臭氧在水中的溶解特性及其影响因素研究_王华然.pdf

1、 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/文 章 编 号 : 1001 - 7658 (2009) 05 - 0481 - 03 【 论 著 】臭 氧 在 水 中 的 溶 解 特 性 及 其 影 响 因 素 研 究王 华 然 王 尚 李 昀 桥 1 王 福 玉 李 迎 凯 尹 静(军 事 医 学 科 学 院 卫 生 学 环 境 医 学 研 究 所 天 津 市 环 境 卫 生 与 食 品 安 全 风 险 监 控 技 术 重 点 实 验 室 ,天 津 30005

2、0; 1天 津 南 开 中 学 )提 要 目 的 研 究 臭 氧 在 水 中 的 溶 解 特 性 、 半 衰 期 及 各 种 因 素 对 其 溶 解 状 况 的 影 响 。 方 法 采 用 碘 量 法 测 定 水 中臭 氧 ,进 行 了 实 验 室 观 察 。 结 果 在 相 同 通 气 条 件 下 ,随 着 水 温 的 升 高 臭 氧 在 水 中 的 溶 解 能 力 减 弱 ; pH值 对 臭 氧在 水 中 的 溶 解 影 响 相 对 较 小 。 在 固 定 反 应 条 件 下 ,臭 氧 发 生 器 的 气 体 流 量 对 臭 氧 在 水 中 的 溶 解 有 一 定 的 影 响 ;水中 色

3、度 会 对 臭 氧 在 水 中 的 溶 解 产 生 影 响 。 随 着 水 温 的 升 高 ,臭 氧 在 水 中 的 半 衰 期 快 速 降 低 ,水 温 0 臭 氧 的 半 衰 期为 40 m in,水 温 40 时 半 衰 期 仅 为 3 m in。 结 论 水 温 是 影 响 臭 氧 在 水 中 溶 解 能 力 和 半 衰 期 的 主 要 因 素 。关 键 词 臭 氧 ;溶 解 特 性 ;半 衰 期 ;稳 定 性中 图 分 类 号 : R187. 2 文 献 标 识 码 : ASTUDY O N D ISSOL V ING CHARACTER IST ICS AND INFL UENT

4、IAL FACTO RS O F O ZO NEIN W ATERWAN G Hua - ran, WAN G Shang, L I Yun - qiao1 , W ang Fu - yu, L I Ying - kai, YIN J ing( Tianjin Key Laboratory of A ssessment and Control for Enviroment and Food Safety, Institute of Health and EnvironmentalMedicine, Academy ofM ilitaryMedical Sciences, Tianjin 300

5、050; 1 Tianjin NankaiM iddle School, China)Abstract O bjective To study the dissolving characteristics, the half - life and the effect of various factors on dissolvingstatus of ozone in water. M ethod Concentration of ozone in water was determ ined by iodimetry. Results A t the sameventilation condi

6、tion, the dissolving capacity of ozone in water decreased with increasing water temperature. The influenceof pH on ozone dissolution in water was relatively not obvious. A t constant reaction condition, the gas flow rate of ozonegenerator influenced the dissolving capacity of ozone in water. Colorit

7、y of water also affected dissolving capacity of ozone inwater. W ith increase in water temperature, the half - life of ozone in water decreased quickly, which was 40 m inutes in 0water, and only 3 m inutes in 40 water. Conclusion W ater temperature is the main factor which influences dissolvingcapac

8、ity and the half - life of ozone in water.Key W ord ozone; dissolving characteristics; half - life; stability 作 者 简 介 王 华 然 (1983 - ) ,女 ,天 津 人 ,大 学 本 科 ,实 验 员 ,从 事环 境 卫 生 和 饮 水 卫 生 研 究 。 基 金 项 目 国 家 科 技 支 持 计 划 (2006BAD01B05 - 03)。 通 讯 作 者 尹 静 , Email: yjzhycheyou. com臭 氧 是 一 种 高 效 、 广 谱 的 消 毒 剂 ,广

