分析 ORP 和臭氧機之關係, 理論及實際應用 ( 上集 )

» 鬧市冰室 » Ozone, ORP ◇臭氧器材◇ 顯示適合列印的版本寄給朋友

作者

分析 ORP 和臭氧機之關係, 理論及實際應用 ( 上集 )

prosper

文章: 237

1 于 2004-05-04 15:06

經過個多月時間，終於能把有關臭氧(O-ZONE)既資料綜合及翻譯，編成學術性及實際使用的文章，在此先多謝幾位專家及魚友的寶貴意見及資料 :
日本海洋研究學院，中村修一博士
日本資深水族專家，伊藤啓予教授
中國海南島水產協會幹事，徐濤先生
香港水族發燒友， Edward Chu 先生

理論基礎篇
何謂氧化反應 ?
在日常之水族管理中，應用氧化還原反應來改變污水中一些成份的化學性質，如生物過濾等等，已是現今水族管理重要的一環. 一種化合物處於氧化狀態時就可以對另一種化合物發揮氧化作用，即將電子送給它。同樣處於還原狀態的化合物可以還原另一種化合物，即將電子拿回來。

在水族箱中扮演良性種群的是好氧的硝化細菌，它必須在有充足的氧氣條件才能發揮作用。好氧性微生物的電位基準為300mv - 450mv，厭氧性生物的電位基準是450mv- 50mv。在受到污染的水中，在氧氣充足時好氧微生物會進行氧化作用將水中有機物及其他的化合物進行氧化反應。一旦水仲含氧量減少，此時厭氧微生物就會逐漸取代好氧微生物成為優勢，其氧化還原電位變低，反之當水質越清潔、氧化還原電位就越高。因此就可以據水質的氧化還原電位來判斷水質的好壞，當氧化還原電位維持在300mv-450mv時，就意味水中的硝化細菌正在有效的分解有機化合物，當電位低於200mv時，因有機廢物的堆積，氧化還原不足，水質惡化。

在殺菌燈中有提紫外線隱含著一種特別的危險，就是使硝酸鹽『NO3』還原成有毒性的亞硝酸鹽『NO2』，可能造成系統的功能減低以及NO2的堆積，臭氧機可以立刻再將NO2轉換為NO3，但也有其缺點，因無法知到臭氧輸入量造成NO2還原的確實程度，所以也無法確實來設定臭氧的供應量。

臭氧(O3)是一種具有刺激性氣味，略帶有淡藍色的氣體，在大氣層中，氧分子因高能量的輻射而分解為氧原子(O)，而氧原子與另一氧分子結合，即生成臭氧。臭氧為三個氧原子組成『普通氧氣的分子是由二個氧原子組成』，以臭氧來處理水可以殺死水中的漂浮性徵生物句括藻類、細菌及原生虫，除臭，參與分解有機物和游離性物質及有漂白水質作用，分解水中氯氣及重金屬，防止魚兒發生病變而死亡，減輕過濾系統的負荷，在氧化過程的最終，臭氧會還原成氧氣並溶於水。其實臭氧於大自然上是很容易產生的，例如在閃電時空氣中的氧被電擊後會變成臭氧。而水族箱便用臭氧的產生方法有兩種方法: ( 1 ) 光化學反應，即利用紫外線(1000A0-2000A0) 來刺激O2產生O3，( 2 ) 利用高電壓電流放射式刺激O2產生O3。多數用後者來制造，免去日後需定時更換之苦。可以使用氧化還原表來控制臭氧的釋放量，在正常reef tank氧化還原值在300-350之間，當低於300值時，表示好氧性的微生物菌已被厭氧性菌抑制，水質即將變差。

有一點要提醒大家，過量臭氧不但會殺死微生物細菌也會殺死對水族箱中的所有生物，人體吸入的臭氧都可能會改變血液組成的型態，並且它會殺死白血球。因臭氧溶解於水中比氧氣高13倍，而且水温越低，越能完全溶解於水，所以要嚴格防止過量臭氧進入水族箱的海水中，也要防止進入生物性的濾材中，臭氧最好能配合蛋白分解器一起使用，蛋白分解器可以提供一個單獨空間，臭氧與水充分接觸並保持相當高的濃度。蛋白分解器的末端應設一個裝有活性碳的後處理器，利用活性碳將反應器內剩餘的臭氧吸收。到現在，有些人唔認同使用臭氧的方法，只要運用識當，是很好的殺死細菌及原虫的方法。

適量的臭氧加入水中，可抑制水中的細菌繁殖、除異味、分解氨氮、防止魚飼料腐壞、預防傳染病等…等，防止魚兒發生病變而死亡。臭氧與有害物質進行分解後，會還原成氧氣，讓水中氧氣更充份，使魚兒新陳代謝正常，增強它的生命力及繁力殖力。

臭氧安全管理
臭氧又可稱為無藥品處理，因為它是利用空氣中的氧氣為原料產生出來，進行氧化還原反應的動作，反應完成後，會還原成氧氣，不會造成二次污染。臭氧的好處有那麼的多，大家一定會有一些疑問? 就是它有沒有毒性呢?

高濃度大量的臭氧是有傷害性的，依其濃度、量、吸入時間的不同，對人體是可能造成影響的，工業上應用所設計的臭氧機，濃度非常的高，不適合拿到居家應用；不過大家不用擔心，一般家庭用所設計的臭氧機，濃度都在 150PPM 以下，而一般水族箱用所設計的臭氧機，濃度則在100PPM 以下，這種濃度在日常生活中應用已經能夠發揮臭氧的實力，而且有些還設計有時間控制功能，操作起來安全又方便。臭氧的半衰期約 20～40 分鐘，很快就會還原成氧氣的，比起一般化學藥劑的永久性殘留安全的多了。

如上，假設當臭氧濃度在 100PPM 時，接觸 10 分鐘以上，會進入一時毒性領域，不過，一般人無法在這種濃度待上二分鐘。例如 1ppm 的氯及 1ppm 的臭氧做比較，人體若接觸 1ppm 的氯，數分鐘後，可能馬上會死亡或造成永久性傷害; 但 1ppm 的臭氧，只會讓人體覺得有刺鼻感而離開，而人體可接受之最高安全標準0.08ppm。日常生活中，使用臭氧的目的，就是要將生活中可能危害人體健康的污染物分解，如蔬果農藥殘留、清潔劑殘留、病毒細菌…等，臭氧只要使用得當，不會直接損害我們的身體，巧用活用，反而能使我們的生活空間更舒適，活得更健康。

一些先進國家，在臭氧濃度的相關性法規，已有制定，目前都以勞工工作場所為主，主要是防止勞工職業病傷害; 美國的工業安全衛生協會制定勞工工作場所臭氧容許濃度為 0.1ppm 以下; 日本及台灣也為 0.1ppm 以下; 蘇聯為 0.05ppm 以下。

Dickson
養珊瑚造花園