臭氧消毒研究进展及对新型冠状病毒的灭活启示.docx

1、第41卷第11期圆园21年11月工业水处理灾燧跖SOUNov.tH21专论与综述DOI斜0.19965,'ki.iwt.2021-0515开放科学渊资源服务礴龄标识码渊OSID冤院g回臭氧消毒研究进展及对新型冠状病毒的灭活启示冀豪栋1袁2袁孙丰宾1袁2袁赖波3袁4袁刘文1袁2袁4渊1.北京大学环境科学与工程学院水沙科学教育部重点实验室袁北京100871B2.北京大学国家环境保护河流全物质通量重点实验室袁北京100871H3.四川大学建筑与环境学院袁中德水环境与健康研究中心袁四川成都610065H4.中国医学装备协会医院建筑与装备分会医院水系统研究中心袁四川成都610065冤用摘要蓉新型

2、冠状病毒肺炎SCOVID19堂疫情给人类社会造成了巨大威胁克新型冠状病毒焰ARS-CoV2§在不同环境介质中稳定性的差异袁使如何高效杀灭SARS-CoV-2成为关注的重要问题遥在综述臭氧及其协同技术在病原体灭活中应用的基础上袁探讨了臭氧氧化技术在SARS-CoV-2灭活中的应用可行性袁重点阐述了该类技术对丁病毒的灭活行为及机理遥该综述可为臭氧氧化技术应用于水中新冠病毒灭活及其在不同媒介中的次生传播阻断提供参考遥W关键词哲臭氧消毒日新型冠状病毒日灭活日氧化咱中图分类号暂X703.1咱文献标识码暂A咱文章编号暂1005-829X11112021冤11-0001-08Researchpro

3、gressinozonedisinfectionandimplicationininactivationofSARS-CoV-2JIHaodong,A2gSUNFengbin克LAIBo3MUlUWen,ft2t,浏.TheKeyLaboratoryforWaterandSedimentScience戒MinisiryofEducalion克CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering克PekingUniversiiy京Beijing100871克Chinail2.StateBnvironmenialProteciionKeyLaboratoryofA

4、llMaterialF'uxesinRiverEcosystems克PekingUniversity克Beijing100871素ChinaS3.CollegeofArchitecture&Environment京SinoGermanCentreforWaterandHealthResearch克SichuanUniversity京Chengdu610065ftChinaH4.ResearchCemerofHospitalWaterSystem京ChapterofHospitalBuildingandEquipment素ChinaAssociationofMedicalEqui

5、pment真Chengdu610065克China夏AbstractThenovelcoronaviruspneumoniailCOVID-191epidemicposesahugethreattothehumansociety.DuetothedifferenceinstabilityofthenewcoronavirusARS-CoV-21indifferentenvironmentmedia就hasbecomeanimportantconcernonhowtoeffectivelyinactivatethevirus.Thisreviewpresentedtheapplicationof

6、ozoneanditssy§nergistictechnologyintheinactivationofpathogensfirst袁andthendiscussedtheapplicationfeasibilityofozoneoxifpdationtechnologyininactivationofSARS-CoV-2克andmainlyillustratedthebehaviorsandmechanismsofSARS-CoV-2inactivation.Thisreviewcanprovideareferencefortheapplicationofozonetechnolo

7、gyonlheinactivationofnewcoronavirusesinwateraswellastheinterruptionofsecondarytransmissionindifferentmedias.Keywords底ozonedisinfeciion0SARS-CoV-2GinaclivationBoxidaiion2019年末爆发的由新型冠状病毒渊SARS-CoV-2袁简称野新冠病毒冶冤导致的全球性大规模新型冠状病毒肺炎渊C0VID-19冤疫情给人类社会带来了深远的影响袁到2021年5月为止袁全球范围内己累计报道咱基金项目哲北京大学新型冠状病毒感染的肺炎防控攻关专项曰国家日

8、然科学基金渊21906001冤曰北京市科技新星计划2191100001)19054冤咱基金项目哲北京大学新型冠状病毒感染的肺炎防控攻关专项曰国家日然科学基金渊21906001冤曰北京市科技新星计划2191100001)19054冤确诊病例超过1亿例遥新冠病毒在人群中主要通过空气渊呼吸道飞沫冤和物理接触进行传播均钢遥SARS-CoV-2不具有细胞结构袁而是由核糖核酸渊RNA冤和结构蛋白组成袁因外观像野皇冠治而得名遥其中RNA活中袁而且已经有报道显示臭氧技术对新冠病毒的灭活和受感染者的治疗方面具有效果袁但仍需进一步深入探究袁未来应重点关注的方面包括院滞1冤在纯臭氧技术和臭氧协同技术用于杀灭微生物的

