我们都知道，臭氧是一种强氧化性的气体，具备强有力的杀菌消毒功效，气味也特殊；正因为其特有的气味而得名。臭氧杀菌消毒之后，不产生任何残留物，可直接对食品使用。 作为广谱高效杀菌剂，其杀菌速度较氯消毒剂快300至600倍，可快速杀灭各种细菌繁殖体和芽孢、病毒和真菌，如大肠杆菌、沙门氏菌、葡萄球菌、枯草杆菌、黑曲霉、乙型肝炎表面抗原等。 臭氧的杀菌原理为：它极强的氧化作用，使微生物细胞中的多种成分发生化学反应，从而导致细胞成分的不可逆转的变化而死亡。

一般地，臭氧灭活病毒是通过直接破坏核糖核酸（RNA）或脱氧核糖核酸（DNA）物质而完成的。杀灭细菌、霉菌类微生物的过程为：臭氧首先作用于细胞膜并将细胞膜破坏，继而破坏膜内组织，直至杀灭。由于臭氧的强氧化性和广谱性，它具有杀菌、消毒、除臭、除味等特殊效用，已经在许多领域得到广泛应用。 十多年前，臭氧在食品行业的应用就已得到迅速发展：1997年，美国食品与医药管理局放弃了对食品加工中使用臭氧的限制，承认展坤臭氧应用于食品加工过程，符合通用安全标准的要求。1995-1996年，澳洲、日本和法国等相继立法，允许臭氧在食品行业中使用。对化学杀毒剂残留于食品中造成食品的污染，人们的认识逐步深入，且已形成共识，臭氧已成为食品行业的新兴消毒剂，并得到广泛的使用和推广。

它在食品行业中的具体应用有三个方面：

首先，杀菌消毒—杀灭微生物臭氧为气体消毒剂，可杀灭细菌繁殖体和芽孢、病毒、真菌等，并可破坏肉毒杆菌素。杀菌能力强。

其次，除臭净化-氧化分解有机物或无机物污染臭氧去除异味性能极好。依赖其强氧化性能可快速分解产生臭味及其他气味的有机或无机物质。臭味的主要成分是氨、硫化氢、甲硫醇等。臭氧对其氧化分解，生成物没有气味。

然后，保鲜-分解果蔬代谢产物臭氧在食品贮藏中的应用除了具有杀灭或抑制霉菌生长防止腐烂作用之外，还具有防止老化保鲜作用，其机理是臭氧可以氧化分解果蔬生理代谢作用呼吸出的乙烯气体，乙烯中间产物，也具有对霉菌等微生物的抑制作用。

最后，降解农残臭氧具有的强氧化性，能有效分解残留在农作物上的农药，降低其对人体的危害性。食品安全的重要性日渐受到重视是不争的事实。食品生产企业是食物供应链中最重要的一环，政府执法部门和消费者将更多的目光关注到食品安全。这一趋势向各类食品加工企业提出了挑战。严格的卫生要求，高度的卫生水准，是食品加工企业成功发展的基本保障。
应用对比

①樱桃番茄叶霉病、灰霉病防治效果

2年内对安装智能型臭氧发生器的全棚植株叶片分别进行叶霉病、灰霉病随机抽样观察，全棚樱桃番茄均未发现叶霉病、灰霉病感染病株、病叶。同期对照棚室2015年4月底至6月底樱桃番茄叶霉病发生表现逐渐加重，至6月25日，对照棚樱桃番茄叶霉病病株率达到100%，产品受到叶霉病霉斑污染变质而失去食用价值，总减产1 000 kg/667 ㎡。

2016年5月15日，对照棚樱桃番茄灰霉病病株率达到100%、病果率25%，总减产1 200 kg/667 ㎡。2年的对比应用可以发现，智能型臭氧发生器对于菌丝较长的番茄病害有非常好的防效，由于樱桃番茄全棚整个生长季无叶霉病、灰霉病发生，基本实现全生育期无农药栽培生产。

