水中臭氧濃度在不同溫度下衰減規律研究

 

臭氧發現于19世紀中期，是由3個氧原子組成的不穩定氣體，微量濃度時有一種清新的氣味，在水中溶解度大，易分解。由于臭氧具有高效、廣譜殺菌作用，在醫學多個領域中被廣泛應用。本課題組利用在線檢測法測定不同水溫臭氧水的初始濃度及在室溫下不同溫度臭氧水濃度隨時間衰減的規律，同時研究其對常見病原菌菌株的殺菌作用。

 

1、不同溫度下的臭氧水初始濃度的檢測及其衰減規律

 

1.1 實驗方案

       檢測水溫分別為20，25，30，35及40 ℃臭氧水的初始濃度并分別測定室溫(25 ℃)下以上不同溫度的臭氧水在分別靜置5，10，20，及30 min后的臭氧水濃度。

 

1.2 實驗方法

       在線檢測法：將吸水管放置于不同溫度臭氧水中，然后記錄顯示儀的讀數，單位為mg/L。

       懸液定量殺菌試驗，制備菌液：將菌種于營養瓊脂培養基斜面培養18~24 h，無菌挑取新鮮培養物，混懸于無菌生理鹽水，麥氏比濁法調整菌懸液含菌量(染菌量5×105~5×106 CFU/mL)。取1.0 mL菌液與4.0 mL臭氧水原液混合(陰性對照為無菌生理鹽水)。振蕩搖勻后，作用1 min，分別取0.5 mL混合液至含4.5 mL中和劑(10 g/L硫代硫酸鈉的磷酸鹽緩沖液)的試管中，10 min后，吸取1.0 mL樣品，均勻平鋪在瓊脂平板上，置于37 ℃培育箱中，24 h后觀察菌落數目，計數生理鹽水對照組菌落數(A)和實驗組單塊平板菌落數(B)，殺菌率=B/A×100%，試驗重復3次，取平均值。

 

2、結論

2.1 不同溫度下臭氧水的濃度變化

       在常溫(25 ℃)常壓下，水溫分別為20，25，30，35及40 ℃臭氧水的初始濃度分別為4.38，4.26，3.12，2.76及1.31 mg/L，0~10 min臭氧水濃度衰減較快，初始溫度為40 ℃時10 min后臭氧水濃度0.18 mg/L，25和30 ℃的臭氧水靜置30 min后濃度分別為1.06和0.37 mg/L(圖1)。

2.2 臭氧水定量殺菌作用

       在常溫(25 ℃)常壓下，新制臭氧水作用1 min對標準菌株大腸桿菌(8099 ) 、金黃色葡萄球菌(ATCC6538)、耐藥金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌菌(9201)、白色念珠菌(ATCC10231)的殺滅率可達100%；濃度為1.0 mg/L臭氧水作用1 min對銅綠假單胞菌的殺滅率為99%，對其他常見菌的殺滅率為100%。濃度為0.3 mg/L臭氧水作用1 min對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、耐藥金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌及白色念珠菌的殺滅率分別為100%，100%，100%，95%和92%。濃度為0.2 mg/L臭氧水作用1 min對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的殺滅率均為98%(表1)。

       結果顯示臭氧水的初始溫度決定了臭氧水的濃度，初始溫度越高，臭氧水的初始濃度越低，當初始溫度達40 ℃時臭氧水的初始濃度明顯降低，靜置10 min后濃度低于1.0 mg/L。衰減后的臭氧水濃度將直接影響臨床的治療效果，因此，臨床上應該根據患者身體狀況、皮損特點等選擇合適的臭氧水療溫度，溫度越低臭氧水的有效濃度維持時間越長，如需選擇較高溫度臭氧水治療，則需多次更換或補充臭氧水以維持足夠的濃度。通過平板試驗發現1.0 mg/L的臭氧水能快速殺滅金黃色葡萄球菌、耐藥金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、銅綠假單胞菌、白色念珠菌等，結合常溫下臭氧水的衰減規律，發現初始溫度為25~30 ℃的臭氧水靜置30 min后仍有較好的殺菌作用，選擇該溫度范圍的臭氧水有利于臨床的有效治療。

 

來源：中南大學學報（醫學版） J Cent South Univ (Med Sci) 2018, 43(2)