臭氧在醫療行業的應用

 臭氧在醫療行業中的應用

一:概述

醫院是病人聚集的場所，病毒菌的發生及傳播都較為嚴重，醫院為了保護病人的健康、康復和避免交叉感染，都有很嚴格的消毒滅菌規程與制度。醫院的消毒滅菌手段目前主要是：

1、空間空氣消毒利用紫外線殺菌；

2、醫療器械用品多用高錳酸鉀、過氧乙酸藥液及燒、蒸、煮等手段

3、大面積的普殺手段多用來素水潑灑，使醫院具有特殊的氣味。

紫外線滅菌，目前是手術室、無菌室等重要場合的主要手段，其缺點在于紫外線滅菌速度慢、成本高、有死角（陰影），紫外線對人體皮膚可構成傷害，掌握使用要求嚴格。以上情況表明，醫院采用臭氧氣體消毒是必需的，目前不少醫院已采用臭氧產品。醫療器械及物品洗滌采用高濃度的臭氧水，也較藥物優越，目前阻礙醫院使用臭氧產品的原因主要是經濟條件（更換設備需要資金）和舊制度中的滅菌規范（針對紫外線及藥物）沿用。醫院使用臭氧產品，應按其用途進行規格（發生量）上的嚴格挑選，以適宜使用.

二:臭氧在醫療行業的應用領域

（1）水體消毒：由于臭氧在水中的不穩定性，分解后產生氧化能力極強（比單原子氧還強）的羥基（OH）和單原子氧等，可有效的殺滅水中的各種細菌和病毒。國外把臭氧視作最為理想的水質消毒凈化劑，很多大型水廠普遍采用臭氧來處理飲用水，我國的昆明自來水公司，深水集團、上海自來水公司也陸續采用臭氧對水質進行凈化消毒。

氯劑消毒水，可以產生致癌毒物三氯甲烷，如果氯劑投加量增多，三氯甲烷的生成量也就增多，隨著人類對致癌物質毒性的研究深入，世界水質協會，世界衛生組織等已經不主張將氯劑用于飲水消毒。而臭氧用于飲水消毒有以下優點：

氧化能力強，殺菌效率高，殺菌速度快，臭氧殺滅水中微生物的效率是氯劑的600－3000倍，可以殺滅水中所有的細菌、病毒、芽胞、孢子蟲類，還能殺滅藻類等；

臭氧在水中的作用后，產物是無毒無害的氧氣，并且臭氧本身無永久的殘留性，還能增加水中溶解氧；

有去色、除臭的作用，降低水的渾濁度；

能氧化分解水中的鐵、錳、銀、鈷、懸浮顆粒、有機農藥和洗滌劑等，極大改善水質。

水處理中臭氧的投加量要根據水的理化性質、污染程度、接觸時間等設計。對于生活用水和飲用水消毒時，投加0.1－1mg/L即可，一般水體投加臭氧量0.5-1.5mg/L，接觸5－10分鐘，水中保持剩余臭氧濃度0.1-0.5mg/L。

臭氧也廣泛用于污水處理，由于臭氧的強殺菌能力，國外許多醫院采用臭氧處理污水，并取得了滿意的效果，試驗證明，當醫院排放污水中含有106—108個細菌/L時，投加臭氧濃度達10－20mg/L作用10－15分鐘，對細菌繁殖體的殺滅率達99.999％－100％，投加25－30mg/L作用15分鐘，對芽胞的殺滅率也可達99.999％以上。

臭氧用于飲用水、污水消毒的同時，還可以制成高濃度臭氧消毒水，對蔬菜、瓜果、醫院用具、手和其他物品清洗、消毒。在日本，使用高濃度臭氧消毒水已經成為消毒領域的重點，特別是，在1996年夏季，病原型大腸桿菌0517爆發性感染事件中，以前使用的次氯酸鈉、乙醇、乙酸等殺菌劑，在長期的100－300ppm濃度下，致使大腸菌等革蘭氏陰性菌產生極強的抗藥菌變異，而作用機理完全不同的高濃度臭氧消毒水對此卻十分有效。而在日本的醫療衛生系統，抗青霉素金黃色葡萄球菌感染也成為嚴重的問題，使用高濃度臭氧水進行醫療人員洗手以及醫療器械消毒的解決辦法受到了重視。

