认识臭氧 O₃ (Know Ozone)
1、臭氧的诞生
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）向蓄尼黑科学院提出的报告里宣布发现了臭氧。他依据电解与火花放电实验产生的气味与雷电之后空气中的腥臭气味相同，判定这种气味是由一种新物质产生的，并对此新物质命名为“OZONE”臭氧，该词是依据希腊语"OZEIN"（臭气）一词音译的。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。
Ozone Green chemicals: In 1785, people discovered the gas generated by new substance, which was named as OZONE, in 1870 ozone was used in industry. Ozone is the allotrope of oxygen and composes of three oxygen atom with grass smell, the half life of 1% water solution under normal temperature is 16 minutes, ozone is a kind of colorless gas without toxin, under normal temperature, it can instantly generate nascent oxygen (O); (O) is a kind of very active substance and features strong oxidation ability, and can deoxidize into oxygen O2. Ozone sterilizes and eliminates odor with this property.
2、臭氧的主要特性
在臭氧被正式发现后的六十年里，各国科学家研究确定了臭氧为三个氧原子的结构及其物理、化学特性参数，并进行了人工生产臭氧的装置臭氧发生器的研制与臭氧应用实验。1904年，德.拉.库克斯（DELACOUX）出版了长达557页的臭氧技术与应用的参考书。
臭氧是氧的同素异形体，由三个氧原子组成，臭氧呈三角形排列，O-O-O夹角为116°49″，O-O键长1.278±0.003埃。其比重为空气的1.66倍，活泼性是氧的六百倍，故又称"活性氧"。O3可由氧气分子O2吸收放电时的能量生成：3O2→2O3臭氧具有特殊的刺激性臭味，在浓度很低时呈现新鲜气味。臭氧是淡蓝色气体，在高压下形成液体为深褐色，为已知最强的氧化剂之一，密度1.658（空气为1）。臭氧气体经冷化处理可呈液状，其液体的密度为1.71，沸点为-112.3摄氏度，在水中的溶解度比臭氧。臭氧的稳定性差，在常温下可自行分解为氧，在270摄氏度高温下可立即转化为氧。1%的水溶液在常温大气中半衰期约为16分钟，所以臭氧不能像其他常用工业气体那样瓶装贮存，一般为现场生产，立即使用。
臭氧浓度在0.02ppm时，嗅觉灵敏的人便可察觉，称为感觉临界值。浓度为0.15ppm时，为嗅觉临界值，一般人都能嗅出，也是卫生标准点。当浓度达到1~10ppm时，称为刺激范围。10ppm以上为中毒极限。
臭氧杀菌高效快速，作用显著。经专家测试，使用臭氧与其他几种常用消毒物质进行比较，下表有不可代替的优越性，列出了几种常用消毒物质的标准电极电位（氧化能力的判断是根据其标准电极电位的大小来进行的）。
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名 称 |
分子式 |
标准电极电位 |
|---|---|---|
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臭氧 |
O3 |
2.07 |
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高锰酸离子 |
H2O2 |
1.78 |
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二氧化氯 |
ClO2 |
1.50 |
|
氯气 |
Cl2 |
1.36 |
Ozone is the allotrope of oxygen and composes of three oxygen atoms, oxygen atom arranges in triangle, and the included angle of O-O-O is 116°49', length of O-O bond is 1.278±0.003 angstrom, and the specific gravity of it is 1.66 times of air, and the activeness of it is over 600 times of oxygen, therefore, it is also called as "active oxygen". Ozone has special and irritant odor, under low concentration, it smells fresh, ozone is light blue gas and the liquid is dark brown under high pressure. It is one of the strongest oxidant, the density is 1.658 (air:1). After cold treatment, ozone gas can convert into liquid, and the density is 1.71, boiling point is -112.3℃, dissolubility in water is higher than oxygen, ozone has poor stability and can automatically decompose into oxygen under normal temperature, and immediately change into oxygen under 270℃. The half life of 1% water solution under normal temperature is 16 minutes. Ozone sterilizes and eliminates odor with this property.
