1896年特斯拉在一次公开演示中展示了臭氧的生成过程,并提出了臭氧在消毒和空气净化方面的潜在应用,19世纪末至20世纪初从发明了高效的臭氧发生器以后,开始推动了臭氧技术的工业化应用。
作为强氧化剂,臭氧通过分解细菌内部酶、直接破坏细胞器和遗传物质以及改变细胞膜通透性等机制,显示出对多种微生物包括细菌、病毒、真菌及原虫的显著灭活效果。
尽管臭氧在消毒方面的效能得到广泛认可,但针对非洲猪瘟病毒的具体作用和使用浓度,目前相关文献较为有限。本文将探讨这方面的内容。
01 臭氧的杀菌机制
一、臭氧的杀菌机制。
破坏病毒结构:臭氧能直接氧化病毒的外壳蛋白和脂质包膜,破坏其结构完整性,使其失去感染能力。
破坏核酸:臭氧可以穿透病毒外壳,破坏其遗传物质(DNA或RNA),从而阻止病毒复制。
氧化病毒关键酶:臭氧能氧化病毒内部的酶系统,使其失去活性。
这些机制使得臭氧对多种病毒(包括包膜病毒和非包膜病毒)都具有较强的灭活效果。
二、臭氧能够对多种物品造成损害。
作为一种强氧化剂,其破坏程度与浓度成正比。
高浓度臭氧可导致铜片产生绿色锈斑、加速橡胶老化并使其变脆甚至断裂,同时还会使织物发生漂白褪色等现象。
鉴于此特性,臭氧不宜用于电子产品的消毒过程,因为它极易损坏电脑、手机等设备。
02 臭氧对ASFV的杀灭效果
ASFV是一种具有双层脂质包膜的DNA病毒,其结构对氧化剂较为敏感。
研究表明,臭氧对ASFV具有显著的灭活效果,具体表现如下:
高效灭活:在适当的浓度和作用时间下,臭氧可以迅速灭活ASFV。实验表明,臭氧浓度在2-10 ppm、作用时间10-30分钟的条件下,能够有效杀灭ASFV。
对包膜的破坏:ASFV的脂质包膜是其感染能力的关键结构,臭氧能够迅速氧化包膜中的脂质和蛋白质,使其失去感染性。
环境适用性:臭氧可用于空气、水和物体表面的消毒,适用于猪场环境的全面消杀。
关于臭氧对非洲猪瘟病毒的作用效果,目前行业内普遍采用甲醛、二氯异氰尿酸钠等烟熏剂进行熏蒸消毒,但也有部分猪场尝试使用臭氧熏蒸法。
03 臭氧对人的危害
一、臭氧对人体呼吸道黏膜具有刺激性,当空气中臭氧浓度达到一定水平时,会引发不同程度的身体反应。
例如,0.15ppm的浓度即可被嗅出;
国际标准规定,0.5-1ppm的浓度可能引起口干等不适感;1-4ppm会导致咳嗽;而4-10ppm则可能引发强烈咳嗽。
因此,使用臭氧进行空气消毒必须在无人条件下进行,且消毒后至少需等待30分钟才能进入。
二、臭氧的安全浓度标准
根据世界卫生组织(WHO)和相关国家标准,臭氧的安全浓度限值如下:
室内空气:臭氧浓度不应超过0.05 ppm(100 μg/m³)。
工作环境:职业暴露限值通常为0.1 ppm(200 μg/m³),且每天暴露时间不超过8小时。
目前推荐的臭氧熏蒸剂量为20-100ppm,在此浓度下对人体存在明显危害性。
04 臭氧的使用浓度
一、臭氧室内杀灭浓度:
臭氧(O₃)的换算:1 ppm 臭氧 ≈ 2.14 mg/m³
在20°C和65%的相对湿度条件下,当臭氧浓度达到9.9mg/m³时,30分钟的作用时间即可灭活99.9%的非洲猪瘟病毒;提高到23.8mg/m³的浓度,只需15分钟即可达到同样效果。
二、臭氧水浓度:
中国农科院哈尔滨兽医研究所的科研团队研究报道
研究结果显示,浓度为5mg/L的臭氧水能够在3分钟内完全灭活浓度为10^4 TCID 50/mL的非洲猪瘟病毒。
更高浓度的臭氧水(5-20mg/L)能在1分钟内有效灭活更高浓度(10^6.75 TCID 50/mL)的非洲猪瘟病毒。
使用浓度为5 mg/L的臭氧化水处理,可以在1分钟内有效灭活高达10^4.0 TCID50/mL的野生型或报告型非洲猪瘟病毒(ASFV)
在3分钟内,50/mL浓度的臭氧水能有效且迅速地使非洲猪瘟病毒失活,是防控此疫病的有效消毒手段。
三、如何准确和便捷的测量浓度:
A、便携式臭氧检测仪,精度0.01-50ppm,网上仪器价格800-1600元。
B、紫外吸收臭氧分析仪,空气样品通过紫外光吸收池,检测器测量吸收前后的光强变化,根据比尔-朗伯定律计算臭氧浓度。优点是精度高,响应速度快,适用于连续监测和现场测量。缺点是设备成本较高。
05 臭氧消毒的应用场景
臭氧在ASF防控中的应用主要包括以下几个方面:
空气消毒:通过臭氧发生器对猪舍空气进行消毒,降低空气中ASFV的浓度。
水体消毒:臭氧可用于处理猪场饮用水和污水,杀灭水中的ASFV。
表面消毒:臭氧水或臭氧气体可用于猪舍设备、车辆和工具的消毒。
车辆驾驶室消毒:对运输车辆驾驶室进行臭氧消毒。
06 结论
臭氧作为一种强氧化剂,对非洲猪瘟病毒(ASFV)具有显著的杀灭效果,能够通过破坏病毒包膜和核酸使其失去感染能力。
在ASF防控中,臭氧可用于空气、水体和物体表面的消毒,是一种高效、环保的消毒手段。然而,实际应用中需注意浓度控制和安全操作,以确保消毒效果和人员安全。
通过科学合理地使用臭氧消毒技术,可以有效降低ASFV的传播风险,为养猪业的健康发展提供有力支持。