臭氧技术应用于医疗和食品卫生除害处理可行性的研究

王巧黎 （青岛中心医疗集团　山东 青岛　266042）刘培海　（山东出入境检验检疫局　青岛）

卫生检疫

臭氧技术应用于医疗和食品卫生除害处理可行性的研究

王巧黎 （青岛中心医疗集团山东 青岛266042）
刘培海（山东出入境检验检疫局青岛）

食品、医疗以及养殖业的卫生处理工作是保障食品安全和身体健康的一个重要组成部分，是有效防止传染病传播、保护食品安全和人体健康的重要的手段，其处理结果的好坏直接影响到食品的安全和人们的健康。而药剂是影响处理结果好坏的最重要因素之一，为保证除害处理的效果，一般采用过氧乙酸、磷化铝、溴甲烷等高毒、高污染的化学制剂，这些制剂在杀死病菌和害虫的同时，不可避免的会带来人体损害和环境污染的问题。近年来，随着科学技术的进步和人们对安全健康问题的重视，一种新生的除害处理技术正得到广泛的使用和关注，那就是臭氧技术。臭氧是世界上公认的21世纪环境工程的四大技术之一，具有独特的功能，如杀菌、消毒、除臭、防霉、保鲜和空气清新等，在食品、医疗等领域得到广泛的应用。随着科学技术的进步和人们对食品安全和身体健康问题的重视，人们正在探求和寻找可以用于医疗和食品的卫生除害处理的“高效、低毒、环保”卫生处理药品，而臭氧技术以其高效、环保、适应性强的特点，得到人们的广泛关注。本文对臭氧技术应用和特点进行了总结和概述，并对其应用于医疗和食品的卫生除害处理的可行性进行了论述和研究，为医疗和食品的卫生除害处理使用新材料、采用新工艺、学习新技术、拓展新领域提供了新的思路和方向。

1　臭氧技术介绍

（1）臭氧化学分子式O3，又称富氧、三原子氧、超氧，因其类似鱼腥味的臭味而得名。是一种强氧化剂和广谱高效杀菌剂，主要作用是消毒灭菌，而其一个重要的特点是在常温下可以自行还原为氧气。（2）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。（3）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。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，俄罗斯则将强气（臭氧化空气）给体育人应用。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，用臭氧化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。（4）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4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。（5）近年来，我国臭氧技术得到了快速的发展和进步，已经应用在高纯水（电子、制药等行业）、医疗污水处理、污水处理厂、自来水厂、中水回用和游泳池水处理等各个行业，而且在蔬菜种植、粮食保存等方面也得到逐步应用。臭氧技术以其高效、环保、适应性强的特点正逐步得到大家的青睐。

2　臭氧技术除害的特点

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：

2.1高效性臭氧技术氧化能力强，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。

2.2高洁性臭氧在环境中可自然分解为氧，而且氧气是臭氧唯--的分解产物。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30min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。

2.3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。

3　推广臭氧用于除害处理的可行性

3.1适合现代社会对食品安全和消毒剂安全的要求随着人民生活水平的提高，食品安全问题已经成为“天字一号”的问题，新颁布实施的《食品安全法》也将用于食品的消毒剂纳入管理范畴。因此，如何选用健康、安全、无污染的消毒剂就成为我们必须关注的焦点。臭氧除害技术不仅可有效降低食品中的化学物质残留量、提高食品卫生质量，而且消除了化学制剂带来的化学品残留问题，从而成为除害处理技术的首选，而且应用前景十分美好。

