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臭氧的殺菌消毒機理研究

【發布時間:2011-04-06 15:32:29】 【查看次數:7297】

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臭氧對細菌滅活的機理:

  臭氧對細菌的滅活反應總是進行的很迅速。與其它殺菌劑不同的是:臭氧能與細菌細胞壁脂類雙鍵反應, 穿入菌體內部,作用于蛋白和脂多糖,改變細胞的通透性,從而導致細菌死亡。臭氧還作用于細胞內的核物質,如核酸中的嘌呤和嘧啶破壞DNA。

臭氧對病毒的滅活機理:

  臭氧對病毒的作用首先是病毒的衣體殼蛋白的四條多肽鏈,并使RNA受到損傷,特別是形成它的蛋白質。噬菌體被臭氧氧化后,電鏡觀察可見其表皮被破碎成許多碎片,從中釋放出許多核糖核酸,干擾其吸附到寄存體上。
  臭氧殺菌的徹底性是不容懷疑的。

臭氧殺菌原理

  臭氧滅菌或抑菌作用,通常是物理的、化學的及生物學等方面的綜合結果。其作用機制可歸納為:(1)作用于細胞膜,導致細胞膜的通透性增加,細胞內物質外流,使細胞失去活動;(2)使細胞活動必需的酶失去活性;(3)破壞細胞內的遺傳物質或使其失去功能。臭氧殺滅病毒是通過直接破壞核糖核酸或脫氧核酸完成的。而殺滅細菌、霉菌類微生物則是臭氧首先作用與細胞膜,使細胞膜的構成收到損傷,導致新陳代謝障礙并抑制其生長,臭氧繼續滲透破壞膜內組織,直到死亡。

分類

  人類自發現并使用臭氧以來,一直對臭氧的滅菌性能進行試驗,這方面的試驗報告很多,以下從幾個方面進行綜述。

臭氧對細菌繁殖體

  李懷恩等觀察了臭氧氣體對空氣中綠膿桿菌的殺滅作用。在15℃,濕度73%,臭氧濃度0.08-0.6ppm時,30分鐘內殺滅率達到99.9%以上;伍學洲等試驗臭氧對大腸桿菌殺滅率為100%,對金黃色葡萄球菌殺滅率為95.9%,對綠膿桿菌殺滅率為89.8%,顧士圻等試驗,臭氧對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌殺滅率分別為99.7%、99.9%。居喜娟等試驗用臭氧可殺滅空氣中的白色葡萄球菌99.99%;Burleson等試驗將臭氧氣體通入染有金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、熒光假單胞菌、鼠傷寒沙門氏菌、福氏痢疾桿菌、霍亂弧菌的磷酸鹽緩沖液中,作用15秒后,以上細菌全部殺滅;白希堯等發現臭氧水溶液殺菌作用強大,且速度極快,濃度為0.3mg/L的臭氧水溶液作用1分鐘,大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的殺滅率均達100%。

臭氧對細菌芽胞

  瞿發林等報告,以5.5mg/m3的臭氧作用下45分鐘,可將100mL塑料瓶內滴染的枯草桿菌黑色變種芽胞100%殺滅;居喜娟等報道,在1m3試驗柜內,開啟500mg/h的臭氧發生器60分鐘可對空氣中的枯草桿菌黑色變種芽胞殺滅率達 99.95%;歐陽川等在動態試驗條件下,將臭氧氣體通入染菌井水中,臭氧濃度達3.8-4.6mg/L時,作用3-10分鐘,水中枯草桿菌黑色變種芽孢殺滅率達99.999%。

