ATCC43300、表皮葡萄球菌IFO12993;病毒:疱疹病毒RF、腺病毒3型、科赛奇病毒B5FAULKNER、艾珂病毒7型WALLACE、流行感冒病毒PR8等,与氯剂消毒水对比,各供试菌在臭氧水浓度4mg/L作用10秒后即可全部杀死,而对照组在30秒后,仍有103mg/L以上的活菌数残存。对于病毒,其结果由病毒半数组织培养感染量(TCID50)表示,TCID50减少103以上,可认为病毒灭活。在臭氧水4mg/L浓度作用下20秒,疱疹病毒、流行感冒病毒减少TCID50103以上,科赛奇B5病毒、艾珂7型病毒减少TCID50104以上,所以可以确认臭氧水对于医疗、制药及食品加工领域中引起感染的细菌、病毒具有很好的杀灭作用。
在对医护人员清洗手指附着菌去除,供试菌体为抗青霉素金黄色葡萄球菌,对比组采用消毒用乙醇,MK212。对清洗后排水鉴定杀菌效果和排水二次污染,排水中菌数,对照组104,臭氧水仅为101。证明臭氧水杀菌效果明显,而且对外界没有造成二次细菌污染。
臭氧水除了对试验中所使用的供试细菌、病毒,还可以对诸如亲脂性病毒和亲水性病毒(包括甲肝HAV、乙肝HBV、丙肝HCV以及艾滋病毒HIV),绿脓杆菌,荧光假单胞菌属,军团菌属,产黄杆菌属,产碱杆菌属,阿米巴原虫,人致病性真菌(如白色念珠菌属)等等。
同样,臭氧水也作为有效的治疗手段,用于治疗疾病。1902年J·H·Clarke的《医疗实践手册》中记述了臭氧水在治疗贫血、糖尿病等疾病中的成功运用。1979年DR George Freibott开始使用臭氧治疗艾滋病患者。到今天,在德国、法国、意大利、俄罗斯、葡萄牙等欧盟国家臭氧疗法已经广泛应用。在应用臭氧水处理产妇产后护理,烧伤病人清洗消毒方面,我国也有初步的研究。而英国皇太后在世时,之所以长寿的秘诀,一个是随身不离的热水袋,再有就是坚持臭氧水注射保健。
在食品生产领域,臭氧水杀菌代替传统的消毒剂也更显示出卓越的优势,美国、欧盟等在公共用水和食品加工中已广泛应用臭氧水。在蔬菜加工中,传统的消毒灭菌方法是采用高温杀菌工艺,不仅对蔬菜的色泽、口感、质地等造成破坏,而且还消耗大量能源。利用臭氧水作为冷杀菌技术可避免传统工艺对蔬菜质量的破坏,提高产品附加值,同时也降低了成本。在相关试验中,与二氧化氯对照比较,其蔬菜加工品的卫生指标达到无菌要求,杀菌效果优于二氧化氯水溶液。
在对水产品,如鱼类等消毒净化中,同样对照氯剂消毒净化,在储藏时间、细菌繁殖率、味道、原生质、外表等方面,臭氧水均优于氯剂类。在采用臭氧海水处理贝类,经过处理,贝类自身洁净速度加快,在研究的九个菌种包括大肠杆菌,假单胞菌属绿脓杆菌和伤寒属沙门氏菌等,总体上比采用氯剂对照组要减少1/100—1/1000。
臭氧水也可以用于制药行业、食品加工行业的管路、生产设备及盛装容器的浸泡和清洗,从而达到消毒灭菌的目的。采用高浓度臭氧水进行浸泡、冲洗,一是管路、设备及盛装容器表面的细菌、病毒被大量冲淋去除;二是残留在表面上的未被冲走的细菌、病毒被臭氧杀死,使用简单,在医药生产和食品加工中不会产生死角,避免了生产中使用化学消毒剂带来的化学毒害物质的排放和残留污染等环境问题。
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