Ozone ảnh hưởng đến vi khuẩn, nấm, mốc và virus như thế nào?

Ozone là một khí tự nhiên được tạo ra từ ba nguyên tử oxy. Phân tử oxy gồm 2 nguyên tử oxy, những phân tử này bị phá vỡ cấu trúc bởi tác động của các tia điện trong cơn mưa có sấm sét hoặc tia UV từ Mặt trời. Nguyên tử oxy đơn không thể tồn tại độc lập nên chúng nhanh chóng đi liên kết với các phân tử oxy chưa bị phá vỡ khác để trở thành ozone (d=1,28 A, Theta = 116,5o).

Do có liên kết không bền vững nên ozone là một chất oxy hoá mạnh, trở thành chất khử trùng lý tưởng. Ozone thường bị liệt kê vào danh sách các chất gây nhiễm ở mức độ nhẹ. Tuy nhiên, Ozone lại có khả năng phá vỡ cấu trúc của các chất ô nhiễm, tế bào vi khuẩn, virus, mầm bệnh.

Phương pháp khử trùng bằng ozone xảy ra thông qua sự phá vỡ cấu trúc tế bào. Các chuyên gia cho rằng, ozone mang đến hiệu quả hơn hẳn so với clo vì chúng không phụ thuộc vào sự khuếch tán của tế bào nguyên mẫu cũng như các enzyme. Nồng độ ozone ở mức 0.4 ppm, trong 4 phút có thể tiêu diệt được 90% vi khuẩn, virus, nấm và nấm mốc.

Khi đo lường hiệu quả của ozone trong việc khử trùng, không có một giá trị cụ thể cho liều lượng được sử dụng. Tuy nhiên, khi dùng ở mức độ cao, hiệu quả khử trùng tăng lên nhiều lần. Cần đảm bảo rằng, việc sản sinh ozone luôn ở mức độ cho phép, và tất cả vi khuẩn sống trong môi trường đã bị tác động.

Các nghiên cứu thực tế cho thấy, khi virus tiếp xúc với ozone, thậm chí ở nồng độ thấp, chúng sẽ bất hoạt. Khi nồng độ Ozone ở mức 0.012pm, các tế bào virus bị loại bỏ chỉ trong vòng 10s. Kết quả tương tự xảy ra với nấm và nấm mốc. Một số loại virus không thể bị tiêu diệt bởi clo, lại chịu ảnh hưởng từ ozone.

• Hiệu ứng Ozone đối với các mầm bệnh

Tác động của ozone tới mầm bệnh

Các tác dụng chống nhiễm trùng của ozone đã được chứng minh trong nhiều thập kỷ qua. Chúng có tác dụng đối với vi khuẩn, virus, nấm, … do đó, ozone được dùng rộng rãi để khử trùng nước sinh hoạt, nước thải tại các đô thị trên toàn thế giới.

Vi khuẩn là loại vi sinh vật đơn bào, có cấu trúc nguyên thuỷ và nhân lên theo cách phân chia. Cơ thể của vi khuẩn được bao bọc bởi màng tế bào tương đối rắn, hệ thống enzyme kiểm soát các quy trình phức tạp. Khi ozone tác động vào quá trình chuyến hoá tế bào của vi khuẩn, hệ thống enzyme bị ức chế, đồng thời ozone cũng phá vỡ màng tế bào từ đó dẫn đến việc tiêu huỷ vi khuẩn.

Riêng với virus, chúng có kích thước siêu nhỏ, được hình thành từ các tinh thể và đại phân tử. Không giống như vi khuẩn, virus chỉ nhân lên trong tế bào chủ. Ozone thực hiện tiêu diệt virus bằng cách khuếch tán qua protein, tác động đến lõi axit nucleic từ đó làm tổn thương RNA. Việc tiếp xúc với ozone ở nồng độ cao có thể khiến vỏ capsit hoặc vỏ protein của virus bị oxy hoá.

Vi khuẩn có trong nước thải, cụ thể là coliforms và mầm bệnh như salmonella đặc biệt nhạy cảm với ozone. Ngoài ra, Streptococci, Shigella, legionella pneumophila, Pseudomonas aerunginosa, Yersinia enteratioitica, Campylobacter jejuni, Mycobacteria và Escherichia coli cũng nằm trong danh sách các loại vi khuẩn nhạy cảm với ozone.

Ozone có khả năng tiêu diệt cả vi khuẩn kị khí và vi khuẩn hiếu khí. Theo kết quả phân tích của các nhà Sinh học, tế bào bao bọc vi khuẩn được tạo thành bởi polysacarit và protein. Sự xuất hiện hàm lượng lipit cao trong thành tế bào vi khuẩn chính là lời lí giải cho sự nhạy cảm của vi khuẩn đối với ozone.

Các cơ chế tiêu diệt vi khuẩn của ozone cần được nghiên cứu ở mức độ sâu hơn nhưng một yếu tố khá quan trọng liên quan đến