臭氧在医疗行业中的应用

一:概述

医院是病人聚集的场所，病毒菌的发生及传播都较为严重，医院为了保护病人的健康、康复和避免交叉感染，都有很严格的消毒灭菌规程与制度。医院的消毒灭菌手段目前主要是：

1、空间空气消毒利用紫外线杀菌；

2、医疗器械用品多用高锰酸钾、过氧乙酸药液及烧、蒸、煮等手段

3、大面积的普杀手段多用来素水泼洒，使医院具有特殊的气味。

紫外线灭菌，目前是手术室、无菌室等重要场合的主要手段，其缺点在于紫外线灭菌速度慢、成本高、有死角（阴影），紫外线对人体皮肤可构成伤害，掌握使用要求严格。以上情况表明，医院采用臭氧气体消毒是必需的，目前不少医院已采用臭氧产品。医疗器械及物品洗涤采用高浓度的臭氧水，也较药物优越，目前阻碍医院使用臭氧产品的原因主要是经济条件（更换设备需要资金）和旧制度中的灭菌规范（针对紫外线及药物）沿用。医院使用臭氧产品，应按其用途进行规格（发生量）上的严格挑选，以适宜使用.

二:臭氧在医疗行业的应用领域

（1）水体消毒：由于臭氧在水中的不稳定性，分解后产生氧化能力极强（比单原子氧还强）的羟基（OH）和单原子氧等，可有效的杀灭水中的各种细菌和病毒。国外把臭氧视作最为理想的水质消毒净化剂，很多大型水厂普遍采用臭氧来处理饮用水，我国的昆明自来水公司，深水集团、上海自来水公司也陆续采用臭氧对水质进行净化消毒。

氯剂消毒水，可以产生致癌毒物三氯甲烷，如果氯剂投加量增多，三氯甲烷的生成量也就增多，随着人类对致癌物质毒性的研究深入，世界水质协会，世界卫生组织等已经不主张将氯剂用于饮水消毒。而臭氧用于饮水消毒有以下优点：

氧化能力强，杀菌效率高，杀菌速度快，臭氧杀灭水中微生物的效率是氯剂的600－3000倍，可以杀灭水中所有的细菌、病毒、芽胞、孢子虫类，还能杀灭藻类等；

臭氧在水中的作用后，产物是无毒无害的氧气，并且臭氧本身无永久的残留性，还能增加水中溶解氧；

有去色、除臭的作用，降低水的浑浊度；

能氧化分解水中的铁、锰、银、钴、悬浮颗粒、有机农药和洗涤剂等，极大改善水质。

水处理中臭氧的投加量要根据水的理化性质、污染程度、接触时间等设计。对于生活用水和饮用水消毒时，投加0.1－1mg/L即可，一般水体投加臭氧量0.5-1.5mg/L，接触5－10分钟，水中保持剩余臭氧浓度0.1-0.5mg/L。

臭氧也广泛用于污水处理，由于臭氧的强杀菌能力，国外许多医院采用臭氧处理污水，并取得了满意的效果，试验证明，当医院排放污水中含有106—108个细菌/L时，投加臭氧浓度达10－20mg/L作用10－15分钟，对细菌繁殖体的杀灭率达99.999％－100％，投加25－30mg/L作用15分钟，对芽胞的杀灭率也可达99.999％以上。

臭氧用于饮用水、污水消毒的同时，还可以制成高浓度臭氧消毒水，对蔬菜、瓜果、医院用具、手和其他物品清洗、消毒。在日本，使用高浓度臭氧消毒水已经成为消毒领域的重点，特别是，在1996年夏季，病原型大肠杆菌0517爆发性感染事件中，以前使用的次氯酸钠、乙醇、乙酸等杀菌剂，在长期的100－300ppm浓度下，致使大肠菌等革兰氏阴性菌产生极强的抗药菌变异，而作用机理完全不同的高浓度臭氧消毒水对此却十分有效。而在日本的医疗卫生系统，抗青霉素金黄色葡萄球菌感染也成为严重的问题，使用高浓度臭氧水进行医疗人员洗手以及医疗器械消毒的解决办法受到了重视。

