~優れた除菌・脱臭効果~


 オゾンとはどのような物質ですか。 どんな性質がありますか?


  オゾンは分子式がO3(分子量は48)で表されるように、3個の酸素原子が化学結合したもので、酸素(O2)の同素体です。1840年にドイツの化学者C.F. Shenbein(1840)によって発見されました。彼は水の電気分解や電気火花にともなって生じる特有の“臭い”がそれまで知られていない新物質によるとして、ギリシャ語のOzein“臭う”という意味の“Ozone”と名付けました。そして、1857年にはW.V.Siemensがこの電気火花(放電)を応用したオゾン発生器を開発したことから、オゾンの工業的な応用が始まりました。
オゾンの分子構造は図のような二つの極限構造式からなる共鳴混成体で表されます。二つのO-O結合は等価で、その結合距離は12.78 nm、結合角は116.8°の折れ線型極性構造をしています。このような構造のため、オゾンの水への溶解度(0.77 g/L、20℃)は酸素の約15倍です。オゾンは常温常圧では淡いブルーの気体として存在し、沸点や融点が酸素よりも高い(沸点はO3が-112℃、O2が-183℃。融点はO3が-193℃、O2が-219℃)のも、その分子構造から合理的に説明できます。
 
しかし、なんといっても、オゾンの最大の特徴は酸化力が強いことです。
酸化力の目安である標準酸化還元電位(E0)が最も高いのはフッ素(F2、2.87 V)ですが、オゾンのE0は2.07Vと、フッ素に次いで高く、塩素(Cl2)の1.36Vを大きく上回っています。
この強い酸化力のゆえに、オゾンはほとんどの有機化合物を酸化分解することができますし、細菌やウイルスをも分解して、抗菌、抗ウイルス作用を発揮します。このような利点を生かして、オゾンは殺菌消毒薬として、あるいは脱臭や脱色などに広く利用されています。
ただし、オゾンは水中では数秒から数十分、空気中でも数時間で分解して酸素にもどる不安定な物質であります。オゾン反応物質(有機物)が多い場合は、上記の時間よりも早く反応で消費されるし、清浄度の高い空間ではこれよりも長くオゾンで留まることもあります。
そのため、オゾン発生器を用いてオンサイトで製造してオゾンを使用するのが一般的です。
参考:日本医療・環境オゾン研究会、環境分野におけるオゾン利用の実際、医療オゾン研究、増刊3号(2007)
 

 オゾン水はどんな効果を期待できますか?


 人体への消毒効果の観点から、既に眼科においては、眼球の消毒用に4mg/L(ppm)程度のオゾン水が臨床的に使用されています。また、歯科においても口腔内の消毒にオゾン水が利用され、止血、歯周病予防に効果をあげています。さらに、外科において、痔の手術後に患部をオゾン水で洗浄することで、痛みの緩和や消毒効果の向上による治癒時間短縮などが報告されています。
いずれも、専門医の臨床段階ですが、今後の臨床における利用が期待されます。 インフルエンザの予防として、オゾン水による手洗いとうがいを励行することが大切です。一般的に、ウイルスのオゾン耐性は、芽胞菌と栄養細菌の中間にあるといわれていましたが、最近、栄養細菌が殺菌可能な低濃度オゾン水を用いてノロウイルスを不活性化することができるという報告があります。
一家に一台オゾン水が設置されるような時代が、直ぐそこにあるかもしれません。
 

 オゾンはどのような分野で、どのような目的の為に利用されているのでしょうか?


  オゾンには、オゾンガスとしての利用とオゾン水としての利用があります。以下に示すように、オゾンはいろいろな分野で利用されていますが、優れた酸化力を有し、環境にも優しいオゾンには、まだまだ多くの利用法があるように思われます。以下に利用業種ならびに利用分野別にオゾンの利用の一部を示します。
 
