臭氧 – 現代的"環保之星"
一 臭氧簡介
臭氧 (Ozone) 在自然界中一直存在於地球15-25公里高空處，吸收了太陽幅射中大部份的紫外線，成為保護地球的 "生命之傘"。
臭氧於1840年德國化學家C.F.先貝因博士發現並命名使用至今。Ozone 希臘語新鮮空氣的意思，臭氧與氧是同素異形體，不穩定，易分解，無法儲存，只能隨產隨用。
二 自然界之臭氧
自然界之臭氧是經由，太陽光照射、雷擊、閃電或x光等高週波放電時之光電作用，刺激空氣，自然產生。在地球高層圈或地表上、海濱或森林地帶，原來空氣比較淨化地區，會有比較高的濃度存地。
臭氧，此一不穩性分子，混合在空氣中。因為分解速度極快，所以不易儲存。但臭氧卻自古以來，即存在於自然界中。提供了特殊的功能與服務。是生物不可或缺的原素。因為工業的發達，自然界中的含量減少，降低了其淨化的功能，人類為求淨化的目的，以工業的方式，生產臭氧。
三 臭氧的本質
臭氧，O3 (Ozone) 又名重氧，結合三個同位氧原子O，組成一個臭氧分子 O3，
臭氧形成 =
3O2 →
2O3
初生氧產生 = O3 →
O2 + - O –
三個氧原子結合體，結合狀態極不穩定，有不斷地，要與其他兩個結合中的原子游離、破壞或逸出的性質。臭氧的離子結合，在常溫中極易分解成為氧2O3
→3O2。在游離時，藉當時的能量，迅速的產生了強力氧化作用，氧化其他物質。在氧化過程中，如未與其它分子，產生氧化反應時，幾乎立即轉化成為氧氣，自行消失。
化學上，臭氧有三態¸
1.
氣態臭氧，濃密時是淡籃色的氣體，具有新割牧草的香味，不燃性，密度
1.658 (氧氣=1) ，重量2.141g/l。
2. 液態時是1.71(-183oC)呈深藍色，沸點是 –113oC，分子量是48，臨界溫度是
-112.3 oC，臨界壓力是54.6氣壓，液態臭氧在撞擊或磨擦下會爆炸，穩定性極差。
3. 固態臭氧呈紫黑色，融點
– 251 oC。
臭氧在高溫下立即轉化成為氧，分解速度常因熱、光、水份、PH值不同而同，與金屬及金屬氧化物等其它觸媒作用時，會加快分解速度。臭氧在大氣常溫下半衰期為20 - 50分鐘，
隨溫度不同而變，1%
濃度之水溶性半衰期為16分鐘。無法儲存，現產現用。臭氧溶於水，受水分子作用，會急速分解，具極強之氧化力，有殺菌、脫臭、漂白等作用。在水中半衰期
約為12 - 30分鐘。
四 臭氧在各國的應用
國際臭氧組織研究¸可分為臭氧科學及臭氧醫學。臭氧科學用於空氣及水處理，臭氧醫學用於活化細胞組織，醫療、保健、病媒防治等主題。
自1902年德國伯德博恩建立了，第一座自來水處理廠以來。到1977年世界各國已健了1,000座以上的臭氧消毒自來水廠。臭氧消毒在歐美應用最多，法國巴黎市有1/3的自來水，
來自臭氧處理之水廠。
臭氧在化學方面可作為氧化劑、催化劑、精製劑，應用在化工、石油、紡織、香料、製藥、食品等工業。
醫界應用之無菌空間的製造，流行疫病之抑制與防範，如 : 日本腦炎、腸病毒、口蹄疫、退伍軍人症等。家電業應用在純氧產生機、及空調機之純氧產生、空氣清淨器、除濕機空氣潔淨部份、電冰箱防腐、保鮮、烘碗機之殺菌、廚具之除霉、殺菌等。
五 人工臭氧的產生
人工臭氧發生之方法，有光化學法、電陶磁法、原子幅射法、高壓電暈法、無聲放電法、放射線照射法。工業上以無聲放電法最多，醫界以光化學法為眾。以前大部份是利用放電法。自發現其具有副作用後，除工業上使用外，已少有民生品使用。
自1857年發現 ”玻璃管光化學法” 問世以來，發生器之類型、規格、技術都有很進步的發展，法國、德國、美國、日本都積極在臭氧發生器及應用技術上，投入極深的研究。且大部份都已採用光化學法、電陶磁法，來穫得較潔淨的臭氧。
六 純淨之臭氧產生法