日本在进行臭氧水对医疗部门相关微生物的杀菌效果试验中，对在平时经常性接触的，也是在医院感染中重要的微生物作为测试样本，如细菌：大肠杆菌IFO3301、铜绿色极毛杆菌IFO3445、金黄色葡萄球菌ATCC43300、表皮葡萄球菌IFO12993；病毒：疱疹病毒RF、腺病毒3型、科赛奇病毒B5FAULKNER、艾珂病毒7型WALLACE、流行感冒病毒PR8等，与氯剂消毒水对比，各供试菌在臭氧水浓度4mg/L作用10秒后即可全部杀死，而对照组在30秒后，仍有103mg/L以上的活菌数残存。对于病毒，其结果由病毒半数组织培养感染量（TCID50）表示，TCID50减少103以上，可认为病毒灭活。在臭氧水4mg/L浓度作用下20秒，疱疹病毒、流行感冒病毒减少TCID50103以上，科赛奇B5病毒、艾珂7型病毒减少TCID50104以上，所以可以确认臭氧水对于医疗、制药及医院加工领域中引起感染的细菌、病毒具有很好的杀灭作用。

在对医护人员清洗手指附着菌去除，供试菌体为抗青霉素金黄色葡萄球菌，对比组采用消毒用乙醇，MK212。对清洗后排水鉴定杀菌效果和排水二次污染，排水中菌数，对照组104，臭氧水仅为101。证明臭氧水杀菌效果明显，而且对外界没有造成二次细菌污染。

根据医疗器械及医用材料基础性生物学试验标准：

细胞毒性试验，对动物固体毒性试验即由人或动物细胞进行细胞毒性试验，此次为小鼠成腺细胞，进行吉姆萨染色，结果反映，臭氧水无细胞毒性或微小毒性。

过敏性试验，皮肤过敏性试验是人在某物质反复暴露时，引起免疫反应障碍，检查是否引起过敏症状。试验采用最大值进行，臭氧水注射土拨鼠皮内，结果均无红斑、浮肿等过敏症状，无过敏反应。

眼粘膜刺激性试验，在用4mg/L臭氧水滴眼时，无刺激、结膜，虹膜，角膜均无损伤，判定无眼粘膜一次刺激性。

皮肤累积刺激试验，对新西兰小白鼠背部皮肤连续在14天内，使用臭氧水擦抹，试验动物在试验期间行为正常，毛及排泄物均无变化，皮肤无红斑及浮肿，可以认为臭氧水连续使用时对皮肤无累积性刺激。

综上所述，使用臭氧水消毒灭菌，是极其有效和安全的。对于一般细菌，1mg/L臭氧水已经足以杀死。而对于病毒的灭活，我们建议应使用高浓度臭氧水。

臭氧水除了对试验中所使用的供试细菌、病毒，还可以对诸如亲脂性病毒和亲水性病毒（包括甲肝HAV、乙肝HBV、丙肝HCV以及艾滋病毒HIV），绿脓杆菌，荧光假单胞菌属，军团菌属，产黄杆菌属，产碱杆菌属，阿米巴原虫，人致病性真菌（如白色念珠菌属）等等。

同样，臭氧水也作为有效的治疗手段，用于治疗疾病。1902年J·H·Clarke的《医疗实践手册》中记述了臭氧水在治疗贫血、糖尿病等疾病中的成功运用。1979年DR George Freibott开始使用臭氧治疗艾滋病患者。到今天，在德国、法国、意大利、俄罗斯、葡萄牙等欧盟国家臭氧疗法已经广泛应用。在应用臭氧水处理产妇产后护理，烧伤病人清洗消毒方面，我国也有初步的研究。而英国皇太后在世时，之所以长寿的秘诀，一个是随身不离的热水袋，再有就是坚持臭氧水注射保健。

在医院生产领域，臭氧水杀菌代替传统的消毒剂也更显示出卓越的优势，美国、欧盟等在公共用水和医院加工中已广泛应用臭氧水。在蔬菜加工中，传统的消毒灭菌方法是采用高温杀菌工艺，不仅对蔬菜的色泽、口感、质地等造成破坏，而且还消耗大量能源。利用臭氧水作为冷杀菌技术可避免传统工艺对蔬菜质量的破坏，提高产品附加值，同时也降低了成本。在相关试验中，与二氧化氯对照比较，其蔬菜加工品的卫生指标达到无菌要求，杀菌效果优于二氧化氯水溶液。

在对水产品，如鱼类等消毒净化中，同样对照氯剂消毒净化，在储藏时间、细菌繁殖率、味道、原生质、外表等方面，臭氧水均优于氯剂类。在采用臭氧海水处理贝类，经过处理，贝类自身洁净速度加快，在研究的九个菌种包括大肠杆菌，假单胞菌属绿脓杆菌和伤寒属沙门氏菌等，总体上比采用氯剂对照组要减少1/100—1/1000。

