王巧黎 (青島中心醫(yī)療集團(tuán) 山東 青島 266042)劉培海 (山東出入境檢驗(yàn)檢疫局 青島)
衛(wèi)生檢疫
臭氧技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療和食品衛(wèi)生除害處理可行性的研究
王巧黎 (青島中心醫(yī)療集團(tuán)山東 青島266042)
劉培海(山東出入境檢驗(yàn)檢疫局青島)
食品、醫(yī)療以及養(yǎng)殖業(yè)的衛(wèi)生處理工作是保障食品安全和身體健康的一個(gè)重要組成部分,是有效防止傳染病傳播、保護(hù)食品安全和人體健康的重要的手段,其處理結(jié)果的好壞直接影響到食品的安全和人們的健康。而藥劑是影響處理結(jié)果好壞的最重要因素之一,為保證除害處理的效果,一般采用過(guò)氧乙酸、磷化鋁、溴甲烷等高毒、高污染的化學(xué)制劑,這些制劑在殺死病菌和害蟲的同時(shí),不可避免的會(huì)帶來(lái)人體損害和環(huán)境污染的問題。近年來(lái),隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們對(duì)安全健康問題的重視,一種新生的除害處理技術(shù)正得到廣泛的使用和關(guān)注,那就是臭氧技術(shù)。臭氧是世界上公認(rèn)的21世紀(jì)環(huán)境工程的四大技術(shù)之一,具有獨(dú)特的功能,如殺菌、消毒、除臭、防霉、保鮮和空氣清新等,在食品、醫(yī)療等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們對(duì)食品安全和身體健康問題的重視,人們正在探求和尋找可以用于醫(yī)療和食品的衛(wèi)生除害處理的“高效、低毒、環(huán)?!毙l(wèi)生處理藥品,而臭氧技術(shù)以其高效、環(huán)保、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn),得到人們的廣泛關(guān)注。本文對(duì)臭氧技術(shù)應(yīng)用和特點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)和概述,并對(duì)其應(yīng)用于醫(yī)療和食品的衛(wèi)生除害處理的可行性進(jìn)行了論述和研究,為醫(yī)療和食品的衛(wèi)生除害處理使用新材料、采用新工藝、學(xué)習(xí)新技術(shù)、拓展新領(lǐng)域提供了新的思路和方向。
(1)臭氧化學(xué)分子式O3,又稱富氧、三原子氧、超氧,因其類似魚腥味的臭味而得名。是一種強(qiáng)氧化劑和廣譜高效殺菌劑,主要作用是消毒滅菌,而其一個(gè)重要的特點(diǎn)是在常溫下可以自行還原為氧氣。(2)1785年,德國(guó)人在使用電機(jī)時(shí),發(fā)現(xiàn)在電機(jī)放電時(shí)產(chǎn)生一種異味。1840年德國(guó)科學(xué)家舒貝因(Schonbein)將此異味確定為O3,而命名為OZONE(臭氧)。自此以后,歐洲的科學(xué)家率先開始研究臭氧的特性和功用,發(fā)現(xiàn)廣譜的滅菌效果后,開始工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用,其中瑞典一家牛肉公司用于臭氧對(duì)牛肉存儲(chǔ)的保鮮,自1870年開始,一直沿用至今。在19世紀(jì),人們就認(rèn)識(shí)到了臭氧的強(qiáng)氧化作用,發(fā)現(xiàn)臭氧對(duì)木材、稻草、淀粉、植物色素、天然橡膠、脂肪、動(dòng)植物油與酒精等物質(zhì)都有氧化作用。1868 年,德·格貝斯(de·Gebeth)獲得了臭氧應(yīng)用技術(shù)的第一項(xiàng)專利,用臭氧將煤焦油混合物氧化為適于涂料、油漆使用的產(chǎn)品。1873年,歐洲將臭氧在食糖精制和亞麻漂白方面投入使用。一百多年來(lái)臭氧應(yīng)用已深入到多個(gè)領(lǐng)域,對(duì)人類的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。