9、方面己有大量研究袁但仍缺乏直接应用于新型冠状病毒的杀灭方面的研究遥考虑到新型冠状病毒的高传播性和在不同环境介质中的存活性差异袁一方面袁应开发高效低成本的臭氧协同技术用于不同场所和介质中新冠病毒的灭杀袁另一方面袁应研究灭杀过程中臭抵/协同技术与病毒之间的作川机制袁进一步阐明消毒机理袁以保证消毒的高效性遥渊2冤非均相催化协同臭氧技术对病原体具有高效的杀灭效果袁但是目前大多研究仍停留在实验室阶段袁还未大规模使用袁而且非均相催化材料的开发尧大规模装置的设计和材料渊尤其是纳米材料冤的毒性评估是其实际应用需关注的问题遥总而言之袁未来基础研究领域袁一方面需探清水尧气环境中臭氧协同技术与病原体之间的相互作用和

10、灭杀机理袁这对于臭氧技术的实际应用尤为重要日另一方面袁实际应用中袁开发绿色尧高效尧低成本的臭氧协同技术及配套设备是关键点遥参考文献雄DEABAJOGFJHERNANDEZRJSKAMINERIteialtBacktonor!ma旧AnoldphysicsroutetoreduceSARS-CoV-2transmissioninin?doorspaces阳J哲拔ACSNan。被020前，1,7弟院苜01-7713援机皆MORAWSKALftCAOJunji.AirbornetransmissionofSARS-CoV-2KTheworldshouldfacetherealityfijf.Envi

11、ronmentInternaiionaH2020袁139院105730.电3曾VANDOREMALEN京BUSHMAKERT副ORRISDH$ota度Aero野solandsurfacestabilityofSARS-CoV-2ascomparedwithSARS-CoV-li§JTheNewEnglandJournalofMedicin感2020&382汨6兢1564-1567援电4与ONGSWXgTANYKiCHIAPY$etal.Air费surfaceenvironmentaliandpersonalprotectiveequipmentcontaminationbys

12、evereacutere?spiralorysyndromecoronavirus2NSARSCoV2受fromasymptomaSliepauentJS.JournaloftheAmericanMedicalAssociationi20201323浦16策院1610T612.lfl5暂中华人民共和国国家卫生健康委员会.新型冠状病毒肺炎诊疗方案艮试行第七版0EBOL就2020-03-04鼬2021-05-27皆.http:椅WANGQihui玄ZHANGYanfan成WULiligetal.StructuralandfundtionalbasisofSARS-£oV-2entryby

13、usinghumanACE2用J暂,Ce11袁2020袁181渊4冤院894-904.YANRenhongiZHANGYuanyuan克LIYanin城eiaLStructuralbasisfortherecoRnitionofSARS-oV-2byfullilengthhumanACE2咕Jft2020卖3676485冤陆1444-1448.用8告CUIJiesLIFanftSH!Zhengli.OriginandevolutionofpathogeniccolronaviruseslSjS.NatureReviewsMicrobiologyii2019tl7iKJ(181-192.?98K

14、IMDSLEEJYsY?NGJSetal.ThearchitectureofSARS-CoV-2transcriptomefij?.Ce伸2020豆181#4访.914-921.用10皆YANGJinsunggPETITJEANSJ"KoehlerM知al.MoleculariniteractionandinhibitionofSARS-CoV-2bindingtotheACE2reWceptorfijfi.NatureCoinmuniealions202011R4541.仰11号HUBen吏GUOHua更ZHOUPeng京eial.CharacteristicsofSARS-CoV

15、-2andCOVID-19fijf.NatureReviewsMicrobiology更202建19院141-154.WRAPPI)互WANGNianshuangjCORBETTKSeial.Cryo-EMstructureofhe2019-nCoVspikeintheprefusionconformalionjS.Science袁2020袁36?渊6483冤院1260-1263.机3目MAZHARMAgKHANNAUHMEDSgetal.Chlorinationdisinfelctionby-productsinmunicipaldrinkingwater凯reviewfijl，JourJn

16、alofCleanerProduciion直2020彩73原123159.«14gSHANNONMAiBOHNPWIELIMELECHN值eial.NanoscienceandtechnologyMfi.UKSMacmillanPublishersLtd.2009337-346.阻15gJIHaodong克DUPenghuiftZlbODongyeftetal.2DIDgraphiticcalrbonnitride/tilanalenanolubesheterostruclureforefficientphoto郭catalysisofsulfamethazineundersolar

17、lightKCatalyticJfhotspots?&attheruti'e-anatase-titanateinterfaces削舌.AppliedCatalysisB：；.Environmental$20201263118357.响16暂熊兆银袁刘文袁曹剑钊袁等.新冠肺炎疫情对医院污水防控体系建设的影响及启示咱J暂.土木与环境工程学报袁2020袁42湖6冤院134-142.用17青VONGUNTENU.OzonationofdrinkingwaterRPart1.OxidationkineticsandproductformationUS.WaterResearch克200