光化學法產生的臭氧，是利用紫外線光源，產生200nm以下之紫外線波長，照射空氣，產生臭氧，其作用一如太陽光之照射。產生光化學作用及光和作用所製造的臭氧，純淨、無瑕，絕不含有NOX氧化物，不會有亞硝酸、硝酸鹽等有害人體化合物。
並且將製造臭氧的原料空氣，純氧氣及氧氣之任何一種，都必須將其乾燥、冷凍及過慮後再取用，才能產生真正潔淨的臭氧。
七 臭氧之應用
7-1. 在水中之應用
水是萬物之源，所有生物之母。水之不潔，對生物及人類將產生極大的傷害。而臭氧是水處理的最佳添加物，在水中對病毒、細菌等微生物，殺滅性高。對有機化學物等之污染，去除澈底，無殘留，更無二次污染之慮。
在水中使用氯系藥品，以消除游離氨氣，易產生三氯甲烷，此一方法，備受爭議。目前歐、美國家都採用臭氧取代，以改善水質，臭氧之活性是氯的600倍，成為高級氧化之新寵。有 “環保之星” 的美名。飲水採用臭氧殺菌、除臭，除了不會產生有鹵代物之致癌物質，且半衰期只有20分鐘，一下就消失，絕無異味產生，更無殘留物，優於常用之氯消毒。
臭氧使用於水中，其用量取決於水質，清潔的水，一般農度為0.5—2mg/L，作用5-10分鐘後水中保持餘氧之濃度為0.1—0.5mg/L，較髒的水之用量可增加至3—6mg/L。
對污水處理，其濃度可以增加為100-200mg/L，作用 30分鐘後即能殺滅或破壞其中之細菌及微生物、毒素。能改善水質，當然時間越長越好。
7-2. 在空氣中之應用
臭氧的分歧點為0.1PPm，人類可自嗅覺上感到其存在的濃度為 0.01-0.02PPm。當濃度到達1.0PPm，會引起呼吸加速、變淺、胸悶等症狀。到2-5PPm時會引起脈搏加速、疲倦、頭痛、頭暈。停留一小時以上，發生肺氣腫，以至死亡。作業現場允許之最高值濃度為0.10PPm/m3。
臭氧在常溫 70oC以下時，能和所有的飽和有機物，以較慢的速度進行反應。對不飽和物質則產生急速的反應。若以水為媒體時。可與多數有機物資，急速產生化學反應。能除去水中之不純物，臭味，顏色，具極強殺菌效果。
臭氧在常溫分解之速度，並不顯著，溫度每升高10 度，其速度加快2 - 3倍，若以水蒸氣、粉塵或紫外線為媒介，其分解速度將更快。
用於空氣殺菌、防腐的濃度是0.5--2PPm，食品冷凍、消毒及物體表面消毒，需要量為6-10PPm/m3。
薰蒸式消毒法，是對密閉空間中，用5—10PPm/m3 濃度之臭氧作用
30 分鐘即可穫得滿意效果。但其相對濕度須要高於75%，濕度越高，效果越佳。對乾菌體，殺滅力極低。註
: 臭氧腐蝕性強，一般很少使用此種薰蒸式消毒法。而且此一消毒法，也必定在無人之情況下才能進行。並且在時間的選擇上，應保証工作人員進入時，臭氧已自行分解到安全濃度以下。
空氣中之綠膿桿菌用0.5PPm，甲型肝炎病毒用4.9PPm，之濃度下30分鐘即能完全消滅，即使比較強的乙型肝炎病毒，也只要6PPm作用60分鐘，可達到完全殺滅的目的。
八 臭氧的功能
當初生氧與氧氣游離時。藉由當時之能量，可以對其他物質產生分解，因此在日常生活中而具有1. 殺菌2. 防腐3. 保鮮 4. 解毒5. 脫臭 6. 醫療
7. 增氧 8. 美容 9. 漂白等作用。以下對各種作用作簡單的介紹 :
8-1. 消毒殺菌力
臭氧於短時間內能將結核菌、大腸菌、黴菌、赤痢菌、真菌、藻類、以及病毒
等一般細菌消滅。
其殺菌作用。來自與臭氧對細胞壁、細胞膜及蛋白質外鞘造成氧化分解。使細
胞質溶出而死亡。
因此可以廣泛的應用於飲用水、產業用水、廢水之細菌及病原菌之消滅、食物
防腐、廢氣及浮游菌之消滅。
臭氧應用在民生科技上，日常生活中效益甚為廣泛，對外漏或未完全燃盡之煤
氣，有立即解毒之效果。對疏菜、青果之殘餘農藥分解，可達百分之99.5的成績。
30W臭氧機每分鐘產生0.160PPm之臭氧在200公升密閉空間中之滅菌效果及殺菌率
|
工作時間-分 |
1 |
2.5 |
5 |
10 |
15 |
30 |
60 |
90 |
120 |