(3)二戰(zhàn)以后,國(guó)際上臭氧應(yīng)用技術(shù)獲到了長(zhǎng)足發(fā)展。首先,1902年,德國(guó)帕德博恩建立了第一座用臭氧處理水質(zhì)的大規(guī)模水廠,開創(chuàng)了臭氧水處理的先河,現(xiàn)在世界上已有數(shù)千座臭氧水廠歐美、日本、加拿大等國(guó)家的自來(lái)水廠應(yīng)用臭氧已達(dá)到普及程度。礦泉水、純凈水廠家?guī)缀醵佳b備了臭氧設(shè)備。美國(guó)七十年代初開始利用臭氧處理生活污水,主要是為了滅菌消毒、去除污染物、脫色等達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。日本則在缺水地區(qū)將污水用臭氧處理后作為中水使用。美、日、德、法等國(guó)家近年來(lái)都建立了大規(guī)模的臭氧污水處理廠。其次,工業(yè)應(yīng)用臭氧也已非常普遍,主要用于化工、石油、造紙、紡織和制藥、香料工業(yè)。食品行業(yè)的應(yīng)用更為普及,1904年歐洲就利用臭氧對(duì)保存牛奶、肉制品、奶酪、蛋白等食品進(jìn)行保鮮處理,三十年代末,美國(guó)80%的冷藏蛋庫(kù)都安裝了臭氧發(fā)生器。二戰(zhàn)后,歐美、日在食品果品、蔬菜保鮮中將臭氧運(yùn)用到儲(chǔ)存、制造、運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)。在醫(yī)療方面,二戰(zhàn)時(shí)日本就利用臭氧進(jìn)行人體理療,俄羅斯則將強(qiáng)氣(臭氧化空氣)給體育人應(yīng)用。目前,國(guó)際上在醫(yī)療方面已有多種用途:如病房、手術(shù)室的空氣消毒,利用臭氧水進(jìn)行醫(yī)用器械消毒,采用臭氧進(jìn)行牙科疾病治療(口腔手術(shù)及保持口腔無(wú)菌),采用臭氧與放射理療結(jié)合治療癌癥,喝臭氧水治療婦女病,注射臭氧氣體治療瘺痔、靜脈曲張等。在保健方面,日本、臺(tái)灣流行吸強(qiáng)氣(含低濃度臭氧的空氣)以強(qiáng)身,用臭氧化水淋浴身體殺體菌和美容?,F(xiàn)在流行的高科技美容,事實(shí)上就是應(yīng)用臭氧。(4)臭氧應(yīng)用按用途分為水質(zhì)處理、化學(xué)氧化、食品加工保鮮和醫(yī)療4個(gè)領(lǐng)域,各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用研究與設(shè)備開發(fā)都已達(dá)到相當(dāng)高的水平。世界已經(jīng)形成了獨(dú)立的臭氧技術(shù)產(chǎn)業(yè)和部門,1973年建立的國(guó)際臭氧協(xié)會(huì)(IOA)設(shè)在加拿大。該協(xié)會(huì)每?jī)赡暌淮闻e辦國(guó)際會(huì)議交流各國(guó)發(fā)展臭氧技術(shù)的論文、報(bào)告,發(fā)達(dá)國(guó)家都普遍建立了IOA地區(qū)性組織,進(jìn)行學(xué)術(shù)交流。(5)近年來(lái),我國(guó)臭氧技術(shù)得到了快速的發(fā)展和進(jìn)步,已經(jīng)應(yīng)用在高純水(電子、制藥等行業(yè))、醫(yī)療污水處理、污水處理廠、自來(lái)水廠、中水回用和游泳池水處理等各個(gè)行業(yè),而且在蔬菜種植、糧食保存等方面也得到逐步應(yīng)用。臭氧技術(shù)以其高效、環(huán)保、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)正逐步得到大家的青睞。
臭氧消毒滅菌方法與常規(guī)消毒滅菌方法相比具有以下特點(diǎn):
2.1高效性臭氧技術(shù)氧化能力強(qiáng),殺菌效率高,殺菌速度快,臭氧殺滅水中微生物的效率是氯劑的600~3000倍,可以殺滅水中所有的細(xì)菌、病毒、芽胞、孢子蟲類,還能殺滅藻類等;臭氧消毒不需要其他任何輔助材料和添加劑。消毒進(jìn)行時(shí)臭氧發(fā)生裝置產(chǎn)生一定量的臭氧,在相對(duì)密封的環(huán)境下,擴(kuò)散均勻,包容性、通透性好,克服了紫外線殺菌存在的消毒死角的問題,達(dá)到全方位、快速、高效的消毒殺菌目的。另外,由于它的滅菌廣譜,既可以殺滅細(xì)菌繁殖體、芽胞、病毒、真菌和原蟲孢體等多種微生物,還可以破壞肉毒桿菌和毒素及立克次氏體等,同時(shí)還具有很強(qiáng)的除霉、腥、臭等異味的功能。