②菜椒灰霉病防治效果

2015年1月中旬定植，按照臭氧气体日常病虫害防治要求处理，从3月中旬开始到5月中下旬对菜椒进行果实、花器等抽样观察。调查显示，使用智能型臭氧发生器的连栋大棚菜椒灰霉病病株率为0，对照棚病株率达到23%，防治效果较为明显。

③南瓜白粉病防治效果

在臭氧气体日常防治处理的南瓜棚内，于2016年6月3日接近采收中后期出现白粉病，与邻近棚室相同栽培条件下无臭氧气体处理的南瓜作对比，棚内白粉病出现时间推迟了7天。随机选取相同数量叶片观察，臭氧气体处理过的南瓜白粉病叶片比对照棚室病叶数少28%。使用粉锈宁（三唑酮）可湿性粉剂喷施后，对照棚果实被白粉菌侵染部位有大小不一的硬斑形成，臭氧气体处理过的南瓜经粉锈宁喷施后，果实感染部位无硬斑，商品性不受影响。

④秋黄瓜霜霉病的防治效果

在臭氧气体日常防治处理的秋黄瓜棚内，于2016年10月23日出现霜霉病，与邻近棚室相同栽培条件下无臭氧气体处理的作对比，发生时间一致、发生规模相当。与邻近棚室相同栽培条件下无臭氧气体处理的黄瓜同时用甲霜·锰锌可湿性粉剂进行药剂防治，在病害得到控制后，臭氧气体日常防治处理过的黄瓜植株新叶生长速度快于常规栽培黄瓜，至整个生育期结束，每株黄瓜比常规栽培多3~5片叶及2~3根瓜。相同发病条件及采用相同药剂防治后，667 ㎡产量比常规栽培增加15%~20%。

⑤粉虱、蚜虫、红蜘蛛的防治效果

应用期间未经过臭氧日常病虫害防治处理的棚内黄瓜植株生长点上于4月中旬有蚜虫，生菜棚内于4月下旬有红蜘蛛，9月中旬开始马铃薯、番茄、黄瓜棚内有粉虱，使用臭氧气体连续处理3~4天后，粉虱杀灭效果可达100%，从而实现了安装智能型臭氧发生器的棚室杜绝粉虱为害的目的。而对于蚜虫、红蜘蛛，在正常使用智能型臭氧发生器的前提下，适当辅助药剂处理就能做到彻底的防治。

3.2 效益分析

①棚室茄科蔬菜

棚室茄科类作物使用臭氧发生器日常处理后，作物植株健壮，长势良好，病虫害感染机会减少，能显著提高农产品产量。据估算，在对照棚合理用药的情况下，可比对照增产10%，按年均每667 ㎡ 4 000 kg产量计算，每667 ㎡可增产400 kg。每年每667 ㎡减少农药开支400元、节省人工600元、增收1 000元，667 ㎡共计增收节支总额达2 000元，成效显著，经济效益十分可观。

②棚室瓜类

棚室瓜类经过臭氧防治设备日常防治处理，并辅助药剂防治后，据估算667㎡黄瓜产量可增加600~800 kg，增幅15%~20%。

③害虫防治

经过多次应用观察，臭氧发生设备作为日常虫害防护手段，按照持续晴天每2周1次，阴雨天1周1次的频率使用，对粉虱有100%灭杀作用，对蚜虫、红蜘蛛有部分灭杀作用。粉虱防治，每667 ㎡每年可减少农药开支400元，节省人工600元。蚜虫防治，每667 ㎡每年可减少农药开支150元，节省人工200元。红蜘蛛防治，每667 ㎡每年可减少农药开支150元，节省人工200元。