|
臭氧濃度mg/L |
0.008 |
0.023 |
0.053 |
0.139 |
0.178 |
0.357 |
0.425 |
0.520 |
0.610 |
|
菌
種 |
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金黃葡萄球菌 |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
|
大腸桿菌 |
99.94% |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
|
傷寒桿菌 |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
|
赤痢桿菌 |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
100% |
|
腊狀芽胞稈菌 |
94.11% |
94.85% |
95.82% |
96.48% |
96.79% |
97.19% |
99.66% |
99.89% |
100% |
|
枯黑芽胞稈菌 |
40% |
50.5% |
56% |
64.3% |
68.2% |
71.5% |
96.85% |
99.56% |
100% |
由上表可知，在空氣中，臭氧濃度在0.023mg/L以下，即可將大部份之的細菌，完全消滅。
8-2.食品之防腐、保鮮
臭氧在食品之防腐。無害食品，無殘留污染，無副作用，可以直接對食品消毒。
1909年法國汴洛涅冷凍廠，就開始利用臭氧殺滅冷凍肉表面、蛋及疏菜和釀造物
之細菌，以延長儲存期。肉可延長一倍，蛋可延長八個月，奶酪達63天，草梅、
楊梅、葡萄等都在一倍以上。
因此許多遠洋運輸冷凍船舶，對食品之消毒防腐，都利用臭氧。自1940年美國
80%之蛋冷藏庫，也都裝設了臭氧發生器。
最近加拿大超市存肉間，也裝了臭氧產生器。日本SHARP電冰箱，也裝了臭氧
發生器，達到疏果保鮮，延長保存期限，也可消除箱內異味。
臭氧有立即消退之有利特性，即使個別接觸後有不適感，一但離開臭氧環境後，
不適感會立即消失。其無殘留、污染的優點是甲醛(孚爾馬林)、過氧乙酸、高猛酸
鉀等常用之清潔、消毒劑無法比儗的。
8-3.解毒
工業界因生產之過程，必然會產生過各種臭氣及各種惡性排放物。如 : 瓦斯、
亞硫酸、氨氣。以及家用瓦斯未能完全燃燒部份，都是致命的毒氣，都可依靠臭氧
來化解，因為分解中之初生氧，有強力氧化作用，對亞硫酸瓦斯、一氧化碳分解
(CO+O3→CO2+O2↑) 等有毒氣體，都能於短時間內即能分解，成為無毒之清新空氣。
8-4.脫臭
社會上，因為生活的需要，而有廢棄物及垃圾場、魚市場、公廁、醫療院等公共
場所，造成空氣污染，惡臭及細菌散播。臭氧具有急速分解此類難聞氣體、惡臭之功能。
如瓦斯、廁所、動物臭、污濁水、溝臭蒸氣等都能於短時間內使空氣清新、脫臭。
其他如 : 機場、車站、賣場、電影院、餐廳、火車、客車等公共場所，及辦公室、會議室、居家客廳、汽車等眾人聚集場地，都能達到使空氣清新、消煙、除臭的目的。
8-5.臭氧對人體之功效
由現代之工業社會現狀，城市空氣污染，有增無減之情況下，純氧將嚴重不足，
使代謝能力減弱之患者日眾。城市居民之健康，嚴重之衰退。如何消除空氣之污染，提高純氧之供應，是政府研究之主要課題。
根據1966年諾貝爾獎得主，溫伯格 (Dr Felix Wargbury) 說一般細胞是靠氧氣來營養，是謂 ”嗜氧性” ，病品細胞，是靠醣發酵來營養，是謂 ”嫌氧性” ，因此充足體內之氧氣，是可以防止疾病的發生。增進血液中含氧量，活化體內細胞，促進內臟活力，防止疾病產生，此是有氧運動之主要目的。
因此適量的臭氧，轉化為充份的氧氣，可以對人體具有
1.
