摘要：臭氧具有出色的滅菌作用，它在水處理的工藝中應(yīng)用前景一片光明。即使很多人都曾擔(dān)心使用臭氧消毒處理礦泉水，可能會(huì)對(duì)天然礦泉水的某些成分產(chǎn)生不良的影響，但臭氧在礦泉水中的應(yīng)用對(duì)于保證天然礦泉水的衛(wèi)生指標(biāo)起到了不可忽視的作用。本文簡(jiǎn)要地探討了臭氧對(duì)礦泉水中致病菌的滅菌效果，并且對(duì)于臭氧在礦泉水中的作用做了粗略的評(píng)析。

關(guān)鍵詞：臭氧 礦泉水 滅菌

中圖分類號(hào)：TS201.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-5336（2015）08-0000-00

作為一種強(qiáng)氧化劑及消毒劑，臭氧可以在短時(shí)間之內(nèi)，把各種致病菌及微生物消滅干凈。世界衛(wèi)生組織曾對(duì)其滅菌功效歸納，臭氧與其他殺菌劑對(duì)細(xì)菌的殺滅效果依次為：臭氧（O3） >次氯酸（HClO）>二氧化氯（Cl02）>銀離子（Ag+）>次氯酸根（ClO-）>高鐵離子（Fe3+）>三氯胺（NC13）。因此，臭氧在水處理中越來(lái)越多地被用于殺菌消毒。

1 臭氧的特性以及作用

常溫下，臭氧為氣態(tài)，呈現(xiàn)淡青色，極不穩(wěn)定，溶于水但溶解度不高。其氧化還原電位為2.07V，僅次于2.87V的氟，高于1.97V的氯氣，屬于一種強(qiáng)氧化劑。O3的穩(wěn)定性差，將溶解O3的水溶液放置一段時(shí)間，臭氧的濃度c（O3）會(huì)隨著放置時(shí)間t而下降，其反應(yīng)機(jī)理為2O3→3O2，△H=285kJ/mol-1。曾經(jīng)有科學(xué)家在室溫為20℃的條件下，測(cè)得臭氧水的pH值為7.6，于是他不斷調(diào)整水溫范圍在10-15℃之間，然后做出臭氧水的濃度c（O3）隨時(shí)間t變化的曲線圖，測(cè)得O3的半衰期為36min。

2 礦泉水中致病菌的種類、危害

2.1銅綠假單胞菌

該菌可寄生于皮膚、肛門(mén)、腋窩、生殖器和外耳道等人體部位，通常情況下致病概率極小，可是如果機(jī)體抵抗力低下，大量銅綠假單胞菌則有致病的可能。嚴(yán)重的系統(tǒng)性銅綠假單胞菌感染甚至可導(dǎo)致患者得敗血癥，往往還伴有發(fā)熱、黃疸、肺炎甚至腦膜炎等并發(fā)癥。

2.2糞鏈球菌

感染此類細(xì)菌將會(huì)出現(xiàn)如咽炎、膿皰瘡、扁桃體炎等病癥，另有乏力、惡心、嘔吐及頭痛等全身中毒表現(xiàn)，嚴(yán)重時(shí)可能在病例早期就出現(xiàn)急性左心衰竭、腦病及急性腎功能衰竭等表現(xiàn)。

2.3大腸桿菌

人體如果被變異的大腸桿菌感染后，會(huì)發(fā)生可怕的痙攣性腹痛和多次的出血性腹瀉，同時(shí)伴有發(fā)熱、嘔吐等表現(xiàn)；如果腎臟受到波及，還可能會(huì)出現(xiàn)急性腎功能衰竭的病癥，嚴(yán)重者甚至直接導(dǎo)致死亡。

2.4產(chǎn)氣莢膜梭菌

由該菌引發(fā)的食物中毒較為多見(jiàn)，因其有較強(qiáng)的繁殖能力與較長(zhǎng)的潛伏期而可存于礦泉水中。臨床表現(xiàn)為腹痛、腹脹以及水樣腹瀉，如果注意飲食衛(wèi)生，無(wú)發(fā)熱、無(wú)惡心嘔吐，兩三天后即可自愈。

3 臭氧的滅菌原理及在礦泉水中對(duì)致病菌的滅菌效果

3.1 臭氧的滅菌原理

作為人類已知的僅次于氟（F2）的強(qiáng)氧化劑，O3在一定濃度下能與細(xì)菌病毒等微生物產(chǎn)生生物化學(xué)反應(yīng)。O3能氧化分解細(xì)胞的葡萄糖氧化酶，并直接與細(xì)菌、病毒發(fā)生作用，破壞其細(xì)胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物，破壞細(xì)菌的物質(zhì)代謝及生長(zhǎng)。O3還可分解不易降解的苯等

