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室內空氣的臭氧消毒需要注意什么問題

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臭氧氧化技術是一種古老又嶄新的技術,l840年德國化學家發明了這一技術,臭氧常溫常壓下是一種淡紫色有魚腥味的氣體,作為一種強氧化劑、消毒劑、催化劑等,已經被廣泛應用于化工、石油、紡織、食品及香料等工業部門。
    臭氧的生成原理臭氧可通過高壓放電、電暈放電、電化學、光化學、原子輻射等方法得到,原理是利用高壓電力或化學反應,使空氣中的部分氧氣分解后聚合為臭氧,是氧的同素異形轉變的一種過程。
    臭氧是廣譜、高效、快速殺菌劑,在一定的濃度下,臭氧可迅速殺滅水和空氣中使任何生物致病的各種病菌和微生物,其滅菌速度是氯的兩倍以上。更重要的是,臭氧殺菌后還原成氧,無任何殘留和二次污染,其他化學制劑都無法做到這一點,所以它被稱為綠色環保制劑。臭氧用于水消毒時,由于其彌散性好,所以消毒效果甚佳,可以l00%殺滅水中細菌;臭氧的除臭能力很強,它通過與引起臭味和腐敗味的氨、硫化氫、甲硫醇等發生化學反應,將它們氧化分解為無毒、無臭的物質,從而達到去除臭味和其他異味的效果。
    1.利用臭氧進行滅菌消毒
    利用臭氧的強氧化作用來進行滅菌,是室內空氣滅菌消毒的一種主要方法之一。其滅菌消毒過程經歷復雜的生物氧化反應,臭氧滅菌主要有以下3種形式。
    (1)臭氧能氧化分解細菌內部葡萄糖所需的酶,使細菌死亡。
    (2)直接與細菌、病毒作用,破壞它們的細胞器和DNA、RNA,使細菌的新陳代謝受到破壞,導致細菌死亡。
    (3)透過細胞膜組織,侵入細胞內,作用于外膜的脂蛋白和內部的脂多糖,使細菌發生通透性畸變而溶解死亡。
    臭氧滅菌消毒具有如下優點:臭氧滅菌為溶菌級方法,殺菌徹底,無任何殘留。殺菌廣譜,可殺滅細菌繁殖體和芽孢、病毒、真菌等,并可破壞肉毒桿菌毒素。另外,臭氧對霉菌也有極強的殺滅作用。臭氧由于穩定性差,很快會自行分解為氧氣或單個氧原子,而單個氧原子能自行結合成氧分子,不存在任何有毒殘留物,所以,臭氧是一種無污染的消毒劑。臭氧為氣體,能迅速彌漫到整個滅菌空間,滅菌無死角。
    臭氧雖然具有殺菌、消毒、除臭、分解有機物的能力,但研究表明,室內空氣中高濃度  的臭氧對人體有害,這是由于臭氧具有很強的氧化性,它可使人的呼吸道上皮細胞脂質過氧  化過程中產生四烯酸量增多,進而引起上呼吸道的炎性病變。
    臭氧對人體呼吸道黏膜有刺激,空氣中臭氧濃度達0.15 ppm(1ppm—l mg/L)時,即  可嗅出;按照國際標準,達0.5~1ppm時可引起口干等不適;達1~4 ppm時可引起咳嗽;達4~10p pm時可引起強烈咳嗽。故消毒用臭氧消毒空氣,必須是在人不在的條件下,消毒  后至少過30分鐘才能進入。
    臭氧為強氧化劑,對多種物品均有損壞,濃度越高對物品損壞越重,可使銅片出現綠色銹斑、橡膠老化,變色,彈性減低,以致變脆、斷裂,使織物漂白褪色等。
    我國現行國家標準《室內空氣質量標準》((GB/Tl8883--2002)中規定,將1h臭氧含量均值不大于0.16 mg/m3作為限量標準。在室內環境中如何利用臭氧凈化法去除污染物,  是值得人們繼續深入探索的課題。
    2.臭氧消毒滅菌方法的特點
    臭氧滅菌的速度和效果是無與倫比的,它的高氧化還原電位決定它在氧化、脫色、除味  方面的廣泛應用,有人研究指出,臭氧溶解于水中,幾乎能夠殺滅水中一切對人體有害的物  質,比如鐵、錳、鉻、硫酸鹽、酚、苯、氧化物等,還可分解有機物及滅藻等。臭氧消毒滅  菌方法與常規的滅菌方法相比具有以下特點。