4 讨论与展望

结合此次应用表明，臭氧对于棚室茄果类蔬菜叶霉病、灰霉病、粉虱、蚜虫、红蜘蛛防治效果非常显著。

据有关资料显示，臭氧对茄果类蔬菜早疫病、晚疫病也有很好的防治效果。因此日常生产中，要根据天气情况，注意观察植株生长情况，做到早防早治。

在棚室瓜类蔬菜白粉病、霜霉病防治中，臭氧对上述病害发生有一定抑制作用，能有效推迟霜霉病发生时间，再配合相关药剂防治，对改善作物商品性、挽回作物产量有显著效果。应用过程中发现臭氧发生的浓度控制应根据棚内湿度变化而定。因此，如果棚室内有较大面积水源情况下，应由生产厂商精准测算确定臭氧防治系统的安装位置、高度等。

此项技术的应用效果明显，为实现农药减量施用提供了可能，但是该款设备由于采用固定式安装，比较适合于农业企业、种植大户等大型连栋大棚内安装使用。但在当前蔬菜栽培模式以小农户一家几棚为主的生产格局限制下，加上产品本身价格因素，此项技术推广应用受限。

未来产品可以向小型化、便捷化、经济化方向探索，在不影响农事操作的前题下，实现移动化使用，以利于技术推广更便捷、农户接受更容易、市场情景更广阔。
三、臭氧杀菌的原理

臭氧灭菌或者抑菌作用，通常是物理的、化学以及生物学等方面的综合结果。其作用机制可归纳为：

1、破坏细胞内的遗传物质或使其失去功能；

2、作用于细胞膜，导致细胞膜的通透性增加，细胞内物质外流，使细胞失去活动；

3、使细胞活动必需酶失去活性；

4、臭氧杀菌对细菌的灭活机理：

与其它杀菌剂不同的是：臭氧能和细菌细胞壁脂类双键反应， 穿入菌体的内部，作用于蛋白与脂多糖，改变细胞的通透性，从而导致细菌死亡。臭氧还作用在细胞内的核物质，如核酸中的嘌呤以及嘧啶破坏DNA。

5、对病毒的灭活机理：

臭氧对病毒的作用首先是病毒的壳蛋白的四条多肽链，并使RNA受到损伤，特别是形成它的蛋白质。噬菌体被臭氧氧化后，电镜观察就可见其表皮被碎成许多碎片，从中释放出许多核糖核酸，干扰它吸附到寄存体上。
只有保证和其它消毒杀菌剂一样，只有达到足够的剂量，作用一定时间才能达到消杀效果。例如当臭氧浓度为0.08~0.6ppm 时，对空气中细菌繁殖体中的大肠杆菌作用30min ，其平均杀灭率达84.60~99.9％ ，而空气中臭氧浓度为0.34~0.85ppm 时，作用10~30min ，其杀灭率可达99.47~99.97％ 。又如臭氧对空气消毒时，当浓度为0.21mg/L 时，作用10min 对金黄色葡萄球菌杀灭率达90.81％ ，如提高浓度为0.72mg/L 时，作用时间仍为10min ，杀灭率可达99.99％ 。一般讲臭氧的浓度愈高其杀菌效果愈好。

环境臭氧浓度不能过高

臭氧除了对人类有益的一面外，同时它又是一种对环境污染的物质，我国环境空气质量标准（GB3095-1996 ）中规定臭氧的浓度限值（1 小时平均）一级标准为0.12mg/m 3 ；二级标准为0.16mg/m 3 ；三级标准为0.20mg/m 3 。臭氧的工业卫生标准大多数国家*高限值为0.1ppm （0.20mg/m 3 ）。因此利用臭氧消毒杀菌浓度不应过高，臭氧发生器的产量不是越高越好。例如：一般家庭用室内杀菌的臭氧发生器产量应在200mg/h 左右，*高不要超过400mg/h 。这样，在臭氧杀菌工作30~60min 后，室内残余浓度低于果品家卫生标准要求。需要注意的是，一些过敏体质的人，长时间暴露在臭氧含量超过0.18mg/m 3 的环境下，会出现皮肤刺痒，呼吸不畅，咳嗽及鼻炎等症状。浓度再高，会给人体造成更大的伤害。
塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，俗称塑料或树脂，广泛应用于生活的方方面面。在各类塑料制品在其制品生产因其原料不一会产生有害污染物：