芳香烴化合物，破壞氰化物等劇毒物的分子結(jié)構(gòu)，并且自身無(wú)毒物產(chǎn)生。

3.2 臭氧對(duì)致病菌的滅菌效果

O3的水溶液具有非常強(qiáng)的殺菌作用，并且低量高效，尤其是可在極短的時(shí)間內(nèi)將一定范圍內(nèi)的細(xì)菌及微生物全數(shù)消滅。本文中，為了展示這一強(qiáng)大的滅菌效果，特以具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行相關(guān)探討。在本實(shí)驗(yàn)中，首先分別取水樣品將其暴露于空氣中，讓細(xì)菌自然生長(zhǎng)，然后測(cè)定通入O3前細(xì)菌的濃度。當(dāng)?shù)V泉水中的臭氧濃度達(dá)到0.50mg/L時(shí)，5分鐘內(nèi)臭氧即可將細(xì)菌全部殺滅。

4 臭氧滅菌對(duì)礦泉水水質(zhì)的影響

4.1 鍶、偏硅酸等有益成份

我國(guó)飲用礦泉水中鍶、偏硅酸重碳酸鹽均屬于人體必需微量元素，也是礦泉水中的主要有益成分。因此臭氧殺菌過(guò)程中是否改變了礦泉水中鍶、偏硅酸、重碳酸鹽的含量，值得展開(kāi)探討。另外，礦泉水作為一種飲用水，其總堿度、總硬度以及pH值也必須得到嚴(yán)格控制。本次取礦泉水水樣進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，向該水樣中通入O3，15分鐘后對(duì)其成份進(jìn)行測(cè)定分析。水樣經(jīng)O3處理后除了pH以外幾乎都沒(méi)有改變，說(shuō)明臭氧消毒對(duì)這些指標(biāo)影響不大。

4.2 礦泉水中臭氧對(duì)人體健康的危害

天然礦泉水經(jīng)O3消毒處理后進(jìn)行灌裝，使礦泉水含有一定濃度的O3。而如果O3濃度偏低，則其只能起到抑菌作用，礦泉水存放一定時(shí)間后，O3因其不穩(wěn)定性而分解，使細(xì)菌又獲得生長(zhǎng)繁殖的機(jī)會(huì)，造成微生物超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；若O3濃度過(guò)高，則不僅會(huì)對(duì)天然礦泉水的口感產(chǎn)生一定的影響，還有可能對(duì)人體的健康造成危害?？諝庵蠴3對(duì)人體健康也會(huì)造成一定危害，因此作業(yè)車間內(nèi)O3濃度不得超過(guò)0.3mg/m3。瓶裝礦泉水幾乎不含雜質(zhì)，這使O3的分解速度受到了影響，瓶裝礦泉水中存留較長(zhǎng)時(shí)間的O3使其帶有特殊的刺激性氣味，對(duì)人體有毒性作用。其主要毒理是引起細(xì)胞膜脂質(zhì)及一些蛋白質(zhì)基團(tuán)的過(guò)氧化，使體內(nèi)自由基增多，降低紅細(xì)胞中乙酰膽堿酶活性，促進(jìn)機(jī)體衰老。因此，在允許使用O3消毒處理礦泉水的同時(shí)，應(yīng)對(duì)瓶裝礦泉水中O3允許使用的含量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的評(píng)定，要把消費(fèi)者的健康放在首位。

5 結(jié)語(yǔ)

臭氧對(duì)礦泉水進(jìn)行滅菌，當(dāng)水中臭氧的濃度達(dá)到0.5mg/L時(shí)，5分鐘之內(nèi)即可將水中的細(xì)菌全部殺滅；而礦泉水中鍶、偏硅酸、重碳酸鹽等有益成分并不會(huì)受其影響。建議在使用臭氧對(duì)礦泉水進(jìn)行滅菌處理之前，做到使用量的標(biāo)準(zhǔn)化，并且嚴(yán)格遵守這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，充分保證飲用礦泉水的安全性。

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收稿日期：2015-03-25

作者簡(jiǎn)介：夏玉環(huán)（1980—），女（滿族），吉林雙遼人，大專，就職于：沈陽(yáng)大清寶泉礦泉水飲品制品有限公司，研究方向：臭氧對(duì)礦泉水中致病菌的滅菌效果。