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什麼是臭氧  

什麼是臭氧(OZONE) ?

臭氧是氧的同素異形體,由三個氧原子組成,氧原子呈三角形排列,O-O-O夾角為116°49″,O-O鍵長1.278±0.003埃。1785年,德國人在使用電機時,發現在電機放電時產生一種異味。1840年德國科學家(Schonbein)將此異味確定為O3,而命名為OZONE(臭氧)。自此以後,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於臭氧對牛肉存儲的保鮮,自1870年開始,一直沿用至今。

臭氧具有特殊的刺激性臭味,在濃度很低時呈現新鮮氣味。臭氧是淡藍色氣體,在高壓下形成液體為深褐色。


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。由於臭氧(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,剩餘的又組合為氧氣(O2)進入穩定狀態。所以臭氧工作中沒有二次污染產生,給人類的環保需求雪中送炭,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,氧原子可以氧化細菌的細胞壁,直至穿透細胞壁與其體內的不飽和鍵化合而奪取細菌生命,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。


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,臭氧是廣氾存在的,只是不同條件下濃度差別很大,不易被人察覺而已。現在人們普遍瞭解的大氣臭氧層,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;雷雨過後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,旅遊地帶,空氣格外清新,是因植物在吸收CO2過程中製造了[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)。

什麼是臭氧水?
臭氧極易溶解于水,普通的水保持一定合理濃度的臭氧,就是臭氧水,臭氧水被人稱之為"活水"。"活水"是流動著的,沒有受過任何污染的,含有各種有利於人體的礦物質的自然水,是被人們稱之最理想、安全、純淨、營養的"飲用水"。

臭氧在生活中應用在哪裡?
"臭氧"是由三個原子結合,其中第三個原子不斷釋出,而使許多有機物發生化學反應,具有以下各種功能:
(1)分解有害氣體淨化空氣,如分解二手煙及工廠、汽車所排放之廢氣。
(2)消滅存在於大氣及水中的結核菌,大腸菌,赤痢菌,微菌等細菌。
(3)分解附著于蔬菜水果中的殘餘農藥。
(4)提高魚肉鮮度使更耐久存。
(5)消除自來水中的氯氣。
(6)用臭氧水來沐浴具有漂白、美容、保健等作用。
(7)廚衛等處除臭。
(8)淨化廢水。
(9)分解電視及電腦熒幕等輻射對人體的傷害。
此外,經美國科學家研究發現,許多癌細胞在持續接觸臭氧后,其成長速度明顯減緩,確實對癌細胞有抑製作用,顯示臭氧在日常生活的應用非常廣氾有效。
為什麼臭氧能消毒殺菌?
溶于水中的臭氧,具有下面的氧化分解過程。
(1)、O3+H2O-HO3+OH
(2)、O3+OH-2HO2+(3)HO3+HO2-HO+2O2
(3)、HO+HO2-O2H2O  
以上反應決定了臭氧的消毒殺菌功能。它在氧化過程中和菌體接觸后可快速擴散並滲透到菌體的細胞壁,其強烈的氧化作用使菌體蛋白變性,破坏菌體酶系,致使菌體的生理代謝失調,最終將菌體殺滅。

臭氧水消毒殺菌的優勢是什麼?
1、具有廣譜性。  
科研資料表明,臭氧是一種廣譜的殺菌劑,它在短時間內可有效地殺滅大腸桿菌、蠟桿菌、巨桿菌、痢疾桿菌、傷寒桿菌、流腦雙球菌、金黃色葡萄菌、沙門氏菌以及流感病毒,肝炎病毒等多種微生物。2、具有高效性。  
實驗結果顯示,臭氧對細菌病毒的殺滅速率遠遠高于用紫外線等方法,臭氧易溶解于水,其在水中的溶解度約為氧氣的13倍,溶于水后的臭氧具有更強的消毒殺菌能力。

為什麼臭氧能夠除臭?
我們生活的環境裡充滿了各種各樣的臭味,如垃圾臭、尿臭、油煙臭、魚肉腥臭、器具器皿污染臭味等等,用臭氧水除臭原理實際上同它殺菌消毒的原理一樣,都是源自于臭氧極強的氧化性的特性,它破坏了產生臭味物質分子的結構,生成無毒、無臭的物質。  
因為臭氧分解過程中產生的發生期氧(初生氧)具有強大的氧化作用,所以對地亞硫酸瓦斯,一氧化碳的有毒瓦斯的分解,有機性污染物質在 分解中產生的臭味(如氨氣)混合惡毒氣體等都能在短時間內產生分解作用而成為安定無臭的空氣,例如:對廁所臭,動物臭,瓦斯毒臭,污濁水溝臭等不快感的惡臭均為完全解毒。對人體之健康助益頗大。
臭氧水為什麼能夠保鮮?   
收穫后的鮮果蔬菜雖然脫離了母株,但仍然是活的有機物,還在繼續進行生命活動,同時,它還會自動釋放出催熟劑,並且由於果蔬間相互連鎖會產生黴菌和酵母菌的相互作用,加速收摘后的果蔬的成熟和腐爛,而臭氧則可以通過氧化作用使催熟劑氧化分解並生成具有抑制黴菌和酵母菌的乙烯氧化物,延長果蔬的保鮮期。