消毒殺菌 (預防疾病)
2.
細胞組織再生 (活化、防止老化)
3.
代謝物吸收、輸送 (消炎)
4.
末梢神經刺激之解除 (止痛)
5.
自律神經機能甦緩 (鎮靜、回復)
6.
運動肌肉乳酸之氧化 (消除疲勞)
等多種功能。長期使用，能讓人體保持最健康狀況。此即為
”森林浴” 是一直為大眾
所喜愛之由來。
8-6.醫療
臭氧常見之於醫療，是對於氣管炎患者，有特別的效果，能在一夜中，產生奇妙的療效。如
: 喉痛、多痰、咳嗽、口臭、煙臭、酒臭、狐臭等均能在一夜中消失。過敏性氣喘症發作時，亦能在四、五日內見效。
臭氧亦有解酒功能，因為一般酒精大部份在肝臟內被新陳代謝，臭氧之強氧化力在肝臟內擴散後，加強肝臟對酒精的解析力。
8-7.保健
假如在工作或生活環境中，供應適量之臭氧，使人體長期穫得豐富的氧氣，增加
血液中之純氧的供給量與預備量，使血流、血壓正常、促進血中之血紅素之活性、增加細胞新陳代謝功能、分解血中之膽固醇物質、增加冠狀動脈血流。對於貧血、臟衰弱、高血壓、氣喘、鼻竇炎、防癌等疾病，因為血中氧氣充足，而致產生奇妙預防效果。
血液可經由富氧，而化解膽固醇及組織氨，對高血壓及過敏性鼻炎等，都有
相當助益。
8-8.美容
經常以臭氧溫浴(含有一定臭氧濃度之水) 洗浴，對皮膚黴菌、疥癬、香港腳等之殺菌能力，遠高於溫泉。能保持皮膚之健康，皮膚氧氣充足，氧化作用對皮膚產生，潔白、漂白作用。氧化作用消除肌肉內之乳酸，恢復肌肉活力。促進腦細胞之活力等。此為歐美極流行之”純氧氣泡浴”。（SPA）
具臭氧之蒸臉器，除保持蒸氣無味、潔淨外，也對皮膚產生氧化、潔白、漂白、殺菌、等作用，使皮膚更滑潤、細嫩、健康。
九 臭氧的濃度國際上之標準
臭氧在空氣中之衛生濃度標準 :
國際臭氧協會規定(NIOSH) 0.05PPM
(接觸10小時/日)
美國國家標準規定(FDA) 0.05PPM (接觸 8小時/日 44小時/週)
德國國家標準規定
0.10PPM
日本國家標準規定
0.10PPM
法國國家標準規定
0.12PPM
十 臭氧設備之架設
臭氧之比重是空氣之1.7倍，應架設與於離地2公尺之高處為宜。對地下
室、水艇、太空艙、長途客車、食物運送車、肉品冷藏車等都應配以臭氧產生設備。
十一 高壓放電式臭養產生機之副作用
高壓放電臭氧產生器，或是利用高電壓之尖端放電特性，游離空氣，穫致臭氧之臭氧產生器，如眾所知，空氣中之氮氣為氧氣之4倍，當1/5的氧氣被游離時，4/5之氮氣亦可能被激化，再加上無數空氣中之灰塵微粒被高壓燃燒碳化。此一游離，雖然得到了氧之負離子與氧之O3 ，可是也得到了更多倍的副產品，如
"過氧化氮"、"亞硝酸氣體之氮素氧化物"、"二氧化碳"、"一氧化碳"等，數倍於臭氧量的有毒物質，必須設法絕對有效的防止。
美國、日本等臭氧研究所，曾宣告，此一有毒物質，必須設法絕對有效的防止，若無二次毒氣產生的消除設備時，除了工業使用外，此種方式所產生的臭氧，絕對不可作為民生、醫療上之使用品。
十二 臭氧之誤導
以前曾有新聞機構，在報導不夠全面之下，跨大了臭氧之有害作用，造成了消費者認識上的誤導。1986年10月27日
美聯社新聞稿說 ” 臭氧能致癌” 說，將老鼠暴露於高劑量之臭氧下，發現這些動物之細胞，會發展為 ”癌” ，實驗之臭氧濃度是以一般煙霧城市，洛杉磯市中高濃度臭氧地區(據查為0.2ppm)之五倍左右之環境，約為(1.15ppm)，然而對低濃度狀況下會怎樣?
