臭氧对人类的利与弊_1.doc

人类对臭氧的逐步认识 臭氧，是地球上存在的天然物质，因大气臭氧层的存在而广为人知。臭氧是一种强氧化剂和广谱高效杀菌剂，具有独特的腥臭味。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，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（deGebeth）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。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四个领域，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。 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，俄罗斯则用于强气（臭氧化空气）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。 臭氧消毒技术是近年才引入食品加工业的一项卫生消毒新技术。随着人们对其认识的不断深入，己逐渐得到越来越多的应用。臭氧气体和臭氧水的杀菌消毒特点，使其具备了在某些食品生产环节替代现行紫外线和化学消毒方法的优势。还能解决某些食品不能采用热消毒办法的问题，同时减少能源的消耗。 臭氧简介臭氧又名三原子氧，俗称“福氧、超氧、活氧”，分子式是，臭氧是氧气（）的同素异形体，分子结构呈三角形，密度是氧气的1.5倍，在水中的溶解度是氧气的10倍。在常温常压下，它是一种有特殊臭味（草腥味）的淡蓝色气体。臭氧的稳定性极差，在常温下可自行分解为氧气，因此臭氧不能贮存，一般现场生产，立即使用。 在距离地面约20公里的大气平流层中，分布着一定浓度的臭氧层，浓度约为50ppm，该臭氧层可以有效吸收太阳光线中的紫外线部分，阻断了紫外线照射至地面而对地球动植物造成的各种伤害。 臭氧具有强氧化性，该化学特性既有利又有弊，是一把双刃剑。一定浓度的臭氧具有良好的杀菌灭菌作用，但人体处于浓度较高的臭氧环境中，对人体机能会产生重大危害。 臭氧作为一种特殊的化学物质，由于其自身的一些特性，如极强的氧化性、极优的消毒杀菌和防腐保鲜作用、无残留、以空气为原料用物理方法可以生产等，使其在全世界已形成了一种独立的产业臭氧技术产业。臭氧是目前应用较广泛的新型广谱高效杀菌剂，是目前已知的一种广谱、高效、快速、安全、无二次污染的杀菌气体，可杀灭细菌芽胞、病毒、真菌等，并可破坏肉杆菌毒素。可杀灭附在水果、蔬菜、肉类等食物上的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、黄曲莓菌、镰刀菌、冰岛青霉菌、黑色变种芽胞、自然菌、淋球菌等，也可杀死甲、乙肝等传染病毒，还可以去除果蔬残留农药及洗涤用品残留物的毒性。其杀菌的机理是作用于细菌的细胞膜，使细胞膜构成受到损坏，导致新陈代谢的障碍抑制其生长，直至死亡；其杀灭病毒的机理是通过直接破坏其核糖核酸或脱氧核糖核酸来完成。其降解农药的机理是通过直接破坏其化学键来实现。臭氧能杀死病毒细菌，而健康细胞具有强大的平衡系统，因而臭氧对健康细胞无害。臭氧既可氧化分解去除微小的有机物、胶体杂质、腐殖酸，又能去除水中污染的浮油及藻类微生物和细菌、病毒，臭氧应用按用途分为水处理、化学氧化、食品加工与医疗四个领域，各领域的应用研究与适用设备开发都达到很高的水平。臭氧性质一、物理性质 在常温常压下，较低浓度的臭氧是无色气体，当浓度达到 15%时，呈现出淡蓝色。臭氧可溶于水，在常温常压下臭氧在水中的溶解度比氧高约13倍，比空气高25倍。但臭氧水溶液的稳定性受水中所含杂质的影响较大，特别是有金属离子存在时，臭氧可迅速分解为氧，在纯水中分解较慢。臭氧的密度是2.14g/L(0C,0.1MP)，沸点是-111C，熔点是-192C。臭氧分子结构是不稳定的，它在水中比在空气中更容易自行分解。臭氧虽然在水中的溶解度比氧大10倍，但是在实用上它的溶解度甚小，因为他遵守亨利定律，其溶解度与体系中的分压和总压成比例。