臭氧水為什麼能去除瓜果蔬菜的殘留農藥?
目前市場蔬菜殘留農藥的情況,據專家所發布的資料來看,情況已相當嚴重,不僅常使主婦們遲遲不前,也是政府當局應速立法為限制的時候了,否則對國民健康是非常不利的。  
長期食用含有過量殘留農藥的蔬菜,對人們的身體健康,無疑是大有影響的,會引發多種疾病,使人無法過幸福愉快的生活。  
臭氧具有許多有機化合物氧化成二氧化碳,水及其他的化合物的能力。由於農藥分解之不易,因此化學氧化法一直是技術人員想要嘗試的方法,其中有關臭氧的使用漸被重視。    
農藥+03 --- C02+H20+其他簡單之化合物H20  
簡言之,即在氧化過程中,能將農藥化學分子鍵斷裂,而使農藥產生化學變化,不具毒性。
臭氧對人體有害嗎?
臭氧的分歧點為0.01P.P.M.。但人類實際上能從嗅覺感到其存在的界限為0.03-0.04P.P.M.左右。臭氧在空氣中常溫時能和所有飽和有機物以非常低的速度進行化學反應。  
真正不含氮氧化合物等二次公害的純粹臭氧,即使是稍高濃度也是無毒的。早在1949年起,曾有多位日本醫生、藥學博士,以99.9%以上之高濃度純臭氧,作白鼠,兔子,猴子等動物試驗,曆時年余,証明不僅無害,反則使該類動物發育更好,長得更快,繁殖力更強。后經科學及醫學家,進行臨床試驗,非但一再確認人體由皮下,皮內及肌內注射適量純臭氧,完全無害的事實;而且驗証純臭氧迅速淨化血液,增加紅、白血球,並使細胞代謝功能復活等優異效能,亦即確實可以強健身體,祛除各種難治之症,渴望不久的未來,醫學家們將會應用於人體上,造福于人類。

臭氧在殺菌的過程中會產生二次污染嗎?
回答當然是否定的,我們知道,物質不滅是宇宙間的規律,舊物質消失了會產生新的物質,但臭氧分解后還原為氧,它的形成物質對人體沒有任何的危害,因此,我們可以肯定地說:臭氧是一種安全廣譜高效無殘留的氧化消毒殺菌劑,不會造成二次污染。  
臭氧經過反應它本身會迅速還原成氧氣,不必擔心化學殘留物質,也不會對生活環境造成威脅,而使用其它的氧化劑或化學消毒劑則需要考慮其作用后的二次污染,因此,臭氧無化學反應殘留物,不存在二次污染,而且還可以使水質清醇,空氣清新,改善環境。這是任何消毒劑都無法與之相比的。因此臭氧被科學家們讚不絕口,稱之為"綠色環保元素",用其消毒殺菌"幾乎是唯一有效而無害的途徑","是目前無可替代的不產生任何新的污染的理想消毒產品"。