18、3克3717族1443-1467.阳18gJIHaodong克GONGYanyanDUANJunketaliDcgradationofpc:ro?leumhydrocarbonsinseawaterbysimulatedsurfacdlevelatmosphrfricozon戒ReactionkineticsandeffectofoildispersanltjftMarinePollutionBulWi储2018航35原427-44011(1198GOMESJ袁MATOSAGMUREKMgetaLOzoneandphotocatalyticprocessesforpathogensremova

19、lfromwaterRAreviewlfijS.Catalyslts袁2019剿制策院46.lfl20§STANFORDBDgPISARENKOANgHOLBROOKRD$etalgPreoSzonationeffectsonthereductionofreverseosmosismembranefoul5inginwalerreuse曹雕OzonefiScience&Eng:neering$2011§33H5379-388赞丁兰英.臭氧杀菌效果及影响因素ofiC费椅全国臭氧技术应用研讨与产品展示会论文集.北京院中国国际科技促进会袭2001院81-87.IS22S冯

20、遵成素赵可胜页张希东袁等反臭氧对物体表面1BV冠状病毒的杀灭效果的研究岫J麒中国海洋大学学报位日然科学版直2004更34渊6鬼院1045-1048援K123暂洪波株王品虹t(纪义国求等接臭纸对空气中1BV冠状病毒的杀灭效果的研究们骸青岛海洋大学学报尻自然科学版京2003真33渊6簸861-864援<24XSCOTTMN虬ESHEREC.Effectofozoneonsurviva.andpenne?abilityofEscherichiacolijS.JournalofBacteriology就963麴5N35R567-576.<25|HAMELINC富CHUNGYS.Op:ima

21、lconditionsformutagenesisbyozoneinEscherichiacoliK12娜MutationResearch玄1974乾4淤浅271-279.#26普HUNTNK京MARIASBJ.KineticsofEscherichiacoliinactivationwithozone®J|.WaterResearch1997«3H6IK1355-1362.目27肖李洪敏京于莹京齐滨泉等&臭氧对不同细菌杀灭效果比较新胃技中国消毒学杂志会2004京21涡2冤泓23-125技«28IFINCHGRMLACKEKrLABATIUKCW$etal

22、.ComparisonofGiardialanibliaandGiardiamuriscystinactivationbyozonefijf.AppliedandEnvironmentalMicrobiologytU993591蕴3674-3680.启29暂RENNECKERJL袁MARINASBJ袁OWENSJHvtetal.InactivationofCryptosporidiumpan*umoocystswithozone蜥.WaterResearch京1999袁33渊11冤院2481-2488.fi30SWOLFC*VONGUNTEN以KOIINH.Kineticsofinactiva

23、tionofwaSterborneentericvirusesbyozone航8EnvironmentalScience&Tefchnology勉018就2洲4蒐院2170-2177#用31哲张珈敏直郑从义再肖度富点等推臭氧水对SARS病毒的灭活效果观察和龈中国消毒学杂志如004*21渊说修27-2醐«328张雪颖极浅述臭氧的灭菌效能用食品安全导刊直2019渊6冤院141-142接咱33暂冀豪栋袁齐娟始袁蝴茂盛袁等.纳米技术在水中病毒灭活中的应用院对新型冠状病资SARS-CoV-2传播阻断的启示响J哲.化学进展乾021抻0110.7536PC200205.I34SDRIEDG

24、ERAaSTAUBEhPINKERNELLUJetaLInactivationofcillussubtilissporesandfonnationofbromateduringozonation娜.WalerResearch克2001素35律12翳2950-2960.«35SMAGBANUABS屯SAVANTGTRLAXgetaLCombinedozoneandultraviolet:nac:ivationofEscherichiacoufijl.EnvironmentalLetters袁2006.41渊6冤I院1043-1055.用36暂WOLFERL袁STEWARTM就SCOTT

25、K戏ela摄InactivationofGiardiamurisandindicatororganismsseededinsurfacewatersulppliesbyPEROXONEandozoneEj啜EnvironmentalScience&Telchnology直1989直23潮赧744-745援|37gBURLESONGR/URRAYTM直POLLARDM.Inactivationofvilrusesandbacteriabyozoneftwithandwithoutsonicatio两看.AppliledandEnvironmentalMicrobiology矣1975克2

26、913歌340-344.厘38*YUKuopinfillUANGYitingtYANGShangchunTheantifungaleffiJcacyofnanoSmetalssupportedTi(XandozoneontheresistantAsp!crgillusnigersporeJf.JournalofHazardousMaterials京2013费261艮155-162.曾39告KISTLTftALBRECHTCftENIOLM.HospitallaundrywastewaterdisinfectionwithcaialyiicphoioozonauoniJS.CleanKSoilA