並無進一步之說明。
目前在專門討論臭氧之文獻中，並未有洛杉磯市人癌症多發之報導。醫界、生物界正在進行細胞畸變的研究與實驗，因此 ”臭氧能致癌” 可能尚缺乏科學上之證據，國際上亦未見有一例，是因臭氧傷害而死亡的故事。
因此，臭氧是否真正對人體造成傷害，或是個人體質對臭氧之反應，不適臭氧之環境，都尚在研究中。
十三 臭氧的副作用
事情是一體兩面的，凡物有好自有壞。現在來談談臭氧的缺點。臭氧是具腐蝕性氣體，因氧化力強，能損壞多種物質。濃度越高，損壞性越強。
它可使銅片氧化產生綠色銹斑，使銀器氧化產生黑斑，使橡膠老化¸顏色變暗，彈性降低、脆化、斷裂，使織物退色等副作用。因此使用時，應注意其強度、濃度及場所。
所以出售易被氧化物品之百貨公司、商店，化妝品專櫃、化工材料行、橡膠製品店、銅製品廠、燈具、燈飾店、銀樓等，應避免使用。
臭氧並無穿透性，無法穿透封閉包裝置，只能就空氣中，任何被清潔物之表面作氧化、殺菌、消毒處理。因此具有良好防銹處理，適當包裝之物品，不懼被氧化之困擾。所以凡物質滿溢過量必有其害，臭氧亦然，雖然有毒有害身體，比起香煙，殺蟲劑，污染的空氣來說，任然毒性較低，至少不會殘留在體內，若能適當的應用，仍然造福人類。
十四 光化學臭氧燈管的種類
光化學臭氧燈管，分為熱陰極燈管、冷陰極燈管及電暈燈管。冷熱陰極燈管都有直管、U形管、H形管、單端燈管等不同形狀及低壓觸發燈管等。燈管因輸出功率不同，分成各種瓦特，再因為使用的地方不同，而有低、高、極高臭氧之分。各種燈管形狀、種類不同，觸發方式與應用方式，亦有極大之差異，這些資料可由生產廠商供應之燈管資料中穫得。
十五 生產廠商
燈管是精密的產品，其主要是在玻璃材料的選用、加工溫度、時間及真空度的控制。通常廠商為了成本經常在這方面縮減，以換取利潤。而消費者是不易發覺的，但是在使用效果上，有一定的差別。
國內據本公司之了解，並無專業工廠生產。目前百笛公司具備此一生產能力，在大陸現有二處生產工廠，專業生產臭氧光化學燈管。
Sparkie賜百利光源品牌之臭氧燈管，供應國內外許多客戶，品種眾多。同時亦配合客戶須要，提供電子觸發與安定器組件，全套供應之服務。其中昆山智群光電公司，對燈管之特性效率之研發，已有十餘年的時間。在電子安定器上，投入也投入數十年之研究。因此”賜百利Sparkie “燈管及’全能保姆mighty nanny ‘安定器，在國內都已獲得多項專利，在服務與及效率上都有傲人的口碑。
智群光電公司曾研發出多款，市場未見之新型光電產品，如玩偶型空氣清淨機， 寵物皮毛除蟲梳，紫外光廚房驅蟲殺菌器，及多款其他家用蔬果保鮮殺菌產品。保證品質優異及價格合理 ，是市場較少見的產品，如果您對品質要求嚴格的公司，有興趣者，歡迎來電合作推廣。採用製群光電的產品，必讓您買得放心，用得安心，也有相對之競箏力。
您若對上項燈管之特性及應用有任何問題，請勿猷疑，隨時來電 (02)2723-7704,
2723-5668或傳真(02)2722-1629。更歡迎駕臨本公司指導，本公司將竭盡所能，提供您滿意的答案與資訊。最後，謝謝您的關心，希望未來有為您服務的機會。
附錄
臭氧產生方式之優缺點比較