聚乙烯制品生产：高压聚乙烯加热到150℃时，分解出酸、酯、不饱和烃、过氧化物、甲醛、乙醛、CO2和CO等；其薄膜制品要注意抗氧剂、稳定剂和着色剂引起的毒性危害；其制品有独特的气味，长期应用混有稳定剂的聚乙烯管静脉输液可发生静脉炎。低压聚乙烯加热到150℃，产生酸、酯、不饱和烃、过氧化物、甲醛、乙醛、CO2和CO等挥发性复杂混合物。210℃~250℃生成的混合气体有甲醛、不饱和烃、有机酸、有机氯化物、CO等。在热切削和封闭聚乙烯管时，产生的热解产物为甲醛和丙烯醛。此类热解产物能引起中毒。

聚苯乙烯：其制品生产需添加邻苯二甲酸酯或液态石腊（增塑剂）、硬脂酸锌（润滑剂）、脂族或环状胺类、氨基醇类（稳定剂）和一些表面活性剂及无机或有机着色剂。本品的毒性主要取决于未聚合的单体量。当聚苯乙烯温度达725℃时，热解产物中单体苯乙烯量达83.9%；聚苯乙烯泡沫塑料生产时，如应用偶氮二异丁腈作为发泡剂，此剂分解时，会放出有明显毒性的四甲基丁二腈。其泡沫塑料在空气中热解（燃烧）时，主要产生CO、苯、甲苯、乙苯、苯乙烯、β-甲基苯乙烯和烃类等有害气体。

聚氯乙烯：其制品（硬质或软质）生产所使用的增塑剂有苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二辛酯或烷基磺酯苯酯；辅助增塑剂有癸二酸二辛酯或环氧油酸丁酯。稳定剂有三盐基或二盐基硫酸铅、硬脂酸的钙、钡、锌或镉盐，或者是二月桂二丁基锡；润滑剂有硬脂酸和其盐类，以及着色剂等。此外使用发泡剂有偶氮二异丁腈、偶氮二甲酸酰胺，或碳酸氢铵、碳酸氢钠以及亚硝酸丁酯等生产聚氯乙烯泡沫塑料。聚氯乙烯的毒性主要取决于未聚合的单体量，以及所用的添加剂类别和数量。聚氯乙烯生产过程可有粉尘、氯乙烯产生，在加温情况下产生氯化氢、饱和的和不饱和的烃混合物（苯、甲苯、二甲苯、萘、光气）、CO等。

酚醛塑料制品生产，有酚、甲醇、氨、糠醛、甲基苯酚和甲醛废气和粉尘排放。

橡胶废气臭气浓度高、危害性大、成分复杂，采用传统的废气处理工艺成本高、效率一般、能耗大、工程量大；

①高效广谱性，从臭气分子入手，利用臭氧的强氧化性，与各种类型的废气

分子完全反应，根本上解决废气恶臭问题。

②及时反应性，核心的臭氧氧化系列反应是高效而迅速的，确保反应的彻底进行。

③经济环保性，除臭系统占地面积小，工程简单，总体成本省，运行成本低，最终产物是

二氧化碳和水，无二次污染。
VOCs（挥发性有机化合物），H2S和挥发性脂肪酸（VFA）等有气味的化合物可以在厨房通风和各种不同的行业中找到。虽然气味不一定会造成身体健康问题，但恶臭会扰乱周围环境，导致居民投诉。