日本在進行臭氧水對醫療部門相關微生物的殺菌效果試驗中，對在平時經常性接觸的，也是在醫院感染中重要的微生物作為測試樣本，如細菌：大腸桿菌IFO3301、銅綠色極毛桿菌IFO3445、金黃色葡萄球菌ATCC43300、表皮葡萄球菌IFO12993；病毒：皰疹病毒RF、腺病毒3型、科賽奇病毒B5FAULKNER、艾珂病毒7型WALLACE、流行感冒病毒PR8等，與氯劑消毒水對比，各供試菌在臭氧水濃度4mg/L作用10秒后即可全部殺死，而對照組在30秒后，仍有103mg/L以上的活菌數殘存。對于病毒，其結果由病毒半數組織培養感染量（TCID50）表示，TCID50減少103以上，可認為病毒滅活。在臭氧水4mg/L濃度作用下20秒，皰疹病毒、流行感冒病毒減少TCID50103以上，科賽奇B5病毒、艾珂7型病毒減少TCID50104以上，所以可以確認臭氧水對于醫療、制藥及醫院加工領域中引起感染的細菌、病毒具有很好的殺滅作用。

在對醫護人員清洗手指附著菌去除，供試菌體為抗青霉素金黃色葡萄球菌，對比組采用消毒用乙醇，MK212。對清洗后排水鑒定殺菌效果和排水二次污染，排水中菌數，對照組104，臭氧水僅為101。證明臭氧水殺菌效果明顯，而且對外界沒有造成二次細菌污染。

根據醫療器械及醫用材料基礎性生物學試驗標準：

細胞毒性試驗，對動物固體毒性試驗即由人或動物細胞進行細胞毒性試驗，此次為小鼠成腺細胞，進行吉姆薩染色，結果反映，臭氧水無細胞毒性或微小毒性。

過敏性試驗，皮膚過敏性試驗是人在某物質反復暴露時，引起免疫反應障礙，檢查是否引起過敏癥狀。試驗采用最大值進行，臭氧水注射土撥鼠皮內，結果均無紅斑、浮腫等過敏癥狀，無過敏反應。

眼粘膜刺激性試驗，在用4mg/L臭氧水滴眼時，無刺激、結膜，虹膜，角膜均無損傷，判定無眼粘膜一次刺激性。

皮膚累積刺激試驗，對新西蘭小白鼠背部皮膚連續在14天內，使用臭氧水擦抹，試驗動物在試驗期間行為正常，毛及排泄物均無變化，皮膚無紅斑及浮腫，可以認為臭氧水連續使用時對皮膚無累積性刺激。

綜上所述，使用臭氧水消毒滅菌，是極其有效和安全的。對于一般細菌，1mg/L臭氧水已經足以殺死。而對于病毒的滅活，我們建議應使用高濃度臭氧水。

臭氧水除了對試驗中所使用的供試細菌、病毒，還可以對諸如親脂性病毒和親水性病毒（包括甲肝HAV、乙肝HBV、丙肝HCV以及艾滋病毒HIV），綠膿桿菌，熒光假單胞菌屬，軍團菌屬，產黃桿菌屬，產堿桿菌屬，阿米巴原蟲，人致病性真菌（如白色念珠菌屬）等等。

同樣，臭氧水也作為有效的治療手段，用于治療疾病。1902年J·H·Clarke的《醫療實踐手冊》中記述了臭氧水在治療貧血、糖尿病等疾病中的成功運用。1979年DR George Freibott開始使用臭氧治療艾滋病患者。到今天，在德國、法國、意大利、俄羅斯、葡萄牙等歐盟國家臭氧療法已經廣泛應用。在應用臭氧水處理產婦產后護理，燒傷病人清洗消毒方面，我國也有初步的研究。而英國皇太后在世時，之所以長壽的秘訣，一個是隨身不離的熱水袋，再有就是堅持臭氧水注射保健。

