オゾン基礎知識

おぞの先生
さぁ、クマ吾郎、まずはオゾンとオゾン水の基礎知識を簡単に説明しますので聞いてくださいね。
クマ吾郎
はい、おぞの先生、よろしくお願いします。

オゾンとは

o3
私たちが吸っている空気は、主に、酸素、チッ素、二酸化炭素の3つでできています。オゾンとは、空気中にある「酸素」の原子が3つくっついて出来た、空気の一種です。酸素の元素記号は「O」で、オゾンの化学式は「O3」です。酸素原子「O」が3つ集まって、オゾン「O3」になります。

オゾンは、空気の中に、とても少ない量ですが存在しています。また、オゾンには独特の臭いがあります。

地球の表面から10~50km上空に、オゾンが高い濃度でまとまって存在する層があり、これをオゾン層と呼んでいます。太陽から大量に降り注ぐ有害な紫外線等を、オゾン層がブロックしてくれるおかげで、地上で私たちや動植物が生きていけます。

オゾンは人工的に作ることができます。空気中で放電させると、酸素原子が結びつき、オゾンができます。この仕組みを使って、人工的にオゾンを生成し、医療や介護、水道インフラだけにとどまらず、「オゾン発生器」や「オゾン水生成器」として、あらゆる分野で活用されています。

オゾン水とは

オゾン水とは
オゾン水とは、オゾンを溶け込ませた水のことです。強い酸化力を持ったオゾンが溶け込んでいるため、オゾン水も同様に、強い酸化力があります。殺菌、除菌、脱色などの用途によく使われます。気体のオゾンと同様に、酸化すると酸素に戻り、なくなってしまいます。

水中に溶け込んでいるオゾンの量は「ppm」という単位で表されます。ppmは100万分の1という単位で、例えば水1リットルの中に、1mgのオゾンが溶け込んでいれば、1ppmとなります。
1ppm以上の溶存オゾン濃度のオゾン水であれば、ほとんどの菌体(例えば大腸菌やインフルエンザウイルス・ノロウイルスなど)を殺菌できます。※2ppm以上の濃度であればほぼ確実に死滅します。

※厚生労働省国立感染症研究所調べ(旧:予防衛生研究所)

詳しくは、 オゾン水の濃度やオゾンバスターの使い方について をご覧ください。

オゾン水のつくり方

オゾンのつくり方
オゾン水を作る方法は大きく分けて3つあります。

1. 金魚鉢に入れるようなエアストーンでオゾンを少しずつ溶かす方法
2. 気体のオゾンに圧力をかけて無理やり水に溶かし込む方法
3. 水中で電解し、水中の酸素を利用してオゾン水を作る方法

エアーストーン

それぞれ長所と短所がありますが、簡単なのは1番のエアストーンを使って少しずつオゾンを溶かす方法です。

ただ、この方法だとどんなにたくさんのオゾンを使ったとしても、あまり溶けず、上限でも1ppm程度にしかなりません。(殺菌処理を目的にした場合、最低でも1ppm、できれば1〜2ppmが理想)

2番目のオゾンガスを圧縮する方法は、高濃度のオゾン水を作るためによく用いられます。大型の機械が必要になるため、どうしても費用が高くなってしまいますが、大量のオゾン水を作ることができます。

3番目の電解方式は、水中の酸素を利用してオゾン水を作るため、短時間で簡単に濃度の高いオゾン水を作ることができますが、たくさんのオゾン水を作るには、やや不向きです。

1番目と2番目のオゾン水生成方法は、水に溶けきれなかったオゾンの気体が空気中に出てしまうので、風通しの良い場所で作業しないと、オゾンを吸ってしまう危険性があります。3番目の方法は、大気中に出るオゾンの量がとても少ないので、危険性はほとんどありません。

オゾン水が優れている点は、オゾンの不安定な性質により数十分で酸素と水に戻るので残留性のない殺菌水として使えるほか、塩素系殺菌剤やエタノール系殺菌剤が使えない場合にも使用できるという点です。

以前からヨーロッパでは医療への活用が多数試され、その効果が発表されていますが、近年、日本でも医療、介護、食品、酪農を主とする農業などの分野で殺菌・消臭・廃棄物処理目的でオゾン水が利用されるケースが増えています。

おすすめのオゾン水生成器・オゾン発生器

オゾンの殺菌効果

オゾンの殺菌効果
オゾンを利用しての殺菌は、「オゾンの気体で殺菌」「オゾン水で殺菌」の2種類に大別されます。気体での殺菌は、密閉された空間に、大量のオゾンを放出させ、殺菌を行います。気体で殺菌を行う場合は、かなりの高濃度にしなければなりません。

殺菌用途に使われるのは、主にオゾン水の方です。オゾン水は強力な殺菌能力を持っており、1ppm少々の濃度で、ほとんどの雑菌やウィルスが死滅します。

厚生労働省の調べでも、例えば、大腸菌は水中オゾン濃度が0.96ppmで死滅率100%、インフルエンザウイルスの死滅率100%、カビは0.3〜0.5ppmで99.9%の死滅率とされています。

また、「空気清浄機では取れない強い臭いを除去」「薬剤も使わず、残留性もなし」「細菌の除去にも有効」ということで、清掃業者大手のダスキンなどでもオゾン発生器が利用されています。