Ozone is of great importance for atmosphere. There is an ozone layer formed by the ultraviolet radiation in the stratosphere 12-35 km above the ground. It may absorb 90% of ultraviolet radiation, and protect the living things on the earth. So ozone is regular composition of high-altitude air. There is little ozone in the normal air near the ground. Most of ozone in the room comes from outdoors. If there is no indoor ozone source, the indoor ozone concentration is about 20-30% of outdoor concentration. Indoor ozone mainly come from photocopiers, fax machine, laser printer, other discharging home appliance, ultraviolet lamp, electronic sterilization equipment and so on.
3、臭氧的应用范围
臭氧在大气中有着重要意义，在距地面12-35km高空的平流层中氧在太阳紫外线作用下形成了一个臭氧层，它可吸收90%的紫外线，对地球上的生物有保护作用。故臭氧是高空空气的正常组分。近地面的正常大气中臭氧的含量极微少。而室内臭氧大多来自于室外，没有室内臭氧源时，室内臭氧浓度约为室外浓度的20%~30%。室内臭氧源主要是复印机、传真机、激光打印机、其它放电的家电设备、紫外灯及电子消毒设备等
4、臭氧除臭杀菌的应用 (Application of Ozone Sterilizing and Eliminating Odor)
（一）空气除臭净化方面的应用
O3强氧化性可快速分解臭味、异味、细菌、病菌、新家居装修后散发的毒气甲醛等，达到杀菌、除臭、清净空气的目的。如臭味的主要成份是胶(R3N)、硫化氢(H2S)、甲硫醇(CH3SH)、甲醛(CH2O)等，则反应式分别如下：3N+O3→R3N+O+O2；H2S+O3→S+H2O+O2→SO2+H2O；CH3SH+O3→(CH3-S-SCH3)-O3→CH3-SO3H+O2；CH2O+O3→CH2O2+O2.此外，臭氧还能分解抽烟产生的尼古丁；可以分解农药的毒性；也可以消除煤气(CO)和燃煤产生的二氧化硫(SO2)毒性；臭氧还能消除一些辐射对人体的伤害；也正是因为臭氧的强氧化性能，使得它又具有广谱高效地杀灭细菌、病毒的能力，（如结核杆菌碰到臭氧就被杀灭。温度低，湿度大则杀灭效果更好，相对湿度在95%时达到最佳值）。
（二）在杀菌消毒方面的应用
臭氧可以在短时间内可有效地杀灭大肠杆菌、蜡杆菌、巨杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、流脑双球菌、金黄色葡萄菌、沙门氏菌以及流感病毒肝炎病毒等多种微生物。它杀灭活毒是通过直接破坏其RNA（核糖核酸）或DNA（脱氧核糖核酸）物质完成的；而杀灭细菌、霉菌等微生物则是臭氧作用于细胞膜破坏膜内组织，直至死亡。由于臭氧为弥漫气体，消毒无死角，故消毒杀菌效果好。同时在一定浓度下，当臭氧在迅速杀灭水中和空气中的细菌后，自行还原成氧气，因而没有任何残留和二次污染，这是一些化学消毒剂无法做到的，所以臭氧又被称为“绿色环保元素”。
（三）臭氧保鲜储藏方面的应用
臭氧在蔬菜水果储藏中的应用除了具有杀灭或抑制霉菌生长防止腐烂作用之外,还具有防止老化保鲜作用，其机理是臭氧可以氧化分解果蔬生理代谢作用呼吸出的催熟剂--乙烯气体C2H4。其反应过程如下：H2C-CH2+O3→CO2+H2O 乙烯中间产物C2H4O 也具有对霉菌等微生物的抑制作用。
（四）臭氧在果蔬消毒及残留农药降解方面的应用
目前市场蔬菜残留农药的情况，据专家所发布的资料来看，情况已相当严重,不仅使主妇们迟迟不前，也是政府当局应速立法来限制的时候了，否则对国民健康是非常不利的。长期食含有过量残留农药的蔬菜，对人们的身体健康，无疑是大有影响的，会引发多种疾病，使人无法过幸福愉快的生活。臭氧多有机化合物化成二氧化碳，水及其他化合物的能力。由于农药分解不易，因此化学氧化法一直是技术人员想要尝试的方法，其中有关臭氧的使用渐被重视。农药+O2 --- CO2+H2O+其他简单之化合物H2O。简言之，即在氧化过程中,能将农药化学分子键断裂，而使农药产生化学变化，不具毒性。