一、高壓尖端放電法 : 目前以高壓尖端放電法，是家電中最常用也最容易獲得臭氧之方法。
二、極板無聲放電法 :工業上用無聲放電法，同前法利用大型化電極片，產生高容量臭氧。
三、電陶瓷法 : 另一種是電陶瓷法，陶瓷兩面加高壓電暈之方式，迫使空氣電離而產生。
四、光化學法 : 有一種是光化學法，以超短波紫外光波游離空氣產生，是紫光燈產生臭氧。
五、原子幅射法及放射線照射法 : 其他還有原子幅射法及放射線照射法，不及細述。
放電式臭氧產生法
一、空氣中氮氣含量是氧氣之四倍，氮為惰性氣體，穩定不易變，將因高壓而被化成過氧化氮。
二、空氣中含有之可燃性細微灰塵與雜質，將被高壓燃燒成碳微粒。
三、臭氧由空氣中之氧化成臭氧3O2→2O3 ，還原時O3→O2 活性氧 O↑。
四、活性氧極易與其他物質化成，產生CO ，CO2
等廢氣。
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促使氮氣游離 |
灰塵燒成碳 |
氧化成新物質 |
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其他危險 |
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高壓放電法 |
會 |
產生碳 |
Nox氧化物、亞硝酸、硝酸鹽等 |
噪音、觸電 |
||
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陶瓷電暈法 |
較低 |
較少 |
Nox氧化物、亞硝酸、 |
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觸電 |
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紫外燈光 |
不會 |
不會 |
絕不含有 |
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紫外光線 |
臭氧之應用
一、空氣中臭氧含量達0.04PPM時，大部分的細菌，能被完全消滅。
二、臭氧濃度要超過可聞到濃度的100倍，才會對人體有影響。並且要處於在1ppm這種環境一定時間，大約30分鐘以上，才會受到傷害。一般濃度在0.01PPM即可被嗅覺到，0.1PPM明顯感覺到，0.8PPM有低度刺激感，3PPM可能輕咳，5PPM心跳及強咳，10PPM脈搏加快與頭暈。(以上測試是採用不含Nox氧化物之臭氧)
三、也有器具，應用到空氣清淨器中，作為純氧產生器，除了利用臭氧之殺菌功能外，更利用其中和還原的能力，消除煙味與臭味，做脫臭器用。
四、應用臭氧附生的初生態氧（O），是人體可利用的純氧，人體的恩物，有助於血液中氧氣之
增量，達到健體養生之目的
五、先進國家以臭氧作為飲用水處理、食物保鮮、空氣潔淨、氧氣供應等作多方面之應用。只是
對臭氧產生之方式與濃度，有較嚴格之規定。
六、先進國家已禁止電暈法所產生臭氧，應在家庭器具中，避免要一份臭氧，卻來了更多無臭、
無味，感覺不到的毒氣，其含量有多少？會危害程度如何昵？尚未知？
七、目前醫界認為光化學臭氧，是最單純的臭氧，無副作用，也不殘留，只是成本較高而已。