臭氧水也可以用于制药行业、医院加工行业的管路、生产设备及盛装容器的浸泡和清洗，从而达到消毒灭菌的目的。采用高浓度臭氧水进行浸泡、冲洗，一是管路、设备及盛装容器表面的细菌、病毒被大量冲淋去除；二是残留在表面上的未被冲走的细菌、病毒被臭氧杀死，使用简单，在医药生产和医院加工中不会产生死角，避免了生产中使用化学消毒剂带来的化学毒害物质的排放和残留污染等环境问题。

（2）空气消毒：臭氧在空气中可以弥漫到室内所有物品周围和空间的每个角落，扩散性好，浓度均匀，不留死角，因此比紫外线更具有优势，而紫外线以光辐射方式杀菌，只有在照射到的位置达到照射强度标准才能有杀菌效果，而且臭氧的溶菌性消毒机理可以有效的杀灭空气中的各种微生物。低于安全容许浓度（0.2mg/M3）的臭氧即对一般细菌繁殖体具有良好的杀灭作用。试验用30 mg/M3浓度臭氧，作用15分钟，对样本医院病房内的自然菌的杀灭率≥92.7％，对气溶胶中金黄色葡萄球菌，以0.12 mg/M3臭氧作用30分钟，杀灭率达到99.9％以上，对枯草杆菌黑色变种芽胞以5.67 mg/M3浓度臭氧作用60分钟，杀灭率≥99％。

采用气相臭氧消毒的主要优点：臭氧的最终分解物是氧气，无残留，对环境无任何公害；对所消毒物品，如器皿、餐具、医院等不会有任何残留物，而且对原有物品的理化性质影响较小；相对于其他消毒方式，如紫外线、药剂熏蒸等，运行成本较小；适用范围广阔，没有特别的限制条件。

在气相条件中，臭氧杀灭微生物的效果，取决这几个主要因素：臭氧阀值浓度，即当臭氧空气浓度在达到此浓度要求时，才能具有杀灭微生物的能力；微生物种类；处理时间；臭氧分布方式；空间内的温度和湿度条件；室内墙面、顶棚、地板及其他装饰材料的还原性影响等。

气相条件下，臭氧对微生物的杀灭效果是有区别的，经实验证明，臭氧对人、动物的致病菌、病毒具有很强的溶菌性杀灭作用。

影响气相臭氧杀菌效果的环境因素主要是温度和湿度。一般情况下，温度低、湿度大则杀灭效果好，尤其是湿度条件，相对湿度≤45％，臭氧对空气中悬浮微生物几乎没有杀灭作用，相对湿度＞70％，杀灭效果才真正的体现出来。这是由于相对湿度提高，可以使细胞膨胀，细胞壁变薄，使之更容易受到臭氧的渗透溶解。

三:臭氧在医院空间消毒应用范围

臭氧在空气中以小分子形式存在，作用快速，最终分解为氧（O2），不会在环境中残留，不污染环境，这是选择臭氧作为空气消毒的重要原因。可用于手术室、治疗室、供应室、病房间、制剂室及无菌室,更衣室,食堂等场所的空气消毒以及常用机械、手术工具的消毒。

四:医院用臭氧投加产量

对于不同的房间设计不同的臭氧浓度。臭氧投加方式一般采用中央空调，布管式，对于小车间可采用直接投加。

臭氧投加量计算

W=C*V/S 其中

W：实际选用臭氧发生器的产量，单位为g/h

C：车间消毒需保持的臭氧浓度

V：实际臭氧消毒体积

S：臭氧衰退系数0.4208

三十万级取C=2.55ppm=5mg/m3；

十万级取C=5ppm=10mg/m3；

万级取C=15ppm=30mg/m3；

百级取C=20ppm=40mg/m3。→无菌

五:空间消毒臭氧投加方法

1、中央空调内置型臭氧机：将臭氧消毒机安置在中央空调送风道或回风道内部，利用空调的风力将臭氧消毒机产生的臭氧输送到需要消毒的车间内。这种臭氧消毒机使用简单，臭氧气体也能方便地投送到需要消毒的车间内。（但由于是安置在空调风道内，所以发生故障时，不易察觉，取出维修时也不方便。同时，臭氧气体可能会对镀锌铁板制做的风道、空调马达、铜制零部件、电子元件、橡胶密封件等产生一定的氧化和腐蚀作用。）