①水処理工業:
上水処理(異臭味除去)、 下水処理(難分解性物質分解、脱色)、 し尿処理(分解、脱色、脱臭、消毒)、 工場排水処理(分解、脱色、脱臭)、最終処場浸出水処理(難分解性物質分解、脱色、脱臭)、 汚泥処理(余剰汚泥の減量化)(オゾンガス利用)
②食品産業:
食品製造工程(食品添加物としてオゾンガスおよびオゾン水利用;殺菌、消毒)、 食品工場 環境のオゾンガスによる清浄化(落下細菌の低減化、工場内消毒)、 製品や食品のオゾンガ ス処理(バナナ、リンゴ、オレンジ、イチゴ、ジャガイモ、大豆、卵、チーズなどの鮮度保 持、貯蔵期間の延長)、 食材、食品容器のオゾン水洗浄(付着菌の殺菌)
③農業:
農業排水処理、野菜の害虫駆除、水耕栽培の養液消毒、土壌改良(雑菌除去)(オゾンガスおよび オゾン水利用)
④畜産工業:
豚舎・鶏舎排水処理やと場排水(オゾンガスによる難分解性物質分解、脱臭、脱色)、 豚舎消毒・洗浄(オゾン水利用)
⑤水産工業:
養殖池浄化(魚養殖用水、牡蠣養殖など)(オゾンガス利用)
⑥商業施設:
水族館(海水処理、水浄化)、 遊泳用プール(水浄化)(オゾンガス利用)
⑦食堂・レストラン:
厨房の消毒、 食器洗浄、 カット野菜洗浄・消毒(オゾン水利用)
⑧医療施設:
医療施設の殺菌・消毒(オゾンガスによる施設の殺菌、オゾン水による手指洗浄)
⑨脱臭利用:
病院・介護施設の汚物室、ホテル室内のタバコ、体臭、化粧品臭、マンションゴミ置き場、ゴミ処理場や分別場、 飲食店、食品工場の調理排気(フライヤーなど油分の多い臭気、ガーリック、カレー臭など悪臭防止対策)、駅などの公衆トイレ、トラック荷台内の輸送物残臭除去、等(オゾンガス利用)
⑩環境利用:
環境用水の浄化(親水、修景、自然観賞用水浄化)(オゾンガス利用)
⑪その他:
スカム対策(スカム発生抑制)、 油脂分解(グリストラップ内の油脂分解)、 バラスト水処理(バラスト水中の細菌類を死滅)、 風呂水浄化、無菌製剤製造工場内の無菌処理(ホルムアルデヒド代替)(オゾンガス利用)

 

 
藤田医科大学 - Fujita Health University

世界初 低濃度オゾン水による 新型コロナウイルス不活化を確認


藤田医科大学(愛知県豊明市沓掛町田楽ヶ窪1番地98)の村田貴之教授(ウイルス・寄生虫学)は、手指消毒等に安全に使用できる低濃度のオゾン水による新型コロナウイルスの不活化を確認しました。

研究の背景

2019年に中国より発生し、パンデミックとなっているSARS-CoV-2(通称新型コロナウイルス)は、伝播性、感染性が高く、特に、高齢者や基礎疾患のある方では重症化するリスクが高いことも報告されているため、世界的な公衆衛生上の問題となっています。感染拡大を防止する手段の一つとして、人体に許容される濃度のオゾンガスの有効性について先日ご報告しました。オゾン水については、これまで高濃度(10 mg/L)でのSARS-CoV-2に対する有効性が報告されていますが、低い濃度での効果については明らかにされていませんでした。
今回我々は低濃度(2.0 mg/L以下)のオゾン水がSARS-CoV-2に対して効果があるということを、世界に先駆けて実験的に明らかにしました。本研究は新型コロナウイルスへの感染対策としてオゾン水を使用していくための重要なエビデンスとなります。

実験内容

SARS-CoV-2のウイルス液(1 μL)を、オゾン水(100 μL)と混合します。一定時間後に20%ウシ胎児血清添加の培養液(899 μL)で縣濁して反応を停止し、ウイルスを回収しました。回収したウイルスを適宜希釈し、VeroE6/TMPRSS2細胞に感染させ、4日後にTissue culture infectious dose 50(TCID50)という指標を計算することで、反応後のウイルス力価を評価しました。VeroE6/TMPRSS2は細胞バンクJCRBより入手し、SARS-CoV-2は神奈川県衛生研究所より入手しました。全ての実験は藤田医科大学内に設置されたバイオセーフティレベル3(BSL3)の実験施設において、適切な封じ込め措置を執りながら行いました。
 

 研究成果

オゾン濃度1.0 mg/Lのオゾン水を10秒処理することで、感染性ウイルスは0.70%に、2.0 mg/Lのオゾン水では0.1%未満にまで抑制されました。オゾン濃度0.4 mg/Lでもウイルス力価は5.8%まで減少しました。

    

  まとめ

手指消毒、飲料水消毒、歯科・眼科診療、医療器具洗浄等には、2.5 mg/L以下のオゾン水を使用することが一般的です。今回の研究では、それ以下の低い濃度のオゾン水であっても、十分な量を使用することでSARS-CoV-2を不活化できることが明らかになりました。パンデミックに際しアルコールの在庫が不足するような事態となっても、水と装置があればオゾン水は生成できるので、オゾン水生成装置は有事に対する備えにもなると考えられます。
 
                                                                          FUJITA HEALTH UNIVERSITY 2020.09.23  wed