臭氧在空气中的含量极低，故分压也极低，那就会迫使水中臭氧从水和空气的界面上逸出，使水中臭氧浓度总是处于不断降低状态。大气中少量的臭氧可在某些自然和人为的条件下产生。包括闪电，日光对烟雾成分的作用，紫外线以及水电解等。 二、化学性质 臭氧的化学性质是它的氧化能力很强，其氧化还原电位仅次于。臭氧主要功能（利）1、食物净化： 由表及里的降解果蔬、粮食中残留的化肥、农药等有毒物质，清除肉、蛋中的抗生素、化学添加剂、激素等有害物质，杀灭海鲜中容易引起中毒的嗜盐性菌，把住病从口入关。2、饮用水净化： 自来水经臭氧处理后是一种优质的生饮水。每升水只需通入臭氧2分钟即可去除水中的余氯，杀菌、消毒、去味、去除重金属、降解农药、化肥及其它有毒有害有机物的作用，防止致癌物质三氯甲烷的生成，增加水中含氧量，自制理想纯净的饮用水。3、消毒灭菌： 将清洗后的餐饮用具放入水中通入臭20分钟，可去除洗涤剂残留物，杀灭细菌、病毒，替代电子消毒柜，避免餐饮用具传染疾病。还可对衣物、毛巾、抹布、袜子等进行水介质消毒、除味。臭氧能氧化分解细菌、病毒内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶，并直接与细菌、病毒发生作用，氧化并穿透其细胞壁，破坏其细胞器和核糖核酸，分解 DNA 、 RNA 、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物，使细菌、病毒的新陈代谢和繁殖过程遭到破坏，而夺取细菌病毒的生命。同时还可以渗透细胞膜组织、侵入细胞膜内作用于外膜脂蛋白和内部的脂多糖，使细胞发生通透性畸变，导致细胞溶解性死亡，并将死亡菌体内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及热源 ( 内毒素 ) 等溶解死亡。4、空气净化： 臭氧具有很强的杀菌效果，有研究表明臭氧可在5分钟内杀死99%以上的杀死繁殖体；同时臭氧也起到除臭的目的，许多室内空气净化器以臭氧的强氧化性为原理，将空气中的有机物氧化，以达到净化空气的目的。将臭氧排气管挂在1.7米以上高度，排放臭氧20-30 分钟，即可有效去除室内烟尘或装饰材料的异味，降尘灭菌，增加空气含氧量，清新空气，让您在家中享受到雨后森林般清新的空气（可用于家庭、办公室、会议室、娱乐场所的除烟、除尘、消毒、去味）。5、果蔬保鲜、防霉：家庭果蔬保鲜只需往袋装果蔬中通入臭氧2 分钟，可延长保鲜期7天，也可用于菜窖防霉、果蔬运输。6、洗浴、美容、保健： 洗臭氧浴在国外已成为时尚，通过臭氧浴治疗疾病已有多年历史，这是 臭氧的又一神奇功效。经常洗臭氧浴能排除体内毒素，活化表皮细胞，消除痤疮，美白皮肤，对风湿病、皮肤病、妇科病、糖尿病及灰指甲等有良好疗效。7、养鱼、浇花： 浇花、大棚蔬菜的喷灌，能避免虫害，减少农药使用量。养鱼、水产养殖，臭氧进入水中释放出初生态氧，消灭细菌、病毒，氧化杂质，防止水质腐坏变质，增加水中养份。8、除臭：因臭氧有很强的氧化分解能力，可迅速而彻底的消除空气中、水中的各种异味。臭氧消毒灭菌的特点 (1) 高效性 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，由于它的灭菌广谱性，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) 高洁性 臭氧在环境中可自然分解为氧，这是臭氧作为消毒灭菌剂的独特优点。臭氧是利用空气中的氧气为原料，而产生的。消毒氧化过程中，多余的氧原子 (O) 在 30 分钟后又结合成为分子氧 (O 2 ) ，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。 (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，臭氧消毒可每天定时开启使用，而甲醛、环氧乙酸等药剂熏蒸消毒，则因消毒时间长，操作不便而难以每日定时操作。 (4) 经济性 通过臭氧消毒灭菌在制药企业 GMP 中的应用及运行比较，臭氧消毒方法与其他方法相比具有很大的经济效益和社会效益。 