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　オゾン発生器について

株式会社ウィズでは、オゾン発生器を販売しています。ここでは、オゾン及びオゾン発生器についての一般情報を紹介します。

【オゾンとは？】
成層圏でのオゾンホールが話題になってから、環境問題が取り沙汰される時代となりました。
オゾンの名前の由来は、「臭う」の意のギリシャ語からで、コピー機械等で発生する生臭い臭いの正体が、オゾンなのです。自然界に存在し、酸素によっても生じ、微生物によって分解されたり、熱分解されたり、不安定な物質であります。
オゾンは酸素がＯ２であるところＯ３と、三原子の酸素分子により構成されています。通常は無色ですが、高濃度ではやや青みのある気体で、特有の生臭い臭気（コピー臭）を持っています。
この臭気は一般的に0.005 ＰＰＭで感じられます。
オゾンは、太陽の紫外線照射を受け大気中の酸素から自然に生成されます。また雷の放電でも発生するため、稲妻は自然の殺菌法とも呼ばれています。
オゾンの持つ殺菌力、酸化力は、塩素より強く、しかも過剰のオゾンは酸素に戻り、環境に優しい、新時代の殺菌剤、酸化剤として、近年脚光を浴びています。
オゾンの利用技術は多方面に亘り、浄水場や下水し尿処理場や浴用場、プール等の遊浴施設、農畜産水産の用水、食品加工場、半導体工業、印刷メッキ染色工業、繊維、窯業、そして私達の生活空間でのトイレ、ビル、病院などの衛生面などに活躍しています。
又、オゾンを利用して医療の分野にもその効果が認められていて、オゾンを利用する事は、現代人には必須のことであります。

【オゾン利用の利点と課題】

（利点）　
１．オゾンは天然自然物である。 　　　
２．微生物に対するスペクトルが広く、かつ強力である。 　　　
３．耐性菌をつくらない。 　　　
４．余分に用いても自然に分解し無害な酸素になる。　
５．生成物は酸化物で新規の毒性がない。
６．反応が表面に限定され内部を変質させない。
７．塩素やホルマリンのような臭気が残らない。
８．紫外線と比較し殺菌と同時に脱臭、漂白作用がある。
９．発生量、濃度の制御が容易で、取扱上安全である。
10.．装置の耐用年数が長く、維持管理が容易である．
11．環境への負荷が小さい．

（課題）　
１．分解が速く、持続性がない。 　　　
２．内部への浸透性がない。 　　　
３．再増殖がある。 　　　
４．水への溶解度が低い（溶解度は酸素の10倍程度） 　　　
５．一般に廃オゾン分解剤が必要である． 　　　
６．溶質との反応が殺菌速度より速い場合がある。

(オゾンによる室内全体殺菌およびオゾン水殺菌)

ケージレベルの消毒でなく、鳥のいる部屋全体を殺菌してしまうのが、空気中にオゾンを放出する殺菌法です。
さらに、オゾンを水に曝気（ブクブク）することで得られる「オゾン水」は、強酸性水同様の殺菌効力が得られるので、一石二鳥です。
多くの病院・動物病院、ペットショップや畜産養鶏施設で使用され、大きな効果を上げています。

オゾンの効果は、
○病原菌、特にウィルスの不活化に優れた効果がある。３０秒程度で細菌・真菌・ウイルスを殺滅する
○原料の貯蔵や運搬が不要である
○発生量・濃度の抑制が容易で、取扱上安全である
○装置の耐用年数が長く、維持管理が容易である
○分解して酸素にかわるため二次公害のおそれがなく、生成物の毒性が低い
などが挙げられます。非常に効果的な殺菌法と言えます。

【オゾン発生装置】

オゾンを発生させる方法は、現在では無声放電法、紫外線法、化学生成法、電解法などがありますが、工業的に大量のオゾンを得る経済的な方法として、無声放電法が主流で広く普及しています。
無声放電とは、空気中または誘電体を挟んだ２つの電極間に、交流の高電圧を通電すると生じる放電現象の事です。
この無声放電中に空気または酸素を通過させ放電プラズマ中のイオンの持つエネルギーによって酸素をオゾン化するものです。他の方式に比較して格段に良く、その経済性と共に、現在の主流となっています。
発生したオゾンをそのまま空気中に放出し、室内全体を殺菌する方法と、曝気してオゾン水にする方法があります。