在醫院生產領域，臭氧水殺菌代替傳統的消毒劑也更顯示出卓越的優勢，美國、歐盟等在公共用水和醫院加工中已廣泛應用臭氧水。在蔬菜加工中，傳統的消毒滅菌方法是采用高溫殺菌工藝，不僅對蔬菜的色澤、口感、質地等造成破壞，而且還消耗大量能源。利用臭氧水作為冷殺菌技術可避免傳統工藝對蔬菜質量的破壞，提高產品附加值，同時也降低了成本。在相關試驗中，與二氧化氯對照比較，其蔬菜加工品的衛生指標達到無菌要求，殺菌效果優于二氧化氯水溶液。

在對水產品，如魚類等消毒凈化中，同樣對照氯劑消毒凈化，在儲藏時間、細菌繁殖率、味道、原生質、外表等方面，臭氧水均優于氯劑類。在采用臭氧海水處理貝類，經過處理，貝類自身潔凈速度加快，在研究的九個菌種包括大腸桿菌，假單胞菌屬綠膿桿菌和傷寒屬沙門氏菌等，總體上比采用氯劑對照組要減少1/100—1/1000。

臭氧水也可以用于制藥行業、醫院加工行業的管路、生產設備及盛裝容器的浸泡和清洗，從而達到消毒滅菌的目的。采用高濃度臭氧水進行浸泡、沖洗，一是管路、設備及盛裝容器表面的細菌、病毒被大量沖淋去除；二是殘留在表面上的未被沖走的細菌、病毒被臭氧殺死，使用簡單，在醫藥生產和醫院加工中不會產生死角，避免了生產中使用化學消毒劑帶來的化學毒害物質的排放和殘留污染等環境問題。

（2）空氣消毒：臭氧在空氣中可以彌漫到室內所有物品周圍和空間的每個角落，擴散性好，濃度均勻，不留死角，因此比紫外線更具有優勢，而紫外線以光輻射方式殺菌，只有在照射到的位置達到照射強度標準才能有殺菌效果，而且臭氧的溶菌性消毒機理可以有效的殺滅空氣中的各種微生物。低于安全容許濃度（0.2mg/M3）的臭氧即對一般細菌繁殖體具有良好的殺滅作用。試驗用30 mg/M3濃度臭氧，作用15分鐘，對樣本醫院病房內的自然菌的殺滅率≥92.7％，對氣溶膠中金黃色葡萄球菌，以0.12 mg/M3臭氧作用30分鐘，殺滅率達到99.9％以上，對枯草桿菌黑色變種芽胞以5.67 mg/M3濃度臭氧作用60分鐘，殺滅率≥99％。

采用氣相臭氧消毒的主要優點：臭氧的最終分解物是氧氣，無殘留，對環境無任何公害；對所消毒物品，如器皿、餐具、醫院等不會有任何殘留物，而且對原有物品的理化性質影響較小；相對于其他消毒方式，如紫外線、藥劑熏蒸等，運行成本較小；適用范圍廣闊，沒有特別的限制條件。

在氣相條件中，臭氧殺滅微生物的效果，取決這幾個主要因素：臭氧閥值濃度，即當臭氧空氣濃度在達到此濃度要求時，才能具有殺滅微生物的能力；微生物種類；處理時間；臭氧分布方式；空間內的溫度和濕度條件；室內墻面、頂棚、地板及其他裝飾材料的還原性影響等。

氣相條件下，臭氧對微生物的殺滅效果是有區別的，經實驗證明，臭氧對人、動物的致病菌、病毒具有很強的溶菌性殺滅作用。

影響氣相臭氧殺菌效果的環境因素主要是溫度和濕度。一般情況下，溫度低、濕度大則殺滅效果好，尤其是濕度條件，相對濕度≤45％，臭氧對空氣中懸浮微生物幾乎沒有殺滅作用，相對濕度＞70％，殺滅效果才真正的體現出來。這是由于相對濕度提高，可以使細胞膨脹，細胞壁變薄，使之更容易受到臭氧的滲透溶解。