9、 泛 应 用 于 诸多 领 域 ,尤 其 是 在 水 处 理 和 消 毒 方 面 。 臭 氧 在 水 中溶 解 性 较 差 ,其 溶 解 能 力 和 半 衰 期 是 影 响 其 消 毒 效果 的 重 要 因 素 1 3 。 本 试 验 利 用 底 部 分 散 曝 气 的 有机 玻 璃 柱 反 应 体 系 ,研 究 了 各 种 环 境 因 素 对 臭 氧 的溶 解 能 力 和 半 衰 期 的 影 响 。1 方 法111 试 验 装 置试 验 利 用 1根 直 径 90 mm、 长 度 113 m的 有 机玻 璃 柱 ,向 反 应 柱 中 加 入 6 L经 过 调 节 的 去 离 子 水 ,然 后

10、 启 动 臭 氧 发 生 器 向 去 离 子 水 中 输 送 臭 氧 气 体 ,通 过 控 制 气 体 流 量 和 通 气 时 间 来 研 究 各 种 因 素 的 影响 。本 研 究 所 用 臭 氧 水 消 毒 机 采 用 电 晕 放 电 原 理 ,以 空 气 为 原 料 ,气 体 流 量 60 L /h,采 用 底 部 分 散 曝气 方 式 ,通 过 控 制 通 气 时 间 来 产 生 不 同 浓 度 的 臭 氧 。112 臭 氧 浓 度 的 测 定在 试 验 规 定 的 时 机 和 设 计 的 各 种 因 素 条 件 下 ,直 接 取 含 臭 氧 的 水 ,按 照 GB /T5750. 1

11、1 - 2006 生活 饮 用 水 标 准 检 验 方 法 中 规 定 的 碘 量 法 进 行 臭 氧含 量 测 定 。113 影 响 因 素 试 验水 温 影 响 试 验 是 利 用 预 先 放 置 于 4 的 去 离 子水 ( pH = 615 )调 节 水 温 ; pH 值 影 响 试 验 利 用 1mol/L的 盐 酸 和 氢 氧 化 钠 溶 液 调 节 20 的 去 离 子 水进 行 ;色 度 影 响 试 验 利 用 预 先 配 制 好 的 腐 殖 酸 加 入到 一 定 体 积 的 20 去 离 子 水 中 ,并 调 节 pH 值 为184中 国 消 毒 学 杂 志 2009年 第

12、26卷 第 5期 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/615;通 气 量 影 响 是 通 过 控 制 气 体 流 量 计 来 进 行 。114 臭 氧 的 半 衰 期 观 察臭 氧 的 半 衰 期 试 验 是 利 用 调 节 好 的 去 离 子 水 生成 一 定 浓 度 的 臭 氧 水 ,取 一 定 体 积 置 于 密 闭 容 器 内 ,置 于 暗 处 存 放 ,每 隔 一 定 时 间 间 隔 取 出 样 液 测 定 臭氧 浓 度 。2 结 果211 水

13、 温 对 臭 氧 溶 解 能 力 的 影 响结 果 表 明 ,在 相 同 的 试 验 条 件 下 ,水 温 对 臭 氧 在水 中 浓 度 的 影 响 非 常 显 著 ,随 着 水 温 的 升 高 ,水 中 臭氧 浓 度 快 速 降 低 ,并 且 在 水 温 相 对 较 高 时 ,水 中 臭 氧浓 度 随 着 通 气 时 间 的 延 长 ,浓 度 提 高 缓 慢 。可 见 水 温 升 高 水 中 臭 氧 溶 解 与 分 解 趋 于 平 衡(图 1)。 0 , 10 , 20 , 30 , 40图 1 水 温 对 水 中 臭 氧 浓 度 的 影 响212 pH对 臭 氧 溶 解 能 力 的 影 响

14、pH值 对 水 中 臭 氧 浓 度 的 影 响 试 验 根 据 生 活饮 用 水 卫 生 标 准 ( GB5749 - 2006)中 对 pH值 的 规定 ,选 择 在 615 815之 间 进 行 。 结 果 表 明 , pH值 对水 中 臭 氧 浓 度 有 一 定 的 影 响 ,随 着 pH值 的 升 高 水中 臭 氧 的 浓 度 相 对 降 低 (图 2)。图 2 pH值 对 水 中 臭 氧 浓 度 的 影 响213 色 度 对 臭 氧 溶 解 能 力 的 影 响结 果 显 示 ,随 着 色 度 的 提 高 臭 氧 浓 度 明 显 降 低 ,在 试 验 的 30 m in之 内 臭 氧