有臭味的VOC由于微生物或有机物的热分解，这是啤酒厂， 废水处理厂，烹饪和食品工业中的常见过程。

H2S排放源与VOC类似，主要区别在于气源基质中存在硫化合物。例如，食品工业和废水处理厂中的有机物含有大量硫化合物，导致H2S排放。由于生物反应器或消化器中硫化合物的厌氧还原，H2S在啤酒厂，沼气 生产厂中也很常见。

臭氧除臭除异味

人的鼻子和气味感知

人类的鼻子在现代进化中不断发展，为不同的化合物产生不同的敏感性。例如，鼻子对分解有机物质所释放的化合物具有非常高的敏感性。通过这种方式，可以在病史期间避免摄入腐烂的食物，从而预防相关疾病。腐烂食物会释放出硫化合物，如硫化氢和挥发性有机化合物，如醛和乙酸己酯。因此，人体鼻子可以检测到这些化合物的存在并不奇怪，如下表所示。另一方面，鼻子对不天然排出的化合物如甲苯不太敏感。

有气味的化合物，特征和气味阈值的实例，单位为ppm

复合

字符

气味阈值[ppm]

甲硫醇

腐烂的白菜，大蒜

0.002

H2S

臭鸡蛋

0.01

乙醛

圆润的

0.05

乙酸己酯

果味青苹果或香蕉甜

0.12

甲醛

辛辣，令人窒息

0.80

甲苯

甜，刺鼻

2.90

如上表所示，气味成为问题的浓度为百万分率（ppm）的数量级，在某些情况下甚至更低。因此，气味排放特别难以处理，因为净化系统需要具有非常高的性能。此外，当在开放空间中发出气味时，问题更复杂，因为气味值受外部因素如大气条件的影响。

百悦康（BEYOK）开发了多种解决方案，用于解决许多应用中的气味问题。根据案例情况和客户的要求，我们选择并设计出有效的解决方案，以消除令人不快的气味。每种解决方案可以由单个臭氧阶段或多阶段系统组成。

百悦康的除臭解决方案的性能概述如下

一级臭氧解决方案

在许多情况下，单级臭氧解决方案已经大大减少了气味排放，由于臭氧是一种强大的氧化介质，它会迅速与有气味的分子发生反应。这些分子被有效氧化，导致形成二氧化碳和水，完全无味且无害的化合物。这种氧化机理既适用于有机化合物（如VOC）的气味，也适用于硫化合物，如H2S，如下所示。

唯一的区别是当去除H2S时形成二氧化硫（SO2）而不是二氧化碳（CO2）。然而，在去除气味方面的结果是相同的，因为SO 2的气味阈值比H 2 S的气味阈值高1000。这意味着与来自H2S的SO2相比，来自SO2的气味并不显着。

如果除臭要求特别严格，可以将另外一个阶段与一阶段相结合，创建高级氧化工艺解决方案。UV反应器通常作为附加阶段实施，因为UV光与臭氧反应，产生羟基自由基。这些自由基比臭氧更有反应，更积极地攻击气味剂。具有参与反应机理的自由基导致链反应机制，因此一个单一的自由基可以氧化大量的气味剂。

这种反应条件是热焚烧炉中达到的高温的典型特征。然而，由于臭氧和紫外线之间的协同作用，我们可以在室温下模拟相同的反应性，大大降低了气味处理的操作成本。

为了在去除异味方面取得优异成绩，我们推荐完整的解决方案，包括二阶段和三阶段过滤器。完整的解决方案结合了先前解决方案的所有优势和协同作用，以及三阶段增加的改进。该阶段是由几种定制材料组成的催化混床过滤器，旨在有效地从每个特定来源去除气味。

在此过程中增加三阶段有两个重要影响。首先，气味去除甚至进一步增加，达到非常接近完全去除气味的值。此外，系统的尺寸更紧凑，因为在更短的反应时间内达到了目标气味处理。这意味着完整的解决方案是模块化和灵活的，可以安装在空间有限的地方。