27、irWaler宜2010袁36渊9冤院775-780.粗0暂MOREIRAN宜SOUSAJMftMACEDOG袁etal.PhotocatalyticozonaStionofurbanwastewaterandsurfacewaterusinginunobilizedTi02withLEDsMicropolluiantsianiibioticresistancegenesandesiro?genicactivityfljS.WaterResearchi201694R10-22.E41普MECHAACONYANGOMSOCIIIENGA/etal；SynergisticefflectofUV-v

28、isandsolarphotocatalyticozonationonthedegradationofphenolinmunicipalwastewaterAcomparativestudy町部JournalofCaulysi球20161341K116-125(E42giZADIFARDM直ACHARIG竟LANGFORDCHaetal.DegradationofsulfolaneusingactivatedpersulfatewithUVandUV-ozoneflJ?.WaterResearch彩017*325母325-331.电43号MERENY1G虬】NDJtNAUMOVSfetaLRe

29、actionofozonewithhy5drogenperoxide测peroxoneprocess冤院Arevisionofcurrentmechani郛Sticconceptsbasedonthermokineticandquantum-chcmicalconsiSderations引电EnvironmentalScience&Technology京2010克44孰9兢3505-3507.剖4gKANG.1WfellOF-EMANNMRKineticsandmechanismofthesonoSlyiicdestructionofmethyltert-butyetherbyultr

30、asonicirradiationinthepresenceo:ozoneWJ炸EnvironmentalScience&Technology/199832淞0策院3194-3199员麻15暂唐燕萍更范伟袁沈成利.新型冠状病毒肺炎疫情期间臭飙.消毒机对病房床单位消毒效果观察昭J哲.中国消毒学杂志袁2020袁37渊6冤院420-422.粗6§中华人民共和国国家卫生健康委员会.WS/T512要2016医疗机构环境表面洁洁与消毒管理燃范响S罚.钢7gCLAVOBaCORDOBAfLANUSERODRGUEZrESP/RRAGONEKe:al.Effectsofozonetreatm

31、entonpersonalprotectiveequipmel?ntcontaminaledwithSARS-CoV-21UMAn【iox：danl或2020玄9调1滴1222.用48营CHINAWH1CHUJTSgPERERAMRAgetal.StabilityofSARS-CoV-2indifferentenvironmemalconditions町胃.TheLancetMicSrobeft2020$l»lIKE10.E49旨BIVINSA吏GREAVESJ克FISCHERR§eial.PersistenceofSARS-CoV-2inwaterandwastewate

32、rfijf.EnvironmentalScience&Tech?no1ogy集2020吏7渊12冤扇937-942.电50gCHENYifeiftCHENLiangjunftDENGQiaolinggetal.ThepresenceofSARS-CoV-2RNAinthefecesofCOViD-19patient通临Jour!nalofMedica.Virology必2020粉2林舫33-840.电51暂黄虞远袁张思蕙袁周姐袁等.新型冠状病毒在环境中的存活潜力和悠染风险暂.疾病监测袁2021袁36渊1冤院16-22.启52胃MATSONMJtYlNDACKttSElFERTSNfte

33、tal.Effectofenviron!menialconditionsonSARS-CoV-2stabilityinhumannasalmucusandspuiui歌EmergingInfectiousDiseases沱020在26淘嫉2276-2278.£53§FEARSA6KL1MSTRAWBJDUPREXP知allComparativedySnamicaerosolefficienciesofthreeemergentcoronavirusesandtheunusualpersistenceofSARS-CoV-2inaerosolsuspensionsWj醪dRx

34、iv$2020$DOIK10.1101/2020.04.13.20063784.渊下转第106页冤效果袁对TDS浓缩倍数一般为7耀8倍袁浓缩后TDS质量浓度超过170000mg/L袁最高可达236000mg/L遥因此经ED浓缩后的浓水可直接进蒸发结晶段袁省去浓缩段袁具有显著经济效益遥，渊2冤ED对浓盐水中主要离子叩Na尧C1及SO,有不同的浓缩倍数袁其中C的浓缩倍数最高袁平均为10.34倍日SO,2-浓缩倍数最低竟平均为5.7倍更Na，浓缩倍数平均为8.56倍苣因此箫农盐水中离子种类会影响ED对盐分的浓缩效果遥渊3冤ED对有机物有一定的浓缩作用袁基本为TDS浓缩倍数的一半曰对硅呈现野反向冶富集