（五）臭氧起到防病、保健、方面的应用
空气中臭氧的含量在0.1ppm(0.15mg/m3)以内时，对人体的健康很有益，因微量的臭氧能刺激中枢神经，加快血液循环，增加血液中的溶氧量，活化细胞。科研人员还发现，臭氧有抑制癌细胞增长的神奇功效，故它给癌症患者带来了福音；只要空气中含百分之零点五的臭氧，在8日之内就可抑制40%的癌细胞生长，而作为对照组的正常细胞仍旧可以正常生长，故得了癌症的人不必过分恐慌，臭氧这个忠实的"卫士"会竭力相帮。
（六）臭氧在水处理方面的应用
臭氧对细菌病毒的杀灭速率远远高于用紫外线等方法，臭氧易溶解于水，其在水中的溶解度约为氧气的13倍，溶于水后的臭氧具有更强的消毒杀菌能力。它在氧化过程中和菌体接触后可快速扩散并渗透到菌体的细胞壁，其强烈的氧化作用使菌体蛋白变性，破坏菌体酶系，致使菌体的生理代谢失调，最终将菌体杀灭。有毒的硫化物、氨、氰化物通过与臭氧反应后，产生了无碍的H2SO4、CO2、N2等物质，从而达到净化水的目的。
（七）臭氧在美容方面的应用
臭氧溶于水，不但可以杀菌，且非常清澄卫生。家庭浴池，营业用公共浴池使用臭氧装置，非但可使肌肤洁白，光滑柔嫩，消除体臭，让全身的皮肤血管末端都吸收到鲜氧，促进血液循环，新陈代谢，保护皮肤(防止老化)，尚可免除沐浴因水蒸汽外漏而导致缺氧之虑。在欧美应用臭氧美容法已广泛盛行。溶于水中的臭氧，具有下面的美化皮肤的功效。
5、臭氧9大应用领域举例
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应用领域 |
说明 |
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空气消毒 |
在15m²左右室内开机进行消毒（将产品的排气口朝空间排气），要保证室内无人且关闭门窗，开机时间30分钟以上，即可达到消毒灭菌的效果。如需加大对物体表面消毒，可适当延长时间。有效去除空气中的烟味、粉尘，分解有害物质，杀灭尘蜱，保持室内空气清洁，维持空气清爽。开机48小时即可分解新家具、新装修刷墙壁散发的苯、甲醛、乙醛甲苯等有害气体（自然挥发需要3年时间才能完全挥发）、油漆味，减少人体过敏源的产生。潮湿天气，食品柜、衣柜、鞋柜内易发霉腐变，将气流导入柜中3分钟，可有效杀灭霉菌，去除霉味效果显著。家庭、企事业单位、宾馆、酒楼、大排档等的厨房、卫生间、走廊、地板、家具的冲洗消毒。 |
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食品消毒 |
使用时只需将爆氧石放入水中，进行工作10-15分钟，即可得到臭氧水。臭氧水可有效去死各类食品表面上的病菌；臭氧水能有效去除、降解水果及蔬菜中的农药、化肥等有害残留物，能杀灭其表面的细菌、病毒，既不改变食物的原味，还可延长其保鲜期。有效去除鸡、鸭、鱼、肉里残留的激素、抗生素、荷尔蒙及猪肉里的瘦肉精等。同时可去除鱼肉、海鲜类的腥味，使肉质更鲜美、细嫩。 |
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洗手消毒 |
有效杀灭细菌、病毒，减少疾病的发生。主要适用下列人群：对卫生要求较高的行业（如医疗单位、饮食服务业、食品加工行业等）；在人群密集的公共场合（如：火车站、汽车站、机场、宾馆、酒楼、商场、学校、医院、工作间等）；经常接触票据、钱币的人员（如银行服务人员）及接触废弃物的环卫人员。 |
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餐具消毒 |
给日常生活中的餐具、饮具、茶具消毒。不仅适合家庭，还适于饮食服务行业（宾馆、酒楼、排挡、单位食堂等） |
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美容美发沐浴 |
常用臭氧水洗头、浸泡或冲洗沐浴，可有效预防皮肤病。特别是女士，可有效杀死白念菌及各类真菌。消除毛孔内污垢和化妆品残物，抑制细菌生长，增加皮肤的呼吸作用，促进新陈代谢，令肌肤光滑柔嫩。同时对面部螨虫也有较好的杀灭作用。 |
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医疗保健 |
辅助治疗香港脚、汗臭脚，双脚浸泡在洗脚盆热水中盖上毛巾，爆氧石置于双脚之间，爆氧20分钟以上，一天两次，有明显疗效。（用臭氧水浸泡脚后，注意要把受感染的鞋袜也进行臭氧通气或浸泡消毒）。治湿疹、痤疮、烫伤、灼伤：用臭氧水擦洗后，将臭氧消毒器对病患处吹拂一定时间，可防止伤口感染。增白皮肤：用臭氧水洗脸或泡澡可软化角层，消除黑色素以达到美白效果。辅助治疗妇科病：用臭氧水坐浴15-20分钟（同时充臭氧于水中）可有效辅助治疗妇科常见疾病，且效果显著。 |
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水族增氧 |