（オゾンの用途）
（１）脱臭・環境改善

オゾンによる脱臭は、悪臭成分の酸化分解に基づくものであって、オゾンとの中和作用によって脱臭します。
身近な例では、室内における煙草の煙などのガス体に反応して、その臭気を分解する他、ほとんどの悪臭に有効です。
また、使い方を誤れば、逆に食品などの好ましい匂いも分解してしまうこともあります。

オゾン水と各種殺菌剤との効力比較　９９％不活化 ＣＴ値（mg/L・min)

表中のCT値は、９９％不活化するのに必要なオゾン濃度・接触時間積である。

　（２）殺菌・滅菌・殺虫

オゾンによる殺菌作用は、溶菌といわれ、塩素が細菌の細胞壁を通して拡散し、酵素を侵し結果として細菌を死滅させるのに対して、直接、細菌の細胞壁を破裂、又は分解する事によるものです。
これは特に、水中でのオゾンによる細菌の殺菌について実験報告が多く発表されています。例えば、大腸菌はオゾン濃度が０．０２〜０．０４ｍｇ／L で死滅するといわれていますが、これは塩素が ０．１〜０．２ｍｇ／L で、死滅するのと比較して、オゾンは低濃度でも有効である事を示しています。
また、Ｏ−１５７大腸菌、ブドウ球菌、サルモネラ菌などについても同様の結果が得られています。
オゾンによる殺菌法は、早くから欧米では食品貯蔵や冷暖房空気の浄化に採用され、日本では、加工食品の製造工程を始めとして、その用途が増加しています。
オゾンは接触殺菌のため細菌に直接反応することによって効果があります。

（オゾンの毒性）

オゾンは強い酸化力を持ち、反応性が高いため、濃度によっては人体に悪影響を与えます。
また、水分に吸収されにくく、呼吸器系に取り込まれた場合に肺の深部まで到達するため、呼吸器傷害(肺水腫等)をひきおこすことが報告されております。
労働環境衛生値では、許容濃度は０．１ｐｐｍです。
鳥などの小動物が２時間以内に死亡する濃度は１５〜２０ｐｐｍです。
しかし通常販売されている発生器で０．１ｐｐｍを超える発生力のある機器はありません。

【オゾン発生器について】

オゾンはフッ素と水との反応、燐の酸化、硫酸の電解、空気の放電や紫外線照射、X線照射などでも発生するが、紫外線、水電解、放電等が利用されている。

1.紫外線方式　　　　
発生器は低圧水銀ランプでランプ寿命は5,000時間、使用紫外線は185nmでオゾン生成に寄与。254nmは分解に作用する。
電源は50Hz．原料は周囲空気を使用。
発生効率は550kWh/kg．濃度は0.5％、発生量は数μg/h〜１g/hで装置が簡単である。
濃度が低い為、人体に安全で、しかも窒素酸化物などの副生物の生成がないことが特徴です。

2.電気分解方式　　　
発生器は水電解セルで、数Vの直流電源を用いる。
原料はイオン交換水で、発生効率は60kWh/kgで20％の濃度になる。
発生量は0.1〜１kg/h、水分含有で高濃度のオゾンが得られる。
窒素酸化物や金属ダイカストを含まない高純度のオゾンが得られる。
精密機器の洗浄水に利用される。電圧が低く、機器コストの低減化を図れる。
高濃度オゾンが出来るのでオゾン反応効率が高くなる。一方、一定電流効率に達するのに時間を要する。