35、特征遥因此袁ED在浓缩盐分的过程中袁具有较好的抗污染能力遥将4策在本中试试验中克ED脱盐电耗为0.2610.34kg屯膜对盐迁移量为430崔590g俅m窑i窸参考文献童莉素郭森痣周学双援煤化工废水零掉放的制约性问题申J西茂化工环保曩2010盘30湄5策院371-375根司2皆崔粲粲素梁善京罗柔直等技现代煤化工含盐废水处理技术进展及对策建议即醇洁样煤技术素2016散2渊6魅95T00费咱3暂徐升.焦化废水浓盐水减量蒸发技术的研究帽J哲.冶金动力袁2021渊1冤院54-58.用4杉王妍妍真吴英真杨洋真等核煤化工浓盐水处理工程设计用J?接工业用水与废水直2019更50农僦74-76揍咱5哲张志东袁张

36、文博.煤制天然气碎煤气化高浓废水零排放及分盐结晶技术探索咱J哲.煤化工袁2019袁4?渊4冤院6-11.启6碧金云巧关煤化工浓盐水及结晶盐处理技术探讨国J瓣煤化工袁2016克44渊4皴18-21枝m王可辉童徐志洁素王飞克等长燃煤山厂脱硫废水全膜法处理零排放中试试验们龈挣水技术索2017直36漏簸86-90接时8曾吴爱华援管网式反渗透膜渊STRO笼在零排放项目中的设计与应用响惜援净水技术表2017R36渊2簸88-91技腕刘皓费正渗透膜技术处理高浓盐水实验特性研究电D吾艮呼和浩特位内蒙古工业大学袁2018技国10暂张军农郭有智极正渗透浓缩浓盐水影响因素研究初探0惜版水处理技术袁2016素42制1

37、12-17枝别律尹婷婷页侯红娟长膜蒸饲处理焦化R0浓盐水试验研究审岛长宝钢技术立2016湄5瞬22-26松甫12西程方琳或刘宇坚克胡永健豆等类膜蒸捕技术处理R0浓水的研咒现状与进展咀J醐广东化工素2016酗3淞1就104T06搓旧13售田乘晖袁刘芷源袁李昱含.基丁野趋零排放冶的高盐废水电渗忻浓缩技术研究进阪咱J哲.环境工程学报袁2020袁14渊9冤院2394-2405.咀14暂陈玉姿袁项军袁程鹏高袁等.脱硫废水深度处理-电渗析浓缩规律研究咱J暂.膜科学与技术真2020袁仙渊5冤院85-91.电15留胡栋梁玄方亚平温会涛屯等长电渗析和反渗透耦合深度处理制革高盐废水的研究们酵水处理技术直2017剖

38、3渊11般107-11康国16暂张影素马学虎直兰忠直等接电渗析浓缩模拟浓盐水工艺的实验研究用J皆履高校化学工程学报哀201，谚28洲5买辰951-956援启17哲国家环境保护总局拨水和废水监测分析方法百悟搓4版茂北京院中国环境科学出版社直2002006-10注咱18暂李福勤袁朱故袁张引弓袁等.单价选择性电漆析对高盐废水一/二价阴离子的分离咱J哲.工业水处理袁2021袁41渊9冤院56-59.昱要咱作者简介暂黄海波阀1982要冤袁硕士袁工程师食注册级建造师遥电话£tE&naig260513542!昭收稿日期暂2021-06-22渊修改稿冤源上接第8页冤0

39、54盲DAIManman虬】1luananNANYanftetal.LongtermsurvivalofsalmonlatiachedSARSoV-2al4益asapoiemialsourceofwan!smissioninseafoodniarketsJ§.Bi<iRxiv2020KDOW.1011012020.09.06.281695.«55gFOLADOR!P更CUTRUPIFtSEGATAN知al.SARS-CoV-2fromfaecestowastewatertreatmentP.Whatdoweknow?/revieuJ?.Sci?enceoftheTot

40、alEnvironment京2020衰743打40444.的56暂杨书慧我吴颐杭袁屈雅静袁等.病毒在无生命物体表面存活时间及其影响因素分析ifi揩按环境科学研究袁2020袁33都鼬1618T623.部57目BAYARRIBiiCRUZlALCALDEA京LOPEZKV1NENTNrcial.CanoxoneinactivateSARS-CoV-2?Areviewofmechanismsandper?fonnanceonviruses*眼JournalofHazardousMaterial$2021415R125658.«58gTIZAOU1C.OzoneEApotentialoxid

41、antforCOVID-19virusftSARS-CoV-2姚席Ozon成Science&Engineeringi2020E42潮欢378-38E用5通CRISCUOLOEMIOTTIRA吏FERRARESERgetal掠FastinactivaHtionofSARS-CoV-2byUV-Candozoneexposureondifferentma0terialstiJdEmergingMicrobes&Infections$202lfilOMlIR2062101«60SFERN/NDEZ5CUADROSMEMl.BAl.ADEJOJFLORINMJrPEINALO