三:臭氧在醫院空間消毒應用范圍

臭氧在空氣中以小分子形式存在，作用快速，最終分解為氧（O2），不會在環境中殘留，不污染環境，這是選擇臭氧作為空氣消毒的重要原因。可用于手術室、治療室、供應室、病房間、制劑室及無菌室,更衣室,食堂等場所的空氣消毒以及常用機械、手術工具的消毒。

四:醫院用臭氧投加產量

對于不同的房間設計不同的臭氧濃度。臭氧投加方式一般采用中央空調，布管式，對于小車間可采用直接投加。

臭氧投加量計算

W=C*V/S 其中

W：實際選用臭氧發生器的產量，單位為g/h

C：車間消毒需保持的臭氧濃度

V：實際臭氧消毒體積

S：臭氧衰退系數0.4208

三十萬級取C=2.55ppm=5mg/m3；

十萬級取C=5ppm=10mg/m3；

萬級取C=15ppm=30mg/m3；

百級取C=20ppm=40mg/m3。→無菌

五:空間消毒臭氧投加方法

1、中央空調內置型臭氧機：將臭氧消毒機安置在中央空調送風道或回風道內部，利用空調的風力將臭氧消毒機產生的臭氧輸送到需要消毒的車間內。這種臭氧消毒機使用簡單，臭氧氣體也能方便地投送到需要消毒的車間內。（但由于是安置在空調風道內，所以發生故障時，不易察覺，取出維修時也不方便。同時，臭氧氣體可能會對鍍鋅鐵板制做的風道、空調馬達、銅制零部件、電子元件、橡膠密封件等產生一定的氧化和腐蝕作用。）

 2、中央空調外置型臭氧機：將臭氧消毒機產生的臭氧通過管路送入中央空調送風道或回風道內，利用空調的風力將臭氧輸送到需要消毒的車間內。和內置型臭氧消毒機相比，這種臭氧消毒機僅僅是維修和維護方便了，但依然存在臭氧氣體可能損壞空調系統配件的缺點。

 3、壁掛式臭氧機：將臭氧消毒機懸掛在車間外墻壁的高處，通過臭氧消毒機上硅膠管連接將臭氧氣體吹送到車間。（這種臭氧消毒機由于結構、體積等方面的限制，實際吹送臭氧的距離很近，通常不會超過3米，無法對車間的遠處消毒，當車間面積較大時，需要安裝多臺才能達到消毒效果。）

 4、移動式臭氧機：臭氧比空氣重，對對車間消毒時，通常是從高處投放臭氧，并且要求盡量將臭氧投放到車間的每個角落。將臭氧消毒機放在車間外，通過臭氧消毒機上硅膠管連接將臭氧氣體吹送到車間。

5、管道噴淋型臭氧機：在需要消毒的車間天花上或墻壁高處，安裝直徑和長度合適的PVC管，在PVC管上定向開數量合適的臭氧噴孔，將臭氧消毒機產生的臭氧氣體充入PVC管內，通過臭氧噴孔將臭氧均勻噴灑到車間內。

六:臭氧在醫院污水消毒

近來發展起來的臭氧水處理技術，在醫院污水處理工程上被廣泛應用，收到了極好的效果，這是因為臭氧比氯、漂白粉、二氧化氯具有更強的氧化能力，可以比氯快600-3000倍的速度殺死包括氯不能徹底殺死的所有細菌、病毒等；可將某些重金屬離子Pb、Hg等氧化沉淀達到分離的目的；另外臭氧還可降低生化耗氧量（BOD）和化學耗氧量（COD）、去除亞硝酸鹽和脫色、除臭等。經此處理的醫院污水，可大大提高排放標準，甚至可返回作為非飲用水使用。