2.2高潔性臭氧在環(huán)境中可自然分解為氧,而且氧氣是臭氧唯--的分解產(chǎn)物。這是臭氧作為消毒滅菌劑的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。臭氧利用空氣中的氧氣產(chǎn)生的,消毒氧化過(guò)程中,多余的氧原子(O)在30min后又結(jié)合成為分子氧(O2),不存在任何殘留物質(zhì),解決了消毒劑消毒時(shí),殘留物的二次污染問題,同時(shí)省去了消毒結(jié)束后的再次清潔。
2.3方便性臭氧殺菌設(shè)備一般安裝在室內(nèi)或中央空調(diào)系統(tǒng)、空氣凈化系統(tǒng)中,或者是滅菌設(shè)備中(如臭氧消毒滅菌柜、傳遞窗等)??筛鶕?jù)滅菌所需濃度及時(shí)間,自動(dòng)設(shè)置臭氧滅菌設(shè)備的定時(shí)控制,操作使用方便。而甲醛、環(huán)氧乙酸熏蒸消毒時(shí)間長(zhǎng),而臭氧消毒可以天天定時(shí)開啟使用。
3.1適合現(xiàn)代社會(huì)對(duì)食品安全和消毒劑安全的要求隨著人民生活水平的提高,食品安全問題已經(jīng)成為“天字一號(hào)”的問題,新頒布實(shí)施的《食品安全法》也將用于食品的消毒劑納入管理范疇。因此,如何選用健康、安全、無(wú)污染的消毒劑就成為我們必須關(guān)注的焦點(diǎn)。臭氧除害技術(shù)不僅可有效降低食品中的化學(xué)物質(zhì)殘留量、提高食品衛(wèi)生質(zhì)量,而且消除了化學(xué)制劑帶來(lái)的化學(xué)品殘留問題,從而成為除害處理技術(shù)的首選,而且應(yīng)用前景十分美好。
3.2技術(shù)的進(jìn)步突破了成本的限制,使臭氧技術(shù)廣泛推廣成為可能與傳統(tǒng)觀念相反,臭氧除害技術(shù)的成本相對(duì)來(lái)說(shuō)是較低的,原因主要有:(1)原料成本低:臭氧的原料來(lái)源充足,可以直接用空氣為原料,原料及原料處理幾乎不要花錢??梢跃偷厝〔?,可以用空氣為原料來(lái)制取臭氧,使用成本低。在常規(guī)條件下,一個(gè)50m3的空間,一個(gè)月用臭氧殺菌的成本只有5元左右。(2)操作簡(jiǎn)單方便:在使用微電腦控制的臭氧發(fā)生器時(shí),可以設(shè)定工作參數(shù),無(wú)需人員值守,可減少人工費(fèi)用。(3)可減少健康費(fèi)用的支出:自動(dòng)化控制程度高,人員無(wú)需呆在消毒室,且臭氧發(fā)揮殺菌作用后,會(huì)很快分解,所以,用臭氧殺菌消毒,不會(huì)對(duì)操作人員的健康產(chǎn)生危害,不會(huì)引發(fā)象化學(xué)熏蒸劑消毒那樣的職業(yè)病。(4)運(yùn)行費(fèi)用低:以臭氧消毒,消耗的成本主要是電費(fèi),例如,一個(gè)體積為300m3的食品車間用臭氧消毒,只要用15g臭氧、保持空間臭氧濃度達(dá)10mg/kg 1h即可。而要達(dá)此要求,只要用臭氧發(fā)生量為10g/h的臭氧發(fā)生器即可,這種設(shè)備的功率為70~80W。也就是說(shuō),一臺(tái)80W的臭氧發(fā)生器只要運(yùn)行1h,就可以滿足一個(gè)體積為300m3的食品車間的消毒要求,很顯然,這樣的電費(fèi)并不高,食品企業(yè)完全可以承受。而一臺(tái)臭氧發(fā)生量為10g/h的臭氧發(fā)生器,售價(jià)約為4000~5000元之間,而且隨著技術(shù)的進(jìn)步,價(jià)格還會(huì)繼續(xù)下降。(5)相對(duì)于用化學(xué)熏蒸劑消毒而言,購(gòu)買臭氧設(shè)備的一次性投入較大;但從長(zhǎng)期來(lái)看,臭氧消毒的運(yùn)行費(fèi)用并不高?;瘜W(xué)熏蒸劑是有毒有害物品和一次性消耗品,為了保存和使用這種物品,須設(shè)置專門的倉(cāng)庫(kù)和設(shè)施,這也要花一筆不小的錢,這筆錢極可能比一臺(tái)臭氧設(shè)備的購(gòu)置款大很多;每次消耗掉的化學(xué)熏蒸劑也要花錢。而一臺(tái)臭氧設(shè)備,只要保養(yǎng)得當(dāng)、正確使用,可以使用多年。而且,還可以 根據(jù)使用空間的大小選擇設(shè)備的型號(hào)和發(fā)生量,減少浪費(fèi)。