42、RADiietal撒）zone*（成andSARS-CoV2院Physiologicalba野sesandtheirtherapeuticpossibilitiesaccordingtoCOVID-19evo5:uiionarySNComprehensiveClinicalMedicine克2020直2洲8鼎1094-1102技，度旻旻旻要府作者简介g英豪栋2989要星*博士Elma响:haodongOpkueduc展通讯作者筑刘文豆博士素研究员京博士生导师苴ESmailJtwen.liui咱收稿日期哲2021-05-27渊修改稿冤更有效尧反应时间更短且微生物再生率低遥此是病毒的遗传物质袁而其

43、结构蛋白包括囊膜蛋白渊E冤尧膜蛋白渊冤尧核衣壳蛋白渊N冤和刺突蛋白淋冤4种组分袁起到保护病毒核酸和与宿主细胞结合的作用也网页遥目前袁有研究表明新冠病毒的刺突蛋白会首先与人体细胞中的血管紧张素转化酶2渊ACE2冤结合进而达到攻击人体细胞的目的虾潮i页袁其中刺突蛋白1渊S1冤与ACE2结合的能力是SARS病毒渊SARS-CoV袁同属冠状病毒袁导致2003年SARS疫情冤的1（广20倍袁这也是SARS-CoV-2相比于SARS-CoV传染性高和致病性强的内在原因也敏遥因此基于新冠病毒的结构组成和致病原理袁阻断其传播致病的途径主要有院渊1冤抑制和干扰SARS-CoV-2的刺突蛋白与人体细胞的结合路径曰

44、渊2冤直接破坏SARS-CoV-2的刺突蛋白结构袁使病毒无法与宿主细胞结合从而失去感染性曰渊3冤破坏SARS-CoV-2的核衣壳蛋白结构袁进而使RNA失去保护而解体曰渊4冤破坏SARS-CoV-2的RNA链袁使病毒丧失繁殖能力遥目前而言袁切断病毒在介质中传播的主要手段仍以氯制剂消毒尧紫外消毒和臭氧技术等传统消毒为主遥其中传统的氯制剂袁如广泛使用的84消毒液袁主要是依旅次氯酸的氧化作用实现物体表面和环境的消毒遥虽然次氯酸能穿透细菌的细胞壁袁破坏细菌的酶系统袁使细菌死亡袁但是对无细胞结构的病毒的杀灭效果差袁因而存在消毒效率低和持续性差等缺点卵何:遥紫外消毒是通过破坏微生物的脱氧核糖核酸渊DNA冤和

45、核糖核酸渊R'A冤袁干扰其复制和转录袁从而达到灭活的日的袁该方法具有效率高尧不产生二次污染尧广谱性的优势袁但是由于需额外提供紫外光源袁因而会受到能耗尧光利用率尧运行成本和维护成本的限制遥臭氧渊Q冤作为一种高反应活性分子袁其氧化电位为2.07V昨克高于过氧化氢务二氧化氯为筑气和高镒酸根等氧化剂袁臭氧分子本身即具有强的氧化能力遥此外袁臭氧在水中也能转化形成活性更高的活性氧物种渊R0S冤袁如羟基自由基雌DH袁氧化电位2.8V翳"演进而进行间接氧化作用it臭氧的直接和间接氧化不仅可以降解水中污染物也倾袁还可以消毒杀菌袁如臭氧及其衍化产生的自由基能够灭活各种病原体袁如细菌尧原生动物尧真

46、菌和病毒等也嗣遥因而袁臭氧氧化及其协同技术在阻断新冠病毒传播和灭杀方面具有很好的应用前景遥臭氧用作消毒剂袁相比于氯制剂外袁臭氧技术还可以提高下游工段的效率袁如能减较短的时间内分解为氧气袁因而次生环境问题相比于氯消毒技术来说大大降低遥但是当前的臭氧技术也面临多种多样的问题袁如为了达到有效消毒常投加高臭氧剂量袁过量的臭氧虽然可以同时去除有机微污染物袁但也会腐蚀管道设备袁且与溶解的有机微污染物发生不完全氧化反应会产生有毒有害的消毒副产物袁这一过程不仅增加了能耗袁还会带来一定的环境健康风险遥因而针对实际应用袁优化臭氧消毒技术及臭氧耦合消毒工艺的开发也成为了未来的重要发展方向遥笔者通过综述臭氧及臭氧协同

47、技术在原生动物尧细菌和病毒等病原微生物灭活中的应用袁并结合最新关于臭氧技术用于灭活新冠病毒SARS-CoV-2的研究袁深入探究臭氧对新冠病毒的灭活行为及机理袁提出此类技术的适用性及未来发展方向袁由此可为臭氧氧化技术应用于新冠病毒灭活及其在不同媒介中的次生传播阻断提供参考遥1臭氧对不同病原体的灭活臭氧及其生成的二次氧化剂具有与多种细胞成分渊如细胞壁冤反应的能力袁并能破坏DNA和RNA结构袁从而臭氧消毒具有高效性遥近年来袁随着化学法尧电解法和紫外法等臭氧发生方法的工业化进程的推进袁尤其是高压电晕法的规模化成熟袁为臭氧的大规模合成及在消毒方面的应用提供了基础造从1886年法国工程师B.A.DE.ME