3.放電方式　　　
一般にオゾナイザーと称されているのはこの方式である。
発生器は、無声放電管、セラミック板の2種がある。無声放電管が一般的である。
電源は10〜20Kv、50Hｚ〜２kHzで原料は、乾燥空気を用いる。
発生効率は20kWh/kg、3％の濃度になる。発生量は〜30kg/hである。
セラミック板では、電源は3〜７kV、5〜10kHzで原料は乾燥酸素を用いる。
発生効率は10kWh/kgで6％の濃度になる。発生量は〜60kg/hである。大量製造〜300kg/hが可能で窒素酸化物は〜１/100オゾンの割合である。
除湿装置が必要で、通常露点−50〜−60℃程度に乾燥される。
放電部で水から生じる水酸OHラジカルがオゾンを分解し収率低下や窒素酸化物から硝酸を生じ電極の劣化原因になる。
乾燥には活性アルミナ、シリカゲルなどの吸着剤が用いられ、その再生方式は圧力再生方式、加熱再生方式がある。
また、冷却装置も必要で、発熱によるオゾンの分解があり、15〜20℃に冷却する。

【小型オゾン発生器】　　　
1時間当たりの発生容量が100g/h以下のものを小型器としている。
10g/h以下のものは脱臭、除菌用が主である。
低濃度オゾン0.1ppmでも、実用の殺菌効果を示し,大腸菌、黄色ブドウ球菌、サルモネラ菌、腸炎ビブリオ、黒麹カビで０．５ppm,9hで効果がある。
オゾン濃度0.02ppmでも、たばこ臭、化粧品臭、人間の体臭、動物の糞尿臭の消臭効果が認められている。濃度が高くなれば消臭力も強くなる。オゾン濃度の分布は時間的にも空間的にも一様でない。
極限濃度は空間の容量とオゾン発生器の出力によって決まる到達濃度である。
攪拌しない場合のオゾン濃度は高位置と低位置とで、高いオゾン濃度を示す。前者は発生器が近い為、又後者はオゾンの比重が空気の2.4倍と重い為である。
送風機の風量が100立方ﾒｰﾄﾙ/hでは、吹出し口から100cmで濃度が１/2、風量が少ない40立方ﾒｰﾄﾙ/hでは半減し、140cmではほぼ０となる。
（床面積１３�u、高さ2.25mの室内の中央天井のオゾンランプを設置した場合）。
一般住宅では、居室、厨房、ロッカー、トイレ、ペット、し尿浄化槽で防虫（ゴキブリ、ダニ、蠅、蚊）・ペットの伝染病予防・脱臭・除菌に0.01〜0.03ppmで適用される。

【マイナスイオン発生による効果】
オゾンは、酸素分子と酸素原子にイオン化され、酸素原子は大変活性の強いマイナスイオンであります。
生活環境では、特に煙草の煙が室内の粒子状物質の発生源であり他にダニ、カビ、花粉、フケなどのハウスダストが加わり室内の汚染を進行しています。
これらは直接的な健康への害をもたらし、例えば、咳、風邪、肺炎などの感染性疾患、花粉症、鼻炎、喘息などのアレルギー性疾患（ダニ、真菌胞子）などへの関係が指摘されています。
一般的に、空気の汚れた場所では、清浄な場所に比べてマイナスイオンが少ない。マイナスイオンの不足状態は、人を不快感にさせることが認められ、健康に影響します。

空気中のイオンの働き

大気中のイオン密度分布

その他、最近問題になっている、新建材を使った新築住宅、ビルの居住環境で引き起こされるシックハウス（シックビル）症候群があります。即ち、建材から発生する、アルデヒドや有機溶剤が居住環境に悪い影響を与え、喘息や鼻炎、皮膚炎などのアレルギー症状を引き起こすと言う問題です。これに対して、オゾン発生器は、その有害物質を分解し、これらの症状を防ぐ働きがあります。

株式会社ウィズは、オゾン発生器、「エンバイロオゾンEX」を販売しています。

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〒930-0015　富山市於保多町2-3　コーポサンプラント1F 株式会社ウィズ

　　　　TEL:076-444-3564　FAX:076-444-3569

まで問い合わせ下さい。

　　　参考文献：「オゾンの基礎と応用」　杉光英俊著　光琳（1996）

　　　　　　　　　：「新版オゾン利用の新技術」サンユー書房（1993）

　　　　　　　　　：「爽快オゾン健康法」　村田洋介著　現代書林

　　　　　　　　　：「オゾンで水がよみがえる」　出口富雄著　東洋経済新報社（1993）

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