15、浓 度 虽 然 有 所 升 高 ,但 与未 加 入 腐 殖 酸 的 水 样 相 比 仍 偏 低 。 这 可 能 是 由 于 水中 的 腐 殖 酸 消 耗 了 水 中 的 臭 氧 ,从 而 导 致 在 试 验 时间 内 臭 氧 浓 度 降 低 ,说 明 色 度 对 水 中 臭 氧 浓 度 有 明显 影 响 (图 3)。 0 , 5 , 10 , 15 , 20 , 30图 3 色 度 对 水 中 臭 氧 浓 度 的 影 响214 通 气 流 量 对 臭 氧 溶 解 能 力 的 影 响结 果 表 明 ,在 相 同 试 验 条 件 下 ,增 大 通 气 流 量 并不 能 提 高 水 中 臭 氧 的

16、浓 度 (图 4) ,这 主 要 是 因 为 臭氧 在 水 中 溶 解 速 度 慢 和 稳 定 性 较 差 ,增 大 通 气 流 量搅 动 了 水 从 而 影 响 了 臭 氧 的 溶 解 ,同 时 ,通 气 流 量 增大 缩 短 了 气 液 接 触 时 间 ,也 不 利 于 臭 氧 的 溶 解 。图 4 通 气 流 量 对 水 中 臭 氧 浓 度 的 影 响215 水 温 对 水 中 臭 氧 半 衰 期 的 影 响鉴 于 水 温 对 水 中 臭 氧 浓 度 的 影 响 明 显 ,试 验 考察 了 0 、 10 、 20 、 30 、 40 条 件 下 水 中 臭 氧 的半 衰 期 。 结 果

17、证 明 ,水 温 对 水 中 臭 氧 的 半 衰 期 影 响非 常 显 著 ,在 0 时 水 中 臭 氧 的 半 衰 期 可 以 达 到 45m in,而 随 着 水 温 的 逐 渐 升 高 ,臭 氧 的 半 衰 期 快 速 降低 ,在 水 温 30 、 40 时 水 中 臭 氧 浓 度 快 速 降 低 的同 时 ,半 衰 期 同 样 缩 短 (图 5)。216 pH值 对 水 中 臭 氧 半 衰 期 的 影 响结 果 表 明 ,臭 氧 水 中 pH值 偏 高 臭 氧 浓 度 下 降速 度 加 快 (图 6) ,结 果 提 示 pH值 对 水 中 臭 氧 的 半衰 期 有 一 定 的 影 响

18、,低 pH时 臭 氧 的 半 衰 期 相 对 较长 ,稳 定 性 较 好 。284 Chinese Journal of D isinfection 2009; 26 (5) 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/ 0 , 10 , 20 , 30 , 40图 5 水 温 对 水 中 臭 氧 半 衰 期 的 影 响 pH = 6. 5, pH = 7. 0, pH = 8. 5图 6 pH对 水 中 臭 氧 半 衰 期 的 影 响3 讨 论臭 氧 对 各

19、种 水 体 中 微 生 物 都 具 有 较 强 的 杀 灭 作用 ,但 水 质 越 好 越 有 利 于 臭 氧 杀 菌 ;另 外 ,臭 氧 水 还可 以 用 作 物 品 冲 洗 消 毒 。 臭 氧 在 水 中 溶 解 度 低 ,且性 质 活 泼 ,容 易 分 解 。 因 此 ,臭 氧 在 水 中 很 不 稳 定 。本 研 究 结 果 显 示 ,水 温 是 影 响 水 中 臭 氧 浓 度 和 稳 定性 的 主 要 因 素 ,高 温 不 利 于 臭 氧 在 水 中 溶 解 ,同 时 也会 加 速 臭 氧 分 解 ,从 而 降 低 了 水 中 臭 氧 的 稳 定 性 。水 温 低 和 pH值 低 均

20、 有 利 于 水 中 臭 氧 的 稳 定 性 。 因为 腐 殖 酸 可 大 量 消 耗 臭 氧 而 降 低 水 中 臭 氧 的 浓 度 ,所 以 水 质 中 色 度 升 高 ,可 导 致 水 中 臭 氧 半 衰 期 缩 短 。在 应 用 臭 氧 发 生 器 消 毒 饮 水 时 ,为 了 达 到 高 效 、 经 济的 目 的 ,应 根 据 处 理 水 的 水 质 情 况 确 定 必 要 的 接 触时 间 和 浓 度 ,调 节 好 各 种 有 利 因 素 ,以 利 于 臭 氧 溶 解杀 菌 。参 考 文 献 1 曹 德 康 ,王 民 ,胡 冰 冰 . 臭 氧 在 水 消 毒 中 的 应 用 J .