48、RITENS首次将臭氧用于水中的杀菌开始袁到现在袁臭氧己广泛应用于饮用水尧空气和物体表面的消毒遥此外袁针对作用介质的不同袁不仅臭氧气体可用于消毒杀菌袁臭氧水也可用于消毒岫页遥臭氧作为消毒剂可以广泛杀灭各种病原体和致病微生物袁包括细菌渊如大肠杆菌尧金黄色匍萄球菌等冤尧各类细胞芽如尧真菌以及病毒渊如肝炎病毒尧流感病毒尧诺如病毒和冠状病毒等冤心页遥臭氧消毒的作用机制包含了化学尧物理及生物多方面的共同作用袁其作用机理如图1所示遥臭氧扩散到微生物膜或者蛋白外壳表面与病原体快速反应袁从而氧化降解膜及外壳结构袁导致细胞质和壳内基质的流失遥另外袁穿透膜和外壳的臭氧及其生成的活性氧物种能进一步攻击遗传物质DNA

49、或RNA物25贝遥总结臭氧及产生的ROS灭活机理院第M体M体DNAf£RAMl失活RK/ROSKM/Rosm埃攻击D、A或RNA图1臭氧法灭活机理Fig.1Inactivationmechanismofozone一袁直接作用于细胞膜袁致使细胞膜的通透性增加袁细胞质反向渗透外流袁从而使细胞失活曰第二袁作用于某些微生物渊如细菌冤的酶袁主要机制在于能氧化分解细菌内部箭萄糖氧化酶袁使酶失活袁阻碍细菌的代谢曰第三袁攻击遗传物质袁如I)NA或RNA袁使其失去遗传转录功能遥在不同环境介质中袁因为臭氧分解产生活性氧物种的差异袁主要作用物种有所差异袁如使用臭氧气体在气相中作用时袁以臭氧分子直接攻击为主

50、袁而臭氧水作用于固相表面或液相中时袁臭氧分子和活性氧物种协同攻击病原体遥臭氧杀灭细菌尧真菌等具有细胞结构的微生物或病原体袁是通过作用于细胞膜使细胞膜受损袁从而抑制其生长遥而杀灭无细胞结构的病毒则是通过破坏外部结构蛋白或者直接破坏其遗传物质来达到目的的遥用于评价臭氧等消毒剂消毒灭杀方法的常用指标为CT值貌也叫浓时积克mg伽in/垮克其计算公式院CT=HCr袁其中T为消毒剂与病原体的接触时间渊min冤袁源为消毒剂残余质量浓度渊mg/L冤遥CT值是一个广泛用于评价消毒剂消毒效率的判断指标袁可用于检查病原体或微生物对某种反应物失活的敏感性遥CT值越小袁消毒剂的消毒能力就越强袁也即同样条件下袁能达到一定

51、火菌率所需的时间越短遥臭氧用于水处理工艺中的消毒杀菌己经有超过-个世纪的历史袁其对各种病原体和微生物具有广谱灭活的效果遥表1基于CT值或灭活率对比了臭氧对不同病原体的灭活效果遥表1臭氧对不同病原体的灭活效率对比Table1Comparisononinactivationefficiency况variouspalhogensbyozone病原体种属CT值或灭活率实验条件大肠杆蝴EscherichiacoliW细菌4.dpi0*mSnin/L641Xg/L金黄色葡萄球ftJflStaphylococcusaureus冤也”*细陶lOmin灭活率92%0.92mg/L大肠杆菌#Escherichia

52、co诚剑细菌10min灭活率95%0.92mg/L白色念珠菌Candidaalbicans?y7：细菌10min灭活率80%0.92mg/L结核杆幽渊Tuberclebacillus冤岫1细南10min灭活率94%0.92mg/L蓝氏贾第鞭毛虫HGiaidialainblia'原生动物0.65m函nin/L1102.52mg,，成22益鼠贾第鞭毛虫IGiardiamurisX*®*原生动物0.24m航h】in/L0.62F.82mg/L$22益地子虫Cryptosporidiumparvumj-*原生动物3.08m的nin/L0.362.2mg/U25益艾柯病毒KEchovi

53、rus8®1病毒1.9(?10'ni痈】lin/L4.106.66沥nol,，'l鬼2益腺病莓|AdenovirusS1®病毒4.1P10'min/L4.10'6.66i&niol/L$22益柯萨奇病毒HCoxsackievir诚颂'病毒8.0P1Omnin/L4.L0'6.66&nol/Li22益冠状病毒渊SARS-CoV冤也城冠状病毒4min灭活率100%27.73mg/L袁19益支气管炎病毒渊IBY冤6冠状病毒40min灭活率100%20.3mg/n?总体上看袁臭氧灭活细菌和病毒比灭活原生动物有更好的效果

