水中臭氧浓度在不同温度下衰减规律研究

 

臭氧发现于19世纪中期，是由3个氧原子组成的不稳定气体，微量浓度时有一种清新的气味，在水中溶解度大，易分解。由于臭氧具有高效、广谱杀菌作用，在医学多个领域中被广泛应用。本课题组利用在线检测法测定不同水温臭氧水的初始浓度及在室温下不同温度臭氧水浓度随时间衰减的规律，同时研究其对常见病原菌菌株的杀菌作用。

 

1、不同温度下的臭氧水初始浓度的检测及其衰减规律

 

1.1 实验方案

       检测水温分别为20，25，30，35及40 ℃臭氧水的初始浓度并分别测定室温(25 ℃)下以上不同温度的臭氧水在分别静置5，10，20，及30 min后的臭氧水浓度。

 

1.2 实验方法

       在线检测法：将吸水管放置于不同温度臭氧水中，然后记录显示仪的读数，单位为mg/L。

       悬液定量杀菌试验，制备菌液：将菌种于营养琼脂培养基斜面培养18~24 h，无菌挑取新鲜培养物，混悬于无菌生理盐水，麦氏比浊法调整菌悬液含菌量(染菌量5×105~5×106 CFU/mL)。取1.0 mL菌液与4.0 mL臭氧水原液混合(阴性对照为无菌生理盐水)。振荡摇匀后，作用1 min，分别取0.5 mL混合液至含4.5 mL中和剂(10 g/L硫代硫酸钠的磷酸盐缓冲液)的试管中，10 min后，吸取1.0 mL样品，均匀平铺在琼脂平板上，置于37 ℃培育箱中，24 h后观察菌落数目，计数生理盐水对照组菌落数(A)和实验组单块平板菌落数(B)，杀菌率=B/A×100%，试验重复3次，取平均值。

 

2、结论

2.1 不同温度下臭氧水的浓度变化

       在常温(25 ℃)常压下，水温分别为20，25，30，35及40 ℃臭氧水的初始浓度分别为4.38，4.26，3.12，2.76及1.31 mg/L，0~10 min臭氧水浓度衰减较快，初始温度为40 ℃时10 min后臭氧水浓度0.18 mg/L，25和30 ℃的臭氧水静置30 min后浓度分别为1.06和0.37 mg/L(图1)。

2.2 臭氧水定量杀菌作用

       在常温(25 ℃)常压下，新制臭氧水作用1 min对标准菌株大肠杆菌(8099 ) 、金黄色葡萄球菌(ATCC6538)、耐药金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌菌(9201)、白色念珠菌(ATCC10231)的杀灭率可达100%；浓度为1.0 mg/L臭氧水作用1 min对铜绿假单胞菌的杀灭率为99%，对其他常见菌的杀灭率为100%。浓度为0.3 mg/L臭氧水作用1 min对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、耐药金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌及白色念珠菌的杀灭率分别为100%，100%，100%，95%和92%。浓度为0.2 mg/L臭氧水作用1 min对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的杀灭率均为98%(表1)。

       结果显示臭氧水的初始温度决定了臭氧水的浓度，初始温度越高，臭氧水的初始浓度越低，当初始温度达40 ℃时臭氧水的初始浓度明显降低，静置10 min后浓度低于1.0 mg/L。衰减后的臭氧水浓度将直接影响临床的治疗效果，因此，临床上应该根据患者身体状况、皮损特点等选择合适的臭氧水疗温度，温度越低臭氧水的有效浓度维持时间越长，如需选择较高温度臭氧水治疗，则需多次更换或补充臭氧水以维持足够的浓度。通过平板试验发现1.0 mg/L的臭氧水能快速杀灭金黄色葡萄球菌、耐药金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、白色念珠菌等，结合常温下臭氧水的衰减规律，发现初始温度为25~30 ℃的臭氧水静置30 min后仍有较好的杀菌作用，选择该温度范围的臭氧水有利于临床的有效治疗。

 

来源：中南大学学报（医学版） J Cent South Univ (Med Sci) 2018, 43(2)