臭氧作为性能优良的消毒手段，在制药企业 GMP 、医疗卫生场所、食品加工车间和居民日常生活等许多领域都有大规模应用，被称为“绿色消毒剂”，在卫生部消毒技术规范等国家技术标准中对臭氧杀菌消毒都有明确的肯定。臭氧主要危害（弊）臭氧除了对人类有益的一面外，同时它又是一种可以对环境造成污染的物质，我国环境空气质量标准（GB3095-1996 ）中规定臭氧的浓度限值（1 小时平均）一级标准为 ；二级标准为 ；三级标准为 。臭氧的工业卫生标准大多数国家最高限值为0.1ppm （ ）。臭氧具有毒性，空气中臭氧浓度达到 时就对人的眼睛、鼻、喉及呼吸道产生刺激作用，浓度在 时便可闻到臭味，因此利用臭氧消毒杀菌浓度不应过高，臭氧发生器的产量不是越高越好。例如：一般家庭用室内杀菌的臭氧发生器产量应在200mg/h 左右，最高不要超过400mg/h 。这样，在臭氧杀菌工作后，室内残余浓度低于果品家卫生标准要求。一般认为臭氧吸入体内后，能迅速转化为活性很强的自由基-超氧基(O2-)，主要使不饱和脂肪酸氧化，从而造成细胞损伤。臭氧可使人的呼吸道上皮细胞脂质过氧化过程中花生四烯酸增多，进而引起上呼吸道的炎症病变，志愿者研究表明接触0.09ppm臭氧2小时后肺活量、用力肺活量和第一秒用力肺活量显著下降；浓度达0.15ppm时，80%以上的人感到眼和鼻粘膜刺激，100%出现头疼和胸部不适。由于臭氧能引起上呼吸道炎症、损伤终末细支气管上皮纤毛，从而削弱了上呼吸道的防御功能，因此长期接触一定浓度的臭氧还易于继发上呼吸道感染。臭氧浓度在2ppm时，短时间接触即可出现呼吸道刺激症状、咳嗽、头疼。需要注意的是，一些过敏体质的人，长时间暴露在臭氧含量超过 的环境下，会出现皮肤刺痒，呼吸不畅、咳嗽、鼻炎神经中毒、头晕头痛、视力下降、记忆力衰退；臭氧会对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用,致使人的皮肤起皱、出现黑斑；臭氧还会破坏人体的免疫机能,诱发淋巴细胞瘤。在有臭氧的环境下最好先别要小孩。浓度再高，会给人体造成更大的伤害；人体处于臭氧浓度的环境中，会影响人体肺部气管功能，使呼吸机能降低，目前有争论认为臭氧可以致癌（有国外资料显示，臭氧有致癌作用），对人体健康会有很大影响。据估计，臭氧每减少1，皮肤癌发病率将增加2-4，白内障患者将增加0.3-0.6。1986年美国环保局根据臭氧层臭氧总量每耗减1，地面紫外线B增加1.5-2的定量关系，做了一个预测。如果氯氟烃生产和消费不加限制，到2075年，地球臭氧总量将比1985年再耗减25。全世界人口中将有皮肤癌患者1.5亿人，死于皮肤癌者320万人；眼睛患白内障者1800万人。长期接受过量的紫外辐射，会引起细胞中脱氧核糖核酸（DNA）改变，细胞自身修复机能减弱，免疫机能减退，皮肤发生癌变。强紫外线还会诱发人体眼球晶状体混浊，也就是产生白内障以至失明。紫外线造成的人体免疫机能的抑制，还会使许多疾病的发病率和病情的严重程度大大增加。臭氧具有很强的杀菌效果，有研究表明臭氧可在5分钟内杀死99%以上的杀死繁殖体；同时臭氧也起到除臭的目的，许多室内空气净化器以臭氧的强氧化性为原理，将空气中的有机物氧化，以达到净化空气的目的。 但是，臭氧的强氧化性对人体健康却有危害作用。一般认为臭氧吸入体内后，能迅速转化为活性很强的自由基-超氧基(O2-)，主要使不饱和脂肪酸氧化，从而造成细胞损伤。臭氧可使人的呼吸道上皮细胞脂质过氧化过程中花生四烯酸增多，进而引起上呼吸道的炎症病变，志愿者研究表明接触0.09ppm臭氧2小时后肺活量、用力肺活量和第一秒用力肺活量显著下降；浓度达0.15ppm时，80%以上的人感到眼和鼻粘膜刺激，100%出现头疼和胸部不适。由于臭氧能引起上呼吸道炎症、损伤终末细支气管上皮纤毛，从而削弱了上呼吸道的防御功能，因此长期接触一定浓度的臭氧还易于继发上呼吸道感染。臭氧浓度在2ppm时，短时间接触即可出现呼吸道刺激症状、咳嗽、头疼。家庭用的臭氧机，如果使用不当，也会出现不良的影响。例如，将喷射口直接对着口吹，以去除口臭；为了追求健康而让婴幼儿从鼻子吸进臭氧或整晚无端地持续喷射臭氧等。