    (1)高效性  臭氧消毒滅菌是以空氣為煤質,不需要其他任何輔助材料和添加劑。體現  出包容性好,滅菌徹底,同進還有很強的除霉、腥、臭等異味的功能。
    (2)潔凈性  臭氧快速分解為氧的特征,是臭氧作為消毒滅菌的獨特優點。臭氧是利用空氣中的氧氣產生的,在消毒過程中,多余的氧在30 min后又結合成氧分子,不存在任何  殘留物,解決了消毒劑消毒方法產生的二次污染問題,同時省去了消毒結束后的再次清潔。
    (3)方便性  臭氧滅菌器一般安裝在潔凈室或者空氣凈化系統中或滅菌室內(如臭氧滅菌柜、傳遞窗等)。根據調試驗證的滅菌濃度及時間,設置滅菌器的按時間開啟及運行時間,操作使用方便。
    (4)經濟性  通過臭氧消毒滅菌在諸多制藥行業及醫療衛生單位的使用及運行比較,臭氧消毒方法與其他方法相比具有很大的經濟效益及社會效益。在當今工業快速發展中,環保問題特別重要,而臭氧消毒卻避免了其他消毒方法產生的二次污染。
    3.低濃度臭氧凈化室內空氣
    據有關資料報道:有人利用低濃度臭氧可以降低香煙煙氣的有害物質,也有人利用臭氧凈化室內空氣中的SO2、NOχ和揮發性酚的濃度;對室內環境中甲醛的臭氧去除效果,很多文獻都有報道,但測量結果各不相同。
    (1)紫外燈照射產生低濃度臭氧氧化甲醛  人們選擇在1.15 m×1.33 m×0.66 m密閉超潔凈工作臺r8,采用低濃度臭氧對空氣中的甲醛進行凈化試驗。試驗過程中由30W紫外燈1開燈5min后,測得的臭氧濃度為0.05~0.075 mg/m3,甲醛測量值扣減自然衰減值,甲醛1試驗組的去除率為53.7 4%,對照組的自然衰減率為l2.00%,甲醛實際凈化率為41.74%。
   在這項試驗中,甲醛降解可能與以下兩種因素有關:①可能是在紫外燈的照射下,由紫外線的分解而去除了一部分甲醛;②由于在紫外:盯的照射下,產生的低濃度臭氧的氧化作用,去除了另一部分甲醛。在這兩種因素的共同作用下,獲得了41.74%的甲醛降解率。
(2)利用臭氧發生器凈化室內空氣中甲醛  有人采用不同型號的臭氧發生器進行室內空氣中甲醛凈化試驗。即選取3間面積21.2 m2、高度2.8 m的房間,其中2間作為試驗室、1間作為對照室,室內均乳膠漆內墻、瓷磚地面。為模擬普通居室條件,在各室內放置了2400 mm×1200 ram×18 mm的細木工板3塊。甲醛、苯使用分析純試劑,分別在試驗室及對照室內按0.4 m9/m3均勻噴灑,噴灑后自然揮發0.5 h,然后開啟臭氧發生器.測量不同時段室內空氣中甲醛和苯的濃度,計算出不同時段甲醛和苯的凈化率。
 臭氧凈化器對空氣中的苯具有較高凈化率,而對甲醛的凈化率較低。這與許多實際凈化測量的報道是一致的,與以上試驗一樣,不少研究報告都得出相同的報道:臭氧對空氣中甲醛的凈化率不高。
    更進一步的研究得出了與上述結論不同的結果:在上述試驗中,試驗者并沒有考慮到臭氧氧化苯時新產生和細木工板不斷散發出的甲醛。而這兩個重要的因素,是直接導致實際測量的甲醛含量升高的真正原因和主要原因。
(3)臭氧氧化有機物及其產物對室內環境中甲醛的影響  在測試時人們發現一個奇怪的現象:為什么在單一的甲醛凈化試驗中,臭氧對甲醛的凈化率要比有其他有機物存在時高通過不同的測量方向,證實了臭氧氧化分解其他有機物分子時.有機物被逐步分解成小分子,這些小分子中含有一定量的甲醛。  
臭氧氧化甲醛時,檢測方法只是檢測到“甲醛表觀的凈化率”。這是因為,當有其他有機物同時存在時,臭氧的氧化過程中常見的副產物為環氧化物、過氧有機物和醛類,使得體系中的甲醛含量值增大,而使甲醛由臭氧氧化分解的總體含量值的減少量較小,甚至保持不變,因而表現出甲醛的凈化率不高的表面現象。



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