このように、オゾンは気体であれ、オゾン水であれ、強力な殺菌効果があります。

オゾンの消臭・脱臭効果

オゾンの消臭・脱臭効果

オゾンが強い酸化力を持つということは、これまで説明してきた通りですが、この「酸化力」というのは、酸素分子と結合して、消えて無くなることを意味しています。O3だったオゾンは、何かを酸化させるとO2である酸素になります。この原理を使って、消臭が行われます。

例えば、ホテルの一室が喫煙室で、タバコの臭いがとても強く残っていたとします。この臭いを何とか消したい。そんな時は、オゾン発生器を使って、臭いを消し去ります。オゾン発生器を使って室内にオゾンを充満させ、タバコの臭いの原因になっている物質にオゾンをぶつけ、酸化させ、臭いを根元から消し去ります。

臭いの元が消えて無くなっているので、また誰かがタバコを吸わない限り、タバコの臭いは戻りません。このような消臭効果から、宿泊者に快適なお部屋の提供ができ、さらには同業他社との差別化をはかるため、日本国内のホテルや旅館の多くがオゾン発生器を持っています。

下記はオゾン消臭と他の消臭方法との違いです。

方法その1:芳香剤
消したいと思っている臭いより強い臭いを出して、鼻をだます方法。臭いは消えていません。

方法その2:消臭スプレー
多くはマスキングと言って、臭いの元を包み込んで封じ込める方法。効果がなくなれば臭いは戻ります。

方法その3:オゾン消臭
臭いの元を分子レベルで分解します。臭いは根元から消えて無くなります。

芳香剤、消臭スプレーはどちらも薬剤なので、使用した後にそれらの物質が残存してしまいますが、オゾンは消臭した後は酸素に戻るので、何も残らず、環境にも優しく、安心です。

オゾン水でできること〜たとえばどんな場面で活躍するの?

オゾン水でできること
オゾンは大きく分けて、消臭用途殺菌用途に使用されます。消臭は気体のオゾンで、殺菌はオゾン水で行われることがほとんどです。オゾンでの消臭や殺菌は、化学薬品などと違って、残留せず環境への負荷がないために、広く使われています。

ひと昔前に化学薬品を使って消臭や殺菌が行われていたのは、コストが安かったからという理由がありますが、現在ではオゾンでの消臭や殺菌が低価格化した結果、環境に優しいオゾンが選ばれています。

ここで6つの事例をご紹介いたします。

事例1:野菜とオゾン水
飲食店や自宅では、野菜などの食べ物をオゾン水で洗います。オゾン水を使えば、雑菌は全て死滅しますし、農薬が残留していても全て分解されます。この原理を使って、食品加工工場や飲食店で、殺菌用途に使われています。
参考記事:野菜や果物の残留農薬を完璧に除去する方法

事例2:環境とオゾン水
これまで大量の農薬を散布して芝生を育てていたゴルフ場が、オゾン水を散布することにした事例があります。農薬は地中に浸透し、環境ホルモンとして川に流入し、河川の生態系を壊します。川に住む魚や貝は、環境ホルモンが原因で、オスよりもメスの方が多くなり、やがて川に住む生物がいなくなります。農薬をオゾン水に変えることで、環境ホルモンの発生を防ぎ、川の生態系が徐々に元通りに戻っていきます。

事例3:農薬とオゾン水
これまでお米を作っていた水田の跡地で、パプリカを作り始めた農場があります。地下水をくみ上げて、無農薬でパプリカを作ろうとしたところ、お米を作っていた時に使用していた農薬が地下水まで浸透しており、汲み上げた水に多量の農薬が混ざっていました。これをオゾン処理し、農薬をオゾンで分解して真水にし、さらにオゾン水にし、パプリカを育成しました。殺菌効果を持つオゾン水のおかげで虫がつかなくなり、糖度の高いパプリカを作ることができました。

事例4:医療とオゾン水
オゾン水は歯医者さんでも利用されています。細菌の含んでいる水では院内感染の可能性なども否定できず、殺菌効果のあるオゾン水で患者さんにもスタッフにも安心安全な院内環境をつくるため、院内ではオゾン水が採用されているケースも少なくありません。治療や滅菌が主です。

事例5:ペットとオゾン水
オゾン水は以前からアレルギー性皮膚炎などにも効果がみられましたが、中でも直近の嬉しいニュースは、2016年2月10日付の日本海新聞で「オゾン療法が成果 動物のアレルギー性皮膚炎改善」と、鳥取大農学部付属動物医療センターが研究を進めているオゾン療法が成果を上げているということが報じられました。もちろん、オゾン療法はこれだけではなく、現在、医療のあらゆる場面で取り入れられています。

事例6:車消臭とオゾン水
個人ではとても手に負えないようなくさ〜い車内のニオイ。そんなとき、カークリーニング業者さんに消臭を依頼することがあります。「えっ、車内消臭ならオゾン水ではなく、気体のオゾンでは?」と思われるかもしれません。ここ数年で多くの報告を受けてきましたが、車の消臭作業の際、車内のフロアマットやシートに使うと非常に効果が高いそうです。オゾン水を生成し、スプレー状に噴射したり、オゾン水をバシャッとかけながらゴシゴシやったり布でトントン叩くように作業すると、ほぼ無臭になるそうです。う〜ん、オゾン水って実に万能ですね。
参考記事:【最強】車消臭でお悩みの方へおすすめの記事

オゾン水はこんな所で利用されています!

飲食店、食品加工業、スポーツ施設、介護施設、精密機器メーカー、一般工場、病院、薬品メーカー、ペットショップ、美容室、農業、清掃業、クリーニング工場、遺品整理業者、一般のご家庭などなど。

 
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