3.2技术的进步突破了成本的限制，使臭氧技术广泛推广成为可能与传统观念相反，臭氧除害技术的成本相对来说是较低的，原因主要有：（1）原料成本低：臭氧的原料来源充足，可以直接用空气为原料，原料及原料处理几乎不要花钱。可以就地取材，可以用空气为原料来制取臭氧，使用成本低。在常规条件下，一个50m3的空间，一个月用臭氧杀菌的成本只有5元左右。（2）操作简单方便：在使用微电脑控制的臭氧发生器时，可以设定工作参数，无需人员值守，可减少人工费用。（3）可减少健康费用的支出：自动化控制程度高，人员无需呆在消毒室，且臭氧发挥杀菌作用后，会很快分解，所以，用臭氧杀菌消毒，不会对操作人员的健康产生危害，不会引发象化学熏蒸剂消毒那样的职业病。（4）运行费用低：以臭氧消毒，消耗的成本主要是电费，例如，一个体积为300m3的食品车间用臭氧消毒，只要用15g臭氧、保持空间臭氧浓度达10mg/kg 1h即可。而要达此要求，只要用臭氧发生量为10g/h的臭氧发生器即可，这种设备的功率为70～80W。也就是说，一台80W的臭氧发生器只要运行1h，就可以满足一个体积为300m3的食品车间的消毒要求，很显然，这样的电费并不高，食品企业完全可以承受。而一台臭氧发生量为10g/h的臭氧发生器，售价约为4000～5000元之间，而且随着技术的进步，价格还会继续下降。（5）相对于用化学熏蒸剂消毒而言，购买臭氧设备的一次性投入较大；但从长期来看，臭氧消毒的运行费用并不高。化学熏蒸剂是有毒有害物品和一次性消耗品，为了保存和使用这种物品，须设置专门的仓库和设施，这也要花一笔不小的钱，这笔钱极可能比一台臭氧设备的购置款大很多；每次消耗掉的化学熏蒸剂也要花钱。而一台臭氧设备，只要保养得当、正确使用，可以使用多年。而且，还可以 根据使用空间的大小选择设备的型号和发生量，减少浪费。

3.3氧化性强，不仅能起到杀菌的作用，而且能杀死害虫（1）臭氧是已知可利用的最强的氧化剂之一，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牙胞、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。臭氧还可以杀灭肝炎病毒、感冒病毒等，臭氧能杀死病毒细菌，而健康的细胞具有强大的平衡系统，因而臭氧对健康细胞无害。（2）有可能成为有效的替代杀虫技术。美国普渡大学的昆虫学副教授Linda Mason及其同事正在研究臭氧作为一种替代技术的可能性。根据Mason及其同事的实验，用50mg/kg的臭氧处理30d的小麦，结果发现92%～100%的常见的储粮害虫和表面真菌都被杀死了。该研究还发现，目前粮食储存过程中所使用的商业通风系统足以将臭氧扩散到所有谷物表面。后来对玉米、爆米花、大米和大豆等其他谷物的研究也得出了近似的结果，并没有损害粮食的口味及营养价值。（3）可以用于大棚蔬菜杀虫技术。目前在国内有些地方已推广使用温室臭氧防病机、电活化水灭虫器等。其原理都是以空气、水为原料，通过高压、高频产生高浓度的臭氧。臭氧是一种强氧化剂，对各种昆虫、细菌及病毒具有极强的杀灭效果。当害虫吸入臭氧时，臭氧的强氧化作用就会将其呼吸和循环系统氧化破坏，使其窒息死亡，达到杀虫目的。大棚蔬菜病虫害防治仪可防治大棚蔬菜的霜霉病、灰霉病、叶霉病、疫病、白粉病、角斑病等病害，还可杀死蚜虫、白粉虱、斑潜蝇等害虫。由于臭氧杀虫具有无污染、无残留的特点，臭氧将在无公害蔬菜生产中发挥越来越重要的作用。（4）适应性强，没有特别的限制条件。臭氧是气体，在空气中可以弥漫到室内所有物品周围和空间的每个角落，扩散性好，浓度均匀，不留死角。此外，臭氧不仅可以用于饮用水、污水等液体物质，而且还可以制成高浓度臭氧消毒水，作用于蔬菜、瓜果、食品用具、手和其他物品等固形物质，甚至可以用于药行业、食品加工行业的管路、生产设备及盛装容器的浸泡和清洗，使用简单，不会产生死角。

总之，臭氧技术已经越来越广泛的应用于各个领域，虽然也有超剂量存在危害的可能，但对卫生除害处理来说，是难得机遇和挑战，应该加强这方面的应用和研究，从使用新材料、采用新工艺、学习新技术、拓展新领域等多方面入手，开发出适应现代健康生活要求的卫生除害处理技术。

参考文献

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中图分类号：S851.36

文献标识码：C

文章编号：1007-1733（2015）03-0037-03

收稿日期：（2014–12–26）