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臭氧在矿泉水生产中的应用及安全性探讨
2015-02-08 来源： 张家港市帅飞饮料机械有限公司
近年来，天然矿泉水在饮料市场上迅猛发展，新建和正在筹建的矿泉水生产厂不断增加，在矿泉水处理、容器消毒及无菌灌装等工艺中，臭氧已被许多矿泉水生产工厂所应用，这对于控制和防止天然矿泉水中微生物的污染起到了积极作用，现对天然矿泉水臭氧消毒处理对水质及人体健康的影响进行探讨。
1.臭氧在瓶装矿泉水生产过程中的应用
瓶装矿泉水的生产工艺流程，国内外差别较大。法国等发达国家对天然矿泉水生产厂要求严格，水源地卫生保护措施管理完善，矿泉水生产自动化程度高，从水源水处理到灌装，采用全自动密闭包装。管道及容器为自动控制清洗消毒系统，这对于保证矿泉水生产过程中的卫生要求起到了重要的作用。目前，我国大多数矿泉水生产单位，多采用半自动化生产，某些生产环节以及矿泉水瓶、盖和灌装等生产器具极易被微生物污染。因此，使用前必须进行消毒清洗，以保证瓶装矿泉水的卫生质量。矿泉水生产设备的工艺流程大致为：
臭氧具有强的杀菌作用，它的应用可控制矿泉水生产过程中微生物的污染；用含臭氧的水清洗的水清洗瓶，盖等容器、管道，不仅消毒效果好而且无毒物残留。生产车间尤其是灌装车间的空气消毒是保证瓶装矿泉水卫生质量的重要环节，可利用臭氧来进行生产车间的空气消毒。由于臭氧对人体有毒，应在停止用臭氧消毒30分钟后，工人才能进入车间工作，车间空气臭氧浓度应不超过0.3mg/m3。由于在矿泉水生产过程中，有微生物污染的可能，一些工厂利用臭氧的杀菌作用进行矿泉水的消毒处理，以达到控制瓶装矿泉水污染物的目的。从工艺要求上讲，超滤应放在水源水臭氧消毒处理工艺之后，但臭氧具有强的氧化作用，可引起超滤膜的老化，影响其使用寿命。因此，实际上，臭氧消毒处理多放在最后环节，这就使灌装天然矿泉水产品中可能含有较高的臭氧。
2.臭氧是一种优良的水消毒物质

在消毒处理矿泉水时应注意不要影响矿泉水的水质特征，臭氧是一种淡蓝色气体，化学性质极活泼，微溶于水，具有强氧化性和强烈的杀菌作用。它很容易转变成氧。臭氧对矿泉水是化学消毒，在杀灭微生物的同时，在某种程度上改变了矿泉水的成分，但臭氧能去除水中的有机物，无毒物产生，可分解水中蛋白质、有机胺、木质素等，还可以分解不易降解的ABS、笨、奈等多种芳烃化合物，破坏剧毒的笨并（a）芘等强致癌物，能使发色基团双键断裂而起到脱色作用。因此，臭氧是一种良好的水处理剂，1908年法国就已用于饮用水的消毒处理。经臭氧消毒处理后，天然矿泉水中原生菌被破坏，若污染细菌未被完全杀灭，细胞更易繁殖，可是微生物超过国家标准规定，这就要求臭氧消毒处理天然矿泉水应有一定的浓度和技术要求，使灌装的瓶装天然矿泉水中残留一定量的臭氧。我国现行饮用矿泉水中标准规定，矿泉水的开采和灌装应在保证卫生安全条件下进行，在不改变饮用天然矿泉水特征和主成分条件下，允许适当处理。但未提出允许使用化学药物消毒。可见，臭氧消毒处理天然矿泉水在国家标准中尚未得到认可。由于瓶装天然矿泉水微生物合格率较低，矿泉水生产单位不得已采取臭氧消毒矿泉水的方法，以防止瓶装天然矿泉水中微生物指标超过国家标准，保证瓶装天然矿泉水的卫生质量。
3.瓶装天然矿泉水中臭氧含量及其对人体健康的危害
天然矿泉水经臭氧消毒处理后进行灌装，使瓶装矿泉水含有一定浓度的臭氧，而臭氧在瓶装矿泉水中的允许含量我国目前尚无规定。臭氧浓度偏低只能起到抑菌作用，瓶装矿泉水存放一定时间后，臭氧分解，微生物又会生产繁殖，造成微生物超过国家标准；若臭氧浓度过高，会影响天然矿泉水的口感和某些成分的改变，甚至可造成人体危害的健康。而在化学消毒方法中，臭氧对水的消毒处理可降低三氯甲烷的生成。空气中臭氧对人体健康的危害已得到肯定，作业车间内臭氧浓度不得超过0.3mg/m3。虽然臭氧在水中分解速度比在大气中要快，但瓶装矿泉水几乎不含杂质，臭氧的分解速度受到一定的影响，可在瓶装矿泉水中存留较长时间，使其具有特殊的刺激性气味，对人体有毒性作用。臭氧毒作用的主要机理是引起细胞膜脂质及一些蛋白质基因的过氧化，促进机体衰老并可能具有潜在的致癌作用。

目前，应用臭氧处理的瓶装矿泉水，臭氧浓度一般在0.5mg/L，存放24小时后，仍可有0.1mg/L。臭氧的嗅觉值为0.01mg/m3，含0.1mg/L臭氧的瓶装矿泉水，人们可感觉到有特殊的刺激性异臭味。3名志愿受试者，一次饮用300ml含臭氧的矿泉水（臭氧含量0.4mg/L），出现鼻咽痒、恶心等症状。因此，在允许使用臭氧消毒处理矿泉水的同时，应对瓶装矿泉水中臭氧允许含量作出规定，以保障消费者的身体健康。
4.建议
4.1利用臭氧的氧化、杀菌作用及微溶于水、分解半衰期短的特点，可允许臭氧在天然矿泉水生产中应用。但对天然矿泉水的消毒处理，应根据水质类型进行安全性评价后慎重使用，以保证天然矿泉水在安全卫生条件下生产。
4.2鉴于目前我国已普遍采用臭氧消毒处理天然矿泉水，国家应对现行标准中消毒处理办法以及瓶装产品中臭氧允许含量予以规定，建议对现行标准作适当修改，以保障消费者的身体健康。尽快制定饮用天然矿泉水厂卫生规范，使矿泉水的监督管理做到有法可依。