54、袁主要是由于细菌和病毒对臭氧的敏感性要高于原生动物遥臭氧及其分解产生的活性氧物种对不同病原体的灭活主要是通过前述的3种方式袁臭氧的首要目标是破坏病原体的表面袁臭氧与细胞包膜中不饱和脂的双键反应导致微生物裂解袁进而使细胞成分和遗传物质泄漏袁原生动物尧细萌和病毒结构的差异造成了三者对臭氧敏感性的差异畛跛袁尤其是原生动物体表有一层连续的界膜袁也即原生质膜渊表膜冤袁是造成其对臭氧敏感性低的主要原因遥相比于对臭氧的敏感性袁病原体与臭氧的反应动力学速率也决定了其被臭氧灭活的效率置N.K.HUNT等口"报道了大肠杆菌弟Escherichiacoli氛与臭氧反应的动力学常数是抱子虫Cryptospo

55、ridiumparvuml的几千倍袁因而袁他们认为在饮用水杀菌系统中抱子虫更应该被关注遥李洪敏等阪研究对比了臭氧对4种不同细菌的杀灭效果竟当臭氧质量浓度在0.92nig/L时克臭氧对培养基上的金黄色葡萄球菌湖Staphylococcusaureus疑大肠杆菌湖Escherichiacol凝白色念珠菌德ndidaalbicans冤尧结核杆菌浦Tuberclebacillus冤的灭活率分别达到了92%尧95%尧80%尧94%曰而以同样的臭氧质量浓度袁对空气中的上述4种细菌经过20min熏蒸袁灭活率分别达到93%尧93%尧90%96%袁证明臭氧灭活法对空气中和物体表面的细菌均有很好的杀灭效果遥除对细

56、菌和原生动物能有效灭活外袁臭氧也能有效地灭杀病毒苣C.WOLF等挪研究了臭氧对艾柯病毒浦Echovirus赣腺病毒AdonovirusI和柯萨奇病毒;CoxsackicviruI的灭活动力学素对这3种病毒的灭活CT值分别达到了1.9肌0：彩.啊0翔.0舛（Tm箱iiin/U!2臭氧协同技术对病原体的灭活目前袁基于臭氧氧化技术的协同消毒方法主要集中于以下4个方面院紫外协同臭氧渊UV+O：傀尧过氧化氢协同臭氧渊H0+O,冤尧超声协同臭氧及非均相催化协同臭氧技术遥单纯的臭貌消毒会产生有害的消毒副产物混酸盐袁因而会影响对病原体的灭杀效果袁A.DRIEDGER等跖通过控制反应pH和臭氧浓度来抑制副产物的

57、产生遥此外袁单纯臭氧法的杀菌消毒效率低而相对昂贵袁经济效益比低遥因此袁合理的臭氧辅助协同消毒系统日益受到关注遥表2对比了不同臭氧协同技术对典型病原体的灭活效果遥表2不同臭氧协同技术对病原体的灭活效果对比Table2Comparisononinactivationefficiencyofvariouspathogensbydifferentozonefessistedtechnology方法病原体种属灭活效果实验条件UV+臭氧g大肠杆菌Escherichiacolit细菌120s灭活率100%UV20W/戳臭氧0.46g/戳pH-71LO2+臭氧S鼠贾第鞭毛虫IGiardiamurisS等细菌史

58、病毒*原生易物灭活效果8.01孵苑CT值5.4m而nin/L臭氧1.04.0mg/LW2O20'1.2nig/L超声+臭组*大肠杆菌il般cherichiacol谡循脊随炎病毒iWHO心肌炎病毒*细菌尧病毒火活率100%二级出水袁152.4enr'/h臭氧袁150W超声功率EncephaloinyocarditisSP25TiO.负载Ag渊Cu尧宜如臭钗小黑曲霉菌*A.niger夏真菌k=0.4750.966h'1107ml.壤5m&'l.0吏2ingcm催化剂P25TiO>+UV+只沁”大肠杆菌由Escherichiacol说细菌k=0.507hg活率100%2.96mgcm2催化剂彩4WrO,5.80mg/hP25TQ+UVLED+臭氧洒大肠杆菌讦Escherichiacol源细菌尧灭活率100%10WUVLED亲60mLmmO；1抗性基因渊ARGs冤抗性基因-11-1P25Ti0+Uy或太阳光+臭氧邱大肠杆菌拒scherichiacol凝细菌达到100$灭活率的时呷轴蹄¥膈200ml.Bcoliil59mLSalmon