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臭氧的杀菌消毒机理研究
【发布时间:2012-05-23】 【查看次数:1563】

    臭氧对细菌灭活的机理
    
    臭氧对细菌的灭活反应总是进行的很迅速。与其它杀菌剂不同的是:臭氧能与细菌细胞壁脂类双键反应, 穿入菌体内部,作用于蛋白和脂多糖,改变细胞的通透性,从而导致细菌死亡。臭氧还作用于细胞内的核物质,如核酸中的嘌呤和嘧啶破坏DNA。
臭氧对病毒的灭活机理:

    臭氧对病毒的作用首先是病毒的衣体壳蛋白的四条多肽链,并使RNA受到损伤,特别是形成它的蛋白质。噬菌体被臭氧氧化后,电镜观察可见其表皮被破碎成许多碎片,从中释放出许多核糖核酸,干扰其吸附到寄存体上。
    
    臭氧杀菌的彻底性是不容怀疑的。

    臭氧杀菌原理

    臭氧灭菌或抑菌作用,通常是物理的、化学的及生物学等方面的综合结果。其作用机制可归纳为:(1)作用于细胞膜,导致细胞膜的通透性增加,细胞内物质外流,使细胞失去活动;(2)使细胞活动必需的酶失去活性;(3)破坏细胞内的遗传物质或使其失去功能。臭氧杀灭病毒是通过直接破坏核糖核酸或脱氧核酸完成的。而杀灭细菌、霉菌类微生物则是臭氧首先作用与细胞膜,使细胞膜的构成收到损伤,导致新陈代谢障碍并抑制其生长,臭氧继续渗透破坏膜内组织,直到死亡。

    分类

    人类自发现并使用臭氧以来,一直对臭氧的灭菌性能进行试验,这方面的试验报告很多,以下从几个方面进行综述。

    臭氧对细菌繁殖体

    李怀恩等观察了臭氧气体对空气中绿脓杆菌的杀灭作用。在15℃,湿度73%,臭氧浓度0.08-0.6ppm时,30分钟内杀灭率达到99.9%以上;伍学洲等试验臭氧对大肠杆菌杀灭率为100%,对金黄色葡萄球菌杀灭率为95.9%,对绿脓杆菌杀灭率为89.8%,顾士圻等试验,臭氧对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌杀灭率分别为99.7%、99.9%。居喜娟等试验用臭氧可杀灭空气中的白色葡萄球菌99.99%;Burleson等试验将臭氧气体通入染有金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、荧光假单胞菌、鼠伤寒沙门氏菌、福氏痢疾杆菌、霍乱弧菌的磷酸盐缓冲液中,作用15秒后,以上细菌全部杀灭;白希尧等发现臭氧水溶液杀菌作用强大,且速度极快,浓度为0.3mg/L的臭氧水溶液作用1分钟,大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的杀灭率均达100%。

    臭氧对细菌芽胞

    瞿发林等报告,以5.5mg/m3的臭氧作用下45分钟,可将100mL塑料瓶内滴染的枯草杆菌黑色变种芽胞100%杀灭;居喜娟等报道,在1m3试验柜内,开启500mg/h的臭氧发生器60分钟可对空气中的枯草杆菌黑色变种芽胞杀灭率达 99.95%;欧阳川等在动态试验条件下,将臭氧气体通入染菌井水中,臭氧浓度达3.8-4.6mg/L时,作用3-10分钟,水中枯草杆菌黑色变种芽孢杀灭率达99.999%。
臭氧对病毒

    李绍忱等试验发现,经10.3mg/m3浓度臭氧作用30分钟后,乙型肝炎表面抗原(HbsAg)的滴度从1:256降至1:64。史江等报告,臭氧浓度13.6mg/m3时使用30分钟,使HbsAg破坏99.99%,使用甲型肝炎病毒抗原(HAAg)破坏100%;Wolo等实验证明0.5ppm的臭氧可灭活空气中的甲型流感病毒99%;Herbold等报告,在20℃水中,臭氧浓度为0.13mg/L时,可以100%的灭活脊髓灰质炎病毒I型(PVI)。臭氧灭活病毒速度极快,当臭氧浓度分别为0.09mg/L-0.8mg/L时,在反应最初5秒钟内,噬菌体T2即可被灭活5-7个对数值。Finch发现水中含臭氧浓度40μg/L时,作用20秒钟,可使大肠杆菌噬菌体ms2灭活4个对数值。Vaughn等在4℃条件下,对比了臭氧对猿轮状病毒SA-H和人轮状病毒2型的灭活效果,发现两种病毒均能被0.25mg/L的臭氧迅速灭活。Crpend等检测了经臭氧处理后的血清中爱滋病毒(HIV)的灭活情况,证明当臭氧浓度为4mg/L时,可将滴度为106CID50/mL HIV全部灭活,病毒滴度下降6个对数值。
 
    臭氧对真菌

    汪华明等报道,臭氧浓度为9.6mg/L时,作用100分钟对杂色曲霉与桃色拟毒霉的杀灭率达100%,对蜡叶枝孢霉23mg/L30分钟、青黑霉在12.5mg/L作用35分钟、桔青霉在15.4mg/L作用30分钟,尖镰孢霉在15.5mg/L时作用20分钟,均可达100%灭活率。对于烟曲霉、细交链孢霉、爪哇毛霉等,在臭氧浓度为3.85-10.7mg/L时作用10-20分钟灭活率达96.4%。伍学洲等发现,臭氧在30分钟内对青霉菌的杀灭率为93.8%,对毛霉菌的杀灭率为100%;白希尧等报告,浓度为15mg/L的臭氧水溶液作用1分钟,可100%地杀灭试验中的黑曲霉和酵母。

    臭氧对原虫

    Finch等比较了22℃时臭氧对兰氏贾弟鞭毛虫和鼠型贾弟鞭毛虫色曩的灭活效果,当Ct值0.86mg.min/L时,可使鼠型贾弟鞭毛虫减少4个对数值,Ct值为2.5mg.min/L时,使兰氏贾弟鞭毛虫减少4个对数值。Korich等比较了臭氧、二氧化氯、氯对净化水中的微小隐孢子虫卵囊的灭活作用试验证明,1ppm的臭氧作用5分钟可以灭活90%的卵囊,1.3ppm的二氧化氯则需作用1小时,80ppm的氯则需作用1.5小时才能达到同样效果。

    臭氧杀菌消毒

    臭氧杀菌机理以氧化作用破坏微生物膜的结构实现杀菌作用。臭氧对细菌的灭活反应总是进行的很迅速,与其它杀菌剂不同的是:臭氧能与细菌细胞壁脂类双键反应, 穿入菌体内部,作用于蛋白和脂多糖,改变细胞的通透性,从而导致细菌死亡。臭氧还作用于细胞内的核物质,如核酸中的嘌呤和嘧啶破坏DNA。臭氧首先作用于细胞膜,使膜构成成份受损伤而导致新陈代谢障碍,臭氧继续渗透穿透膜而破坏膜内脂蛋白和脂多糖,改变细胞的通透性,导致细胞溶解、死亡。臭氧灭活病毒则认为氧化作用直接破坏其核糖核酸RNA或脱氧核糖核酸DNA物质而完成的。臭氧对病毒的作用首先是病毒的衣体壳蛋白的四条多肽链,并使RNA受到损伤,特别是形成它的蛋白质。噬菌体被臭氧氧化后,电镜观察可见其表皮被破碎成许多碎片,从中释放出许多核糖核酸,干扰其吸附到寄存体上。


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