在鱼缸中通入臭氧5-20分钟（视鱼缸大小），每天一次，增氧且除鱼病，保持水质清澈。 |
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饮水机内消毒 |
饮水机长期使用，隔层中沉积的有害细菌数量让人触目惊心！将臭氧机软管与冷出水口连接，并将臭氧机放置高于水桶位置（防止水压倒流）。将饮水机出水开关开启，使水流出口与软管导通，此时臭氧气体将不断涌(溶)入饮水机内蓄水空间，进行净化杀菌处理。应将消毒后的水放出或30分钟以后才可使用。 |
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洗涤消毒 |
有效杀灭衣物及生活用品上的细菌病毒，减少疾病发生，防止交叉感染。适用：酒店、旅社床上用品及日用品的洗涤消毒。普通家庭床上用品及日用品的洗涤消毒；内衣裤、婴儿衣物及尿布的洗涤消毒；牙具、毛巾、脸盆、水桶等生活用品的洗涤消毒。 |
6、Application of Ozone Sterilizing and Eliminating Odor
1. Eliminate Odor and Purify Air: ozone features strong oxidation performance and can instantly decompose odor, bad smell, bacteria, virus, toxic gas and formaldehyde generated from new furniture and decoration, thus achieving the functions of sterilizing, eliminating odor and purifying air.
2. Effective Sterilizing and Disinfection Function: It is proven by scientific experiment that ozone can instantly and effectively kill Escherichia coli, Bacillus cereus, mega cin, dysentery bacterium, salmonellosis, staphylococcus aureus, flue virus and hepatitis virus etc.
3. Fresh Keeping: for vegetal and fruit storage, ozone, beside killing and restraining bacteria and preventing rot, it can also preventing aging and keeping fresh.
4. Disinfect and Degradation Pesticide: ozone can break the chemical bond of pesticide and make it to generate chemical changes without any poisoning.
5. Prevent Disease and Health Care: When content of ozone in air is less than 0.01ppm (0.15mg/m3), it benefits to human health. Additionally, scientific researchers have also discovered ozone can restrain the growth of cancer cells.
6. Application in Water Treatment: Ozone can easily dissolve in water, and the dissolubility of it in water is 13 times of oxygen, after dissolving into water, ozone features stronger sterilizing ability.
7. Application in Beauty and Skin Care: Use ozone device in bathtub, it can make skin appear white, smooth and tender, eliminate body bacteria and enable the blood vessels to absorb fresh oxygen, promote blood circulation and metabolism, delay aging and prevent lack of oxygen caused by steam.