3.3氧化性強(qiáng),不僅能起到殺菌的作用,而且能殺死害蟲(1)臭氧是已知可利用的最強(qiáng)的氧化劑之一,是一種高效廣譜殺菌劑。臭氧可使細(xì)菌、真菌等菌體的蛋白質(zhì)外殼氧化變性,可殺滅細(xì)菌繁殖體和牙胞、病毒、真菌等。常見的大腸桿菌、糞鏈球菌、金黃色葡萄球菌等,殺滅率在99% 以上。臭氧還可以殺滅肝炎病毒、感冒病毒等,臭氧能殺死病毒細(xì)菌,而健康的細(xì)胞具有強(qiáng)大的平衡系統(tǒng),因而臭氧對(duì)健康細(xì)胞無(wú)害。(2)有可能成為有效的替代殺蟲技術(shù)。美國(guó)普渡大學(xué)的昆蟲學(xué)副教授Linda Mason及其同事正在研究臭氧作為一種替代技術(shù)的可能性。根據(jù)Mason及其同事的實(shí)驗(yàn),用50mg/kg的臭氧處理30d的小麥,結(jié)果發(fā)現(xiàn)92%~100%的常見的儲(chǔ)糧害蟲和表面真菌都被殺死了。該研究還發(fā)現(xiàn),目前糧食儲(chǔ)存過(guò)程中所使用的商業(yè)通風(fēng)系統(tǒng)足以將臭氧擴(kuò)散到所有谷物表面。后來(lái)對(duì)玉米、爆米花、大米和大豆等其他谷物的研究也得出了近似的結(jié)果,并沒有損害糧食的口味及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。(3)可以用于大棚蔬菜殺蟲技術(shù)。目前在國(guó)內(nèi)有些地方已推廣使用溫室臭氧防病機(jī)、電活化水滅蟲器等。其原理都是以空氣、水為原料,通過(guò)高壓、高頻產(chǎn)生高濃度的臭氧。臭氧是一種強(qiáng)氧化劑,對(duì)各種昆蟲、細(xì)菌及病毒具有極強(qiáng)的殺滅效果。當(dāng)害蟲吸入臭氧時(shí),臭氧的強(qiáng)氧化作用就會(huì)將其呼吸和循環(huán)系統(tǒng)氧化破壞,使其窒息死亡,達(dá)到殺蟲目的。大棚蔬菜病蟲害防治儀可防治大棚蔬菜的霜霉病、灰霉病、葉霉病、疫病、白粉病、角斑病等病害,還可殺死蚜蟲、白粉虱、斑潛蠅等害蟲。由于臭氧殺蟲具有無(wú)污染、無(wú)殘留的特點(diǎn),臭氧將在無(wú)公害蔬菜生產(chǎn)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。(4)適應(yīng)性強(qiáng),沒有特別的限制條件。臭氧是氣體,在空氣中可以彌漫到室內(nèi)所有物品周圍和空間的每個(gè)角落,擴(kuò)散性好,濃度均勻,不留死角。此外,臭氧不僅可以用于飲用水、污水等液體物質(zhì),而且還可以制成高濃度臭氧消毒水,作用于蔬菜、瓜果、食品用具、手和其他物品等固形物質(zhì),甚至可以用于藥行業(yè)、食品加工行業(yè)的管路、生產(chǎn)設(shè)備及盛裝容器的浸泡和清洗,使用簡(jiǎn)單,不會(huì)產(chǎn)生死角。
總之,臭氧技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,雖然也有超劑量存在危害的可能,但對(duì)衛(wèi)生除害處理來(lái)說(shuō),是難得機(jī)遇和挑戰(zhàn),應(yīng)該加強(qiáng)這方面的應(yīng)用和研究,從使用新材料、采用新工藝、學(xué)習(xí)新技術(shù)、拓展新領(lǐng)域等多方面入手,開發(fā)出適應(yīng)現(xiàn)代健康生活要求的衛(wèi)生除害處理技術(shù)。
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中圖分類號(hào):S851.36
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:C
文章編號(hào):1007-1733(2015)03-0037-03
收稿日期:(2014–12–26)