臭氧(化学分子式O3,分子量为48.00),又名活性氧、超氧、三子氧、富氧等,广泛存在于地球大气层20公里以外的臭氧层,臭氧层能吸收太阳辐射中绝大部分紫外线,保护地球生物免收伤害,而受到关注。臭氧在常温下显态为带刺鼻性质的无毒异味,是已知最强的氧化剂。臭氧气体经冷处理后可呈液态,沸点为-112.3℃,在水中溶解度比氧高。臭氧的稳定性极差,在常温下可自行分解为氧气,在270℃高温下可立即转化为氧气。

在19世纪末,具有强氧化性的臭氧已经被用于蔗糖精制和亚麻制品的漂白、牛奶、肉类制品等蛋白质含量较高食品的保鲜、制酒车间的消毒杀菌、印染纺织品的脱色以及下水道除臭除菌等。但臭氧在我国的应用比较迟,在开始之初,主要是用于矿泉水、纯净水处理,以及城市自来用水的处理。而现在,随着人们对臭氧的深入研究以及臭氧技术的发展,臭氧应用越来越吃香。

臭氧的产生

目前臭氧的制取技术大致有:电晕发电制臭氧、核辐射、紫外线照射、等离子体射流法和电解法等。我们主要来说一下电解制臭氧法以及紫外线照射这两种技术。

电解法是利用直流电源电解含氧电解质产生臭氧,目前比较具有代表性技术是(固态聚合物电解质)SPE电极与金属氧化催化技术,使用纯水为原料电解得到20%左右浓度的臭氧,这也是目前制取臭氧浓度最高的方法之一。电解法提取的臭氧具有浓度高、成分纯净、在水中溶解度高的优势,在医疗、食品加工与养殖业等具有广泛的应用,但是与其他制取技术相比,电解法的制臭氧量小,能耗高,无法满足大规模生产制取臭氧应用的条件,所以电解法常常与电晕放电法相互配合,以此来满足大规模生产制取的需要。

紫外线灯是如何产生臭氧的:

光因子的生态作用与生物适应(光导师时间臭氧的应用)(1)

臭氧的应用机制

臭氧作为气体消毒净化剂,其消毒过程为强氧化专用使微生物细胞中的多种成分发生反应。从而是微生物产生不可逆的变化而死亡。一般认为,臭氧灭活病毒是通过直接破坏其核糖核酸(RNA)或脱氧核糖核酸(DNA)完成的。臭氧杀灭细菌、霉菌微生物则是臭氧首先作用于细胞膜、使膜构成成分受到损失,导致新陈代谢障碍并抑制其生长,臭氧则继续渗透破坏膜内组织,使其死亡。值得一提的是,使用臭氧杀菌,空间内的湿度增加可以提高灭杀率,这是由于在湿度下细胞膜膨胀变薄,其组织更容易被臭氧破坏。

臭氧去除异味效率极好,它的强氧化性能使各种易挥发臭味异味的无机物或有机物氧化,除去臭味。臭味的主要成分是胺类物质。硫化氢、甲硫醇、二甲硫化合物、二甲二硫化物灯,通常情况下,臭氧与上述的物质成分只需作用几分钟,即可被臭氧氧化,除去异味。

臭氧在水处理上的应用

水处理,包括工业污水、生活污水、及医疗污水等。由于水资源愈来愈紧张,工业及城市污水处理后经常会被循环再用,这就需要提高污水的处理标准。利用臭氧对水进行深度处理,可除掉水中各种有害有毒物质,如氰离子、锰离子、氯离子、铁离子等等。利用臭氧处理工业污水废水,能氧化水中酚,属于自由基反应,首先经过链的引发,进而引进羟基,直至最后氧化为二氧化碳和水。利用臭氧可以对医院污水进行消毒灭菌,相对于单量的氯气处理,快200-300倍,在几分钟内可以将病毒杀死。

臭氧的在饮用水的应用

采用臭氧消毒灭菌不存在会对人体有害的物质残留(如足量氯气消毒会导致致癌的硫化有机物产生),对提高饮用水的消毒质量问题非常有效。地表水中含有各种有机、无机化合物以及各种细菌、病毒。地表水用臭氧进行深度处理后,基本上可以达到优质饮用水标准。有实验表明,水中臭氧浓度在0.4ppm时,只需一分钟就可以将细菌和病毒全部杀死,臭氧灭杀病毒的速度要比灭杀细菌的速度更快。经臭氧程度处理的饮用水质量很高,可以防止微生物在管道内生长,保护了人体的健康,同时,若是使用紫外线灯 臭氧结合的方式,会更为有效提高地对饮用水的消毒处理效果。

臭氧在医疗保健的作用

目前,国际上在医疗方面臭氧已有多种用途:如病房、手术室结合紫外线灯的空气消毒、利用臭氧水进行医用器械消毒,采用臭氧进行雅客疾病治疗(口腔手术及保持口腔无菌),臭氧与放射理疗结合治疗癌症,和臭氧水治疗妇科疾病、注射臭氧气体治疗瘘痔、静脉曲张等。早在20世纪初期,臭氧已成功用于贫血、糖尿病等的治疗过程中。到80年代,国外在临床上采用臭氧作为辅助愈合物。此外,臭氧能够优化人体细胞组织的氧化基因,因此臭氧具有治疗和保健的双重功能,不过,在医疗上,臭氧要高纯度和高难度。应用臭氧,可以减少或去除血液中血红细胞的结团,增强对氧的吸收,提高动脉压,降低血液粘性,促进血液循环,谷堆预防和治疗心血管疾病 有一定的疗效。临床经验证明,臭氧对皮肤关节肿胀、皮肤溃疡症、神经性皮炎、脂溢性皮炎、手足癣、湿疹灯皮肤病、白癜风。骨折等疾病有显著的疗效。

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