工藝流程簡介

整個工藝可分兩級處理，如圖所示。
A.一級處理

其主要環節是消毒滅菌后可排入城市污水，然后進入城市污水處理場，進行深度處理。

B.二級處理

經二級處理的污水，不僅可滅菌排污，而且BOD、COD有了大幅度降低，達國家一級排放污水標準，可直接排入水體。

七、醫院污水用臭氧消毒的優勢

八、1．臭氧消毒克服了其它方式在運輸、儲存和處理過程中的危險。
2．臭氧消毒接觸時間短，能改善水質，是一種優良的消毒劑。
3．臭氧能殺滅其它方式如氯等不能殺滅的病毒、芽孢等。
4．臭氧消毒作用不受廢水中氨氫含量及PH值的影響。
5．臭氧可以廉價的空氣或氧氣為氣源制備而得。
6．由于近一年來電子技術和臭氧發生技術的發展，使得如今的臭氧發生器能耗大大降低，體積越來越小，運行穩定性大大提高，加之目前電費較低，電能充足因而臭氧在污水處理上的應用，愈來愈占有明顯的優勢。
7．如今的臭氧發生器的價格與次氯酸鈉、氯、二氧化氯發生器的價格相當。

綜合上述，臭氧應用于醫院廢水的消毒處理已成為必然和最優的選擇方案。

八:臭氧在醫療消毒領域的應用，與傳統方法的優缺點比較

1、臭氧消毒的特點

臭氧消毒滅菌方法與常規消毒滅菌方法相比具有以下特點：

（1）高效性：臭氧消毒不需要其他任何輔助材料和添加劑。消毒進行時臭氧發生裝置產生一定量的臭氧，在相對密封的環境下，擴散均勻，包容性、通透性好，克服了紫外線殺菌存在的消毒死角的問題，達到全方位、快速、高效的消毒殺菌目的。另外，由于它的滅菌廣譜，既可以殺滅細菌繁殖體、芽胞、病毒、真菌和原蟲孢體等多種微生物，還可以破壞肉毒桿菌和毒素及立克次氏體等，同時還具有很強的除霉、腥、臭等異味的功能。

（2）高潔性：臭氧在環境中可自然分解為氧，這是臭氧作為消毒滅菌劑的獨特優點。臭氧利用空氣中的氧氣產生的，消毒氧化過程中，多余的氧原子（O）在30分鐘后又結合成為分子氧（O2），不存在任何殘留物質，解決了消毒劑消毒時，殘留物的二次污染問題，同時省去了消毒結束后的再次清潔。

（3）方便性：臭氧殺菌設備一般安裝在室內或中央空調系統、空氣凈化系統中，或者是滅菌設備中（如臭氧消毒滅菌柜、傳遞窗等）。可根據滅菌所需濃度及時間，自動設置臭氧滅菌設備的定時控制，操作使用方便。而甲醛、環氧乙酸熏蒸消毒時間長，而臭氧消毒可以天天定時開啟使用。

（4）經濟性：通過臭氧消毒滅菌在諸多制藥行業GMP中的應用，以及醫療衛生單位的使用及運行比較，臭氧消毒方法與其他方法相比具有很大的經濟效益和社會效益。

九:臭氧在醫療使用中的注意事項

臭氧發生器用于醫療的手術室和病房的空氣滅菌和物體表面滅菌。臭氧發生器按安裝形式可分為：移動式、壁掛式、手提式、箱式等。臭氧發生器在手術室無菌和HVAC系統配套使用時，通常分為內置式和外置式兩種。使用臭氧發生器制取臭氧的機器稱為臭氧發生器，這里臭氧作為消毒劑使用。那么在使用臭氧發生器時應該注意什么呢？

1、 對人員的影響

理論研究把人員接觸臭氧的濃度和時間關系劃成幾個區，無癥狀刺激區、有癥狀區、暫時性損害區等。無癥狀區的研究比效成熟，有癥狀區和暫時性損害區研究較少，損害區僅為理論推導。無癥狀區是人員離開臭氧存在的地方，回到自然環境下，所產生的反應會很快消失而沒有損害。無癥狀區可歸納如下:

a、 嗅覺靈敏的人在0.01ppm即可察覺，一般的人在0.02ppm可嗅到，嗅覺遲 鈍的人在0.1 ppm，時也會明顯感覺到。這種濃度對人員完全無害，且使人有所新鮮感。一般森林地區即可達0.1ppm，海邊達0.05ppm。某些城市在夏天陽光充足時，濃度可達0.03-0.1ppm。我國衛生部1979年制定的《工業衛生標準》中規定，臭氧的安全標準為0.15ppm。美國標準規定，人員可在0.1ppm濃度下，工作8小時。國際臭氧協會標準規定。應用臭氧的專業室內，在0.1ppm濃度下，允許工作10小時。

b、引起人員一定反應的濃度為0.5-1ppm，允許接觸時間在1.5小時以內。時 間長了會感到口干等不適。

c、濃度在1-4ppm會引起人員咳嗽，允許接觸時間為1小時。

d、濃度在4-10ppm會引起強烈咳嗽，允許接觸時間為20分鐘。

另有一些資料指導，臭氧濃度在0.098-0.98ppm的環境下，人接觸1小時，會出現心悶、心痛、肺活量減少等癥狀。在5.13-9.70ppm下，人體會出現全身疼痛、麻痹，并導致肺水腫。

2、 對材料的影響

    臭氧具有強氧化能力，使用時要注意使橡膠制品、鋼鐵等物品遠離它，以免被腐蝕。雖然臭氧是一強氧化劑，但在醫療消毒中實踐證明，應用臭氧消毒沒有發現設備、裝置受損明顯的情況

3.保證臭氧發生器氣體的干燥
    由于O2的電離是用高壓放電，因此必須絕對保證氣體的干燥，否則會燒毀放電管。每次停機時間超過一周，重新開機必須先吹掃系統1~2小時，絕對不可以使水回流到發生器、干燥機，亦不可使濕空氣進入發生器。

4、保證水冷型臭氧發生器冷卻水的正常供應
    冷卻水對于臭氧發生器的正常運行十分重要，適宜的冷卻水不僅影響O3的產量，而且是發生器正常運行的必備條件。
5.臭氧發生器使用時必須時刻注意安全
    臭氧用作原料氣時，由于其有助燃并加速燃燒的特性，因此如果通風不好、設備內部或外部管線泄漏、或打開含氧系統都可能使氧濃度上升至危險的水平。氧濃度升高增加了火警危險。為此，特別禁止明火，不準使用油布，與氧接觸設備不要與油和黃油接觸.

6.臭氧發生器日常注意事項 

①、機器設施務必放置在無油污、空氣清潔、干燥的地方職業,以延伸機器設施應用壽命。要求使用環境：空氣濕度<95%。

 ②、應用時務必輕拿輕放，不能亂扔亂放。

  ③、機器設施用于水處理，臭氧輸出口務必接上止回閥。，（注：止回閥分正反，在沒接止回閥前檢驗有臭氧輸出，再接上止回閥，如沒臭氧就證實止回閥接方向接反)；避免回水進去機內，損壞機器。

  ④、禁止將臭氧發生器放在消毒區內 ，為了機器的壽命安全，設施應有獨自工作區，再用硅膠管將臭氧氣體輸送到消毒或化學反應區。
  ⑤、機器設施務必天天檢驗保護；如發覺異樣要馬上關機，查明理由、處理好后再用。
  ⑥、應用前機器設施務必優良接地，以防雷電。無須時優秀拔除電源插頭.

  ⑦、依據消毒環境、應用請求，準確選購臭氧產生器。

  ⑧、機器設施若長光陰無須務必將機內、機外殼清理清潔，放置通風干燥的地方。避免受潮破壞。

⑨、為了避免機器受潮和更好的保護設施，每星期打開《氣泵開關》或《氣控開關》；關掉《濃度調和》或《臭氧開關》工作三小時以上，以整潔機內水氣。

⑩、實踐證實，使用臭氧消毒防霉多年，不曾發覺設施、裝置資料受損的景況

• HY-006空氣源臭氧發生器

• HY系列空氣型HY-005-10A

• HY-001小型臭氧發生器

• 移動式臭氧發生器

• 空間消毒臭氧發生器

• 水處理臭氧發生器

• 小型臭氧發生器HY-002-2A

• 養殖場/食用菌臭氧消毒機