这就像医生所开出的药一样，如果服用次数与量错误，就会出现副作用而危害人体。臭氧也是如此，使用方法如果错误，也具有伤害健康的危险性。人们的嗅觉对臭氧极为敏感，家庭臭氧机产臭氧浓度一般为0.05ppm左右，而人能感受到的浓度为0.01ppm，按卫生部标准接触10小时不会对人体有任何影响和损害。臭氧和有机废气所造成的危害必须引起人们的高度重视，低浓度的臭氧可消毒，但超标的臭氧则是个无形杀手! 它强烈刺激人的呼吸道，造成咽喉肿痛、胸闷咳嗽、引发支气管炎 和肺气肿； 臭氧会造成人的神经中毒，头晕头痛、视力下降、记忆力衰退； 臭氧会对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用，致使人的皮肤起皱、 出现黑斑； 臭氧还会破坏人体的免疫机能，诱发淋巴细胞染色体病变，加速衰老， 致使孕妇生畸形儿； 而复印机墨粉发热产生的臭氧及有机废气更是一种强致癌物质，它会引发各类癌症和心血管疾病。因此在臭氧设备间应设置通风设备，万一发生泄漏可及时排出臭氧。臭氧比空气重，通风机应安装在靠近地面处。传统打印机在使用的过程中会产生一定浓度的臭氧，主要体现在以下三个方面：首先是臭氧。静电复印机在使用过程中，由于采用电晕充电，会使周围空气中的氧分子(O2)产生电离，形成原子态氧(O)，原子态氧与周围氧分子结合而形成臭氧(O3)。臭氧是一种带有鱼腥味的强氧化剂，其比重为空气的1.66倍，常集聚在办公室的下层空间，属于无声杀手！臭氧强烈刺激人的呼吸道，造成咽喉肿痛、胸闷咳嗽、引发支气管炎和肺气肿；臭氧会造成人的神经中毒，头晕头痛、视力下降、记忆力衰退；臭氧会对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用，致使人的皮肤起皱、出现黑斑；臭氧还会破坏人体的免疫机能，诱发淋巴细胞染色体病变，加速衰老，致使孕妇生畸形儿。虽然高频高压电器设备都会在不同程度上产生臭氧，但静电复印机充电电位高达几千伏，又是利用率相当高的常用设备，因此臭氧产生量较大，有时空气中含量可高达几千ppm，远远超过了空气中的允许含量。其次，在使用复印机工作的过程中，除产生对人体健康危害严重的臭氧之外，高温、高速运动中的复印机墨粉将有部分外逸，产生一定量的粉尘，而墨粉发热产生的有机废气更是一种强致癌物质，它会引发各类癌症和心血管疾病。由于采用高分子材料进行显影和定影，也会有少量有害的有机气体(如苯乙烯)产生，这些对人体也是有害的。人们吸入的这些有害物质将永久性地滞留在人体中，而无法排除，长期接触会出现口腔及咽喉干燥、胸闷、咳嗽，还可引起支气管炎、中毒性肺水肿，在神经系统方面可引起头痛、头晕、恶心等症状。因此，臭氧和有机废气所造成的危害必须引起人们的高度重视。另外，复印机除上述危害外还存在噪声和因消耗材料而产生的固体废物，这些废物均是一些高分子化合物，在自然条件下很难分解。复印机伤害人体的原因如下：一是复印机在工作时排出的臭氧浓度可达每立方米0.113.76毫克，有机废气浓度也远远超过安全标准，对人体有较大的危害。二是复印机通过感光，将墨粉黏附于纸上来完成复印。目前大多数使用的墨粉中含有一定量的有毒性的有机物质，对人体有毒害作用。三是对复印机进行清理时，会接触到镉、砷、硒等有毒物质，严重危害人体健康，它们甚至有致癌作用。 随着社会的进步，健康办公产品越来越受到人们的重视，用户开始选择更健康环保的产品，厂商也在不断推出“绿色产品”，如无氟冰箱取代有氟冰箱，无辐射的LCD淘汰有辐射的CRT，环保概念车替代超标车等。环保型复印机，正是在这种时代背景下产生的，令人欣慰是近年来一些复印机厂商也正不断地推出环保型复印机。环保型复印机通过选用可重复利用及无污染的材质，保证了复印机在报废以后，不会对人类的生存环境产生污染。通过采用节电、节粉等节能技术，采用充电辊、转分带等新技术，使复印机在工作过程中产生的臭氧等有害气体、粉尘微粒、噪音都降低到了极其低的程度，不再对操作者产生任何身体上的伤害，从而使您的办公环境更加安宁与清新。 臭氧是强氧化剂，主要原理作用是刺激和破坏深呼吸道粘膜和组织，对眼睛有轻度刺激性。据实验研究材料