21、 中 国 公 共卫 生 , 2005, 21 (5) : 629. 2 王 擎 ,梁 爽 ,郑 爽 英 ,等 . 饮 用 水 消 毒 技 术 研 究 与 应 用 J . 中 国消 毒 学 杂 志 , 2006, 23 (4) : 943. 3 Smeets PWMH, vanderHelm AWC, Dullemont YJ, et al. Inactiva2tion of Escherichia coli by ozone under bench - scale p lug flow andfull - scale hydraulic conditions J . W ater Resear

22、ch, 2006, 40:3239.(2008 - 11 - 26收 稿 )文 章 编 号 : 1001 - 7658 (2009) 05 - 0483 - 01 【 短 篇 报 道 】一 次 性 输 液 管 应 用 于 锐 利 器 械 塑 封赵 香 玉 邸 欣 谢 众 育(天 津 市 武 警 医 学 院 附 属 医 院 消 毒 供 应 室 ,天 津 300162)中 图 分 类 号 : R187 文 献 标 识 码 : B锐 利 器 械 塑 封 必 须 使 用 保 护 套 ,以 免 刺 破 纸 塑 包 装 袋 。以 前 供 应 室 一 直 使 用 纱 布 包 裹 保 护 锐 利 器 械 ,一

23、 年 来 我 们 改用 一 次 性 输 液 器 排 气 管 及 护 针 帽 作 为 锐 利 器 械 的 保 护 套 使用 ,经 反 复 实 践 操 作 简 便 ,效 果 满 意 。1 材 料收 集 临 床 科 室 未 使 用 的 一 次 性 输 液 器 排 气 管 ,弃 去 针 头及 尾 部 过 滤 器 ,将 排 气 管 及 护 针 帽 分 装 于 不 同 容 器 内 备 用 ;待 塑 封 的 各 类 锐 利 器 械 ;桑 叶 剪 刀 (18 cm ) 1把 ;各 种 不 同 规格 的 自 封 袋 。2 方 法根 据 器 械 尖 端 的 宽 窄 不 同 选 取 排 气 管 或 护 针 帽 。

24、拆 线剪 、 颅 钉 等 器 械 选 取 护 针 帽 ;组 织 剪 、 克 氏 针 、 颅 锥 钻 头 等 选取 排 气 管 。 将 器 械 尖 端 部 分 套 进 管 腔 ,管 腔 多 留 取 013015 cm的 距 离 ,剩 余 部 分 用 桑 叶 剪 刀 剪 除 待 用 。 选 择 合 适的 自 封 袋 注 明 物 品 名 称 及 有 效 期 ,将 器 械 装 入 严 密 封 口 送 消毒 。3 优 点 取 材 方 便 。 软 包 装 液 体 在 临 床 的 应 用 越 来 越 广 泛 ,而它 们 无 需 插 入 排 气 管 即 能 顺 利 完 成 输 液 ,因 此 这 些 排 气 管

25、 基本 上 是 零 污 染 ,而 且 收 集 起 来 十 分 方 便 。 操 作 简 便 快 捷 。只 需 一 插 一 剪 即 可 完 成 操 作 ,较 之 前 使 用 纱 布 包 裹 更 能 节 约时 间 ,提 高 工 作 效 率 。 节 约 成 本 。 之 前 供 应 室 一 直 使 用 纱布 保 护 锐 利 器 械 ,采 用 此 方 法 取 代 纱 布 ,此 项 支 出 为 零 ,降 低了 核 算 成 本 。 效 果 可 靠 。 一 次 性 输 液 管 不 耐 高 温 高 压 ,但一 次 性 蒸 汽 灭 菌 不 会 粘 连 器 械 ,且 器 械 细 菌 培 养 灭 菌 合 格 率均 为 100% ,经 临 床 使 用 效 果 也 十 分 满 意 ,值 得 推 广 使 用 。(2008 - 12 - 16收 稿 )384中 国 消 毒 学 杂 志 2009年 第 26卷 第 5期