 2、中央空调外置型臭氧机：将臭氧消毒机产生的臭氧通过管路送入中央空调送风道或回风道内，利用空调的风力将臭氧输送到需要消毒的车间内。和内置型臭氧消毒机相比，这种臭氧消毒机仅仅是维修和维护方便了，但依然存在臭氧气体可能损坏空调系统配件的缺点。

 3、壁挂式臭氧机：将臭氧消毒机悬挂在车间外墙壁的高处，通过臭氧消毒机上硅胶管连接将臭氧气体吹送到车间。（这种臭氧消毒机由于结构、体积等方面的限制，实际吹送臭氧的距离很近，通常不会超过3米，无法对车间的远处消毒，当车间面积较大时，需要安装多台才能达到消毒效果。）

 4、移动式臭氧机：臭氧比空气重，对对车间消毒时，通常是从高处投放臭氧，并且要求尽量将臭氧投放到车间的每个角落。将臭氧消毒机放在车间外，通过臭氧消毒机上硅胶管连接将臭氧气体吹送到车间。

5、管道喷淋型臭氧机：在需要消毒的车间天花上或墙壁高处，安装直径和长度合适的PVC管，在PVC管上定向开数量合适的臭氧喷孔，将臭氧消毒机产生的臭氧气体充入PVC管内，通过臭氧喷孔将臭氧均匀喷洒到车间内。

六:臭氧在医院污水消毒

近来发展起来的臭氧水处理技术，在医院污水处理工程上被广泛应用，收到了极好的效果，这是因为臭氧比氯、漂白粉、二氧化氯具有更强的氧化能力，可以比氯快600-3000倍的速度杀死包括氯不能彻底杀死的所有细菌、病毒等；可将某些重金属离子Pb、Hg等氧化沉淀达到分离的目的；另外臭氧还可降低生化耗氧量（BOD）和化学耗氧量（COD）、去除亚硝酸盐和脱色、除臭等。经此处理的医院污水，可大大提高排放标准，甚至可返回作为非饮用水使用。

工艺流程简介

整个工艺可分两级处理，如图所示。
A.一级处理

其主要环节是消毒灭菌后可排入城市污水，然后进入城市污水处理场，进行深度处理。

B.二级处理

经二级处理的污水，不仅可灭菌排污，而且BOD、COD有了大幅度降低，达国家一级排放污水标准，可直接排入水体。

七、医院污水用臭氧消毒的优势

八、1．臭氧消毒克服了其它方式在运输、储存和处理过程中的危险。
2．臭氧消毒接触时间短，能改善水质，是一种优良的消毒剂。
3．臭氧能杀灭其它方式如氯等不能杀灭的病毒、芽孢等。
4．臭氧消毒作用不受废水中氨氢含量及PH值的影响。
5．臭氧可以廉价的空气或氧气为气源制备而得。
6．由于近一年来电子技术和臭氧发生技术的发展，使得如今的臭氧发生器能耗大大降低，体积越来越小，运行稳定性大大提高，加之目前电费较低，电能充足因而臭氧在污水处理上的应用，愈来愈占有明显的优势。
7．如今的臭氧发生器的价格与次氯酸钠、氯、二氧化氯发生器的价格相当。

综合上述，臭氧应用于医院废水的消毒处理已成为必然和最优的选择方案。

八:臭氧在医疗消毒领域的应用，与传统方法的优缺点比较

1、臭氧消毒的特点

臭氧消毒灭菌方法与常规消毒灭菌方法相比具有以下特点：

（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，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。臭氧利用空气中的氧气产生的，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（O2），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，或者是灭菌设备中（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，操作使用方便。而甲醛、环氧乙酸熏蒸消毒时间长，而臭氧消毒可以天天定时开启使用。

（4）经济性：通过臭氧消毒灭菌在诸多制药行业GMP中的应用，以及医疗卫生单位的使用及运行比较，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。

九:臭氧在医疗使用中的注意事项

臭氧发生器用于医疗的手术室和病房的空气灭菌和物体表面灭菌。臭氧发生器按安装形式可分为：移动式、壁挂式、手提式、箱式等。臭氧发生器在手术室无菌和HVAC系统配套使用时，通常分为内置式和外置式两种。使用臭氧发生器制取臭氧的机器称为臭氧发生器，这里臭氧作为消毒剂使用。那么在使用臭氧发生器时应该注意什么呢？