臭氧對病毒

  李紹忱等試驗發現,經10.3mg/m3濃度臭氧作用30分鐘后,乙型肝炎表面抗原(HbsAg)的滴度從1:256降至1:64。史江等報告,臭氧濃度13.6mg/m3時使用30分鐘,使HbsAg破壞99.99%,使用甲型肝炎病毒抗原(HAAg)破壞100%;Wolo等實驗證明0.5ppm的臭氧可滅活空氣中的甲型流感病毒99%;Herbold等報告,在20℃水中,臭氧濃度為0.13mg/L時,可以100%的滅活脊髓灰質炎病毒I型(PVI)。臭氧滅活病毒速度極快,當臭氧濃度分別為0.09mg/L-0.8mg/L時,在反應最初5秒鐘內,噬菌體T2即可被滅活5-7個對數值。Finch發現水中含臭氧濃度40μg/L時,作用20秒鐘,可使大腸桿菌噬菌體ms2滅活4個對數值。Vaughn等在4℃條件下,對比了臭氧對猿輪狀病毒SA-H和人輪狀病毒2型的滅活效果,發現兩種病毒均能被0.25mg/L的臭氧迅速滅活。Crpend等檢測了經臭氧處理后的血清中愛滋病毒(HIV)的滅活情況,證明當臭氧濃度為4mg/L時,可將滴度為106CID50/mL HIV全部滅活,病毒滴度下降6個對數值。

臭氧對真菌

  汪華明等報道,臭氧濃度為9.6mg/L時,作用100分鐘對雜色曲霉與桃色擬毒霉的殺滅率達100%,對蠟葉枝孢霉23mg/L30分鐘、青黑霉在12.5mg/L作用35分鐘、桔青霉在15.4mg/L作用30分鐘,尖鐮孢霉在15.5mg/L時作用20分鐘,均可達100%滅活率。對于煙曲霉、細交鏈孢霉、爪哇毛霉等,在臭氧濃度為3.85-10.7mg/L時作用10-20分鐘滅活率達96.4%。伍學洲等發現,臭氧在30分鐘內對青霉菌的殺滅率為93.8%,對毛霉菌的殺滅率為100%;白希堯等報告,濃度為15mg/L的臭氧水溶液作用1分鐘,可100%地殺滅試驗中的黑曲霉和酵母。

臭氧對原蟲

  Finch等比較了22℃時臭氧對蘭氏賈弟鞭毛蟲和鼠型賈弟鞭毛蟲色曩的滅活效果,當Ct值0.86mg.min/L時,可使鼠型賈弟鞭毛蟲減少4個對數值,Ct值為2.5mg.min/L時,使蘭氏賈弟鞭毛蟲減少4個對數值。Korich等比較了臭氧、二氧化氯、氯對凈化水中的微小隱孢子蟲卵囊的滅活作用試驗證明,1ppm的臭氧作用5分鐘可以滅活90%的卵囊,1.3ppm的二氧化氯則需作用1小時,80ppm的氯則需作用1.5小時才能達到同樣效果。

臭氧殺菌消毒

  臭氧殺菌機理以氧化作用破壞微生物膜的結構實現殺菌作用。臭氧對細菌的滅活反應總是進行的很迅速,與其它殺菌劑不同的是:臭氧能與細菌細胞壁脂類雙鍵反應, 穿入菌體內部,作用于蛋白和脂多糖,改變細胞的通透性,從而導致細菌死亡。臭氧還作用于細胞內的核物質,如核酸中的嘌呤和嘧啶破壞DNA。臭氧首先作用于細胞膜,使膜構成成份受損傷而導致新陳代謝障礙,臭氧繼續滲透穿透膜而破壞膜內脂蛋白和脂多糖,改變細胞的通透性,導致細胞溶解、死亡。臭氧滅活病毒則認為氧化作用直接破壞其核糖核酸RNA或脫氧核糖核酸DNA物質而完成的。臭氧對病毒的作用首先是病毒的衣體殼蛋白的四條多肽鏈,并使RNA受到損傷,特別是形成它的蛋白質。噬菌體被臭氧氧化后,電鏡觀察可見其表皮被破碎成許多碎片,從中釋放出許多核糖核酸,干擾其吸附到寄存體上。

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