臭氧的應用報導:
(1)臭氧是已知可利用的最強的氧化劑之一,在實際使用中,臭氧呈現出突出的殺菌、消毒、降解農藥的作用,是一                   種高效廣譜殺菌劑。臭氧可使細菌、真菌等菌體的蛋白質外殼氧化變性,可殺滅細菌繁殖體和牙胞、病毒、真菌等。 常見的大腸桿菌、糞鏈球菌、金黃色葡萄球菌等,殺滅率在99%以上。臭氧還可以殺滅肝炎病毒、感冒病毒等,臭氧在室  內空氣中瀰漫快而均勻,消毒無死角。
(2)臭氧能殺死病毒細菌,而健康的細胞具有強大的平衡酶系統,因而臭氧對健康細胞無害。
(3)臭氧可對空氣進行殺菌、淨化,預防疾病交叉感染,清除臥室、客廳、廚房、廁所等處的異味。臭氧氣體對室內的被褥、衣物、地毯、衣櫃、鞋櫃、錢幣等具有殺菌、消毒、防霉、除塵螨的功效。
(4)台灣有些地區陽光日照時間少,濕度大,空氣污染較嚴重,更能顯示出它的特殊作用。
(5)臭氧最適宜的方式是將臭氧溶解于水中,形成所謂“臭氧水”。歐美一些發達國家將“臭氧水”稱為“萬能水”。它的殺菌速度比氯快許多倍。
(6)臭氧水可對婦女、兒童使用的內衣、內褲、尿布、包被等進行殺菌消毒處理,能起到特別明顯的保健作用。
(7)臭氧水可對瓜果蔬菜、肉類進行殺菌消毒,防腐保鮮,清除異味。同時具有降解瓜果、蔬菜表面殘留含磷農藥的功能。
(8)利用臭氧水,可以清潔皮膚、保養皮膚,減輕化妝品對皮膚的刺激。利用臭氧水冷敷、浸泡燙傷、割傷、撞傷,可加速傷口癒合,防止感染。利用臭氧水洗泡,可以防止皮膚病及真菌引起的腳氣類疾病,同時還可以利用臭氧水洗頭,可以清除頭髮毛細孔處的污垢,減少掉發。
(9)臭氧(O3)產品可廣氾用於:家庭、醫院、賓館、飯店、美容美髮、公共廁所、食品加工業、學校、幼稚園、養老院、金融、証券、辦公室、娛樂場所、部隊、工業、農業、漁業、養殖業、環保等領域。

水處理方面的應用:

臭氧在水處理中的應用效果;                                        飲用水處理:研究表明臭氧很強的殺菌消毒作用,能有效殺滅水中的各種細菌,病毒等微生物,並不會產生副產物。除了消毒之外,臭氧還可以氧化去除水中的微污染物質,如腐殖質、農藥、氯代有機物。             循環冷卻水處理:臭氧替代傳統的化學藥劑來處理循環冷卻水已被廣氾應用,在臺灣、德國和美國等地的研究和應用中顯示,臭氧化冷卻水的抗腐性,抗結垢,抗生物結垢,效果令人滿意。                       廢水污水的處理:臭氧不僅能氧化水中的無機物,如CN,NH3等,而且能氧化難以生物降解的有機物,如芳燼化合物等。故此以臭氧破坏和去除廢水中污染物的作用已被廣氾研究和使用。研究表明使用一定濃度的臭氧可以有效的去除廢水污水中的有機物和無機物及有效的殺滅廢水污水中的細菌和病毒,並不產生二次污染。

食品加工方面的報導:
-----據IOA歐非亞澳組98年莫斯科會議報告所摘,用臭氧對食品進行儲藏的工藝和應用是在日本,澳洲與法國率先採用的。在美國,任何于食品有關的化學品和物質均定義為食品添加劑,而食品添加劑的管理權轄屬為美國食品與藥物管理局(FDA)。直至1997年,FDA僅批准臭氧應用於瓶裝水及其生產線消毒。為成功打開FDA在食品加工工業廣氾應用臭氧的封鎖線,電力研究院(EPRI)組織了食品界的科學和技術專家委員會,搜集並評估臭氧應用於食品儲藏及加工可靠性的背景,現狀與前景。該委員會發布明確公告:臭氧儲藏食品屬於“GRAS”狀況,即“一般認為安全”(注:美國食品上的官方標籤),該委員會的報告已發表在科學雜誌上(Graham等,1997),並在FDA備案。
為此FDA對臭氧對食品消毒殺菌進行了一系列的試驗,發現臭氧化水當達到一定濃度的臭氧含量時(>3mg/L),對包括大腸桿菌,假單胞菌屬綠膿桿菌、傷寒屬沙門氏菌、葡萄球菌、弧菌屬、曲黴菌屬等23種微生物均有殺滅和抑止作用。這些以及FDA最近放棄了GRAS申請(美國FDA,1997),成為在美國食品加工業廣氾使用臭氧的基礎。1997年中期,美國的臭氧在加工食品GRAS方面公開聲明,以及FDA對該聲明的新立場,預計將大大開發臭氧在美國及其他許多國家(這些國家參考FDA標準)食品業的應用潛力,這已為許多國家的實例所証實。該聲明為臭氧技術的里程碑。僅去年,EPRI在全美多次舉辦講座,解釋GRAS聲明的意義和在食品和農業科技方面的作用,評估臭氧技術的價值,正在進行各種研究,探索臭氧用途,提高食品品質,並改進食品加工技術。


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