1、 对人员的影响

理论研究把人员接触臭氧的浓度和时间关系划成几个区，无症状刺激区、有症状区、暂时性损害区等。无症状区的研究比效成熟，有症状区和暂时性损害区研究较少，损害区仅为理论推导。无症状区是人员离开臭氧存在的地方，回到自然环境下，所产生的反应会很快消失而没有损害。无症状区可归纳如下:

a、 嗅觉灵敏的人在0.01ppm即可察觉，一般的人在0.02ppm可嗅到，嗅觉迟 钝的人在0.1 ppm，时也会明显感觉到。这种浓度对人员完全无害，且使人有所新鲜感。一般森林地区即可达0.1ppm，海边达0.05ppm。某些城市在夏天阳光充足时，浓度可达0.03-0.1ppm。我国卫生部1979年制定的《工业卫生标准》中规定，臭氧的安全标准为0.15ppm。美国标准规定，人员可在0.1ppm浓度下，工作8小时。国际臭氧协会标准规定。应用臭氧的专业室内，在0.1ppm浓度下，允许工作10小时。

b、引起人员一定反应的浓度为0.5-1ppm，允许接触时间在1.5小时以内。时 间长了会感到口干等不适。

c、浓度在1-4ppm会引起人员咳嗽，允许接触时间为1小时。

d、浓度在4-10ppm会引起强烈咳嗽，允许接触时间为20分钟。

另有一些资料指导，臭氧浓度在0.098-0.98ppm的环境下，人接触1小时，会出现心闷、心痛、肺活量减少等症状。在5.13-9.70ppm下，人体会出现全身疼痛、麻痹，并导致肺水肿。

2、 对材料的影响

    臭氧具有强氧化能力，使用时要注意使橡胶制品、钢铁等物品远离它，以免被腐蚀。虽然臭氧是一强氧化剂，但在医疗消毒中实践证明，应用臭氧消毒没有发现设备、装置受损明显的情况

3.保证臭氧发生器气体的干燥
    由于O2的电离是用高压放电，因此必须绝对保证气体的干燥，否则会烧毁放电管。每次停机时间超过一周，重新开机必须先吹扫系统1~2小时，绝对不可以使水回流到发生器、干燥机，亦不可使湿空气进入发生器。

4、保证水冷型臭氧发生器冷却水的正常供应
    冷却水对于臭氧发生器的正常运行十分重要，适宜的冷却水不仅影响O3的产量，而且是发生器正常运行的必备条件。
5.臭氧发生器使用时必须时刻注意安全
    臭氧用作原料气时，由于其有助燃并加速燃烧的特性，因此如果通风不好、设备内部或外部管线泄漏、或打开含氧系统都可能使氧浓度上升至危险的水平。氧浓度升高增加了火警危险。为此，特别禁止明火，不准使用油布，与氧接触设备不要与油和黄油接触.

6.臭氧发生器日常注意事项 

①、机器设施务必放置在无油污、空气清洁、干燥的地方职业,以延伸机器设施应用寿命。要求使用环境：空气湿度<95%。

 ②、应用时务必轻拿轻放，不能乱扔乱放。

  ③、机器设施用于水处理，臭氧输出口务必接上止回阀。，（注：止回阀分正反，在没接止回阀前检验有臭氧输出，再接上止回阀，如没臭氧就证实止回阀接方向接反)；避免回水进去机内，损坏机器。

  ④、禁止将臭氧发生器放在消毒区内 ，为了机器的寿命安全，设施应有独自工作区，再用硅胶管将臭氧气体输送到消毒或化学反应区。
  ⑤、机器设施务必天天检验保护；如发觉异样要马上关机，查明理由、处理好后再用。
  ⑥、应用前机器设施务必优良接地，以防雷电。无须时优秀拔除电源插头.

  ⑦、依据消毒环境、应用请求，准确选购臭氧产生器。

  ⑧、机器设施若长光阴无须务必将机内、机外壳清理清洁，放置通风干燥的地方。避免受潮破坏。

⑨、为了避免机器受潮和更好的保护设施，每星期打开《气泵开关》或《气控开关》；关掉《浓度调和》或《臭氧开关》工作三小时以上，以整洁机内水气。

⑩、实践证实，使用臭氧消毒防霉多年，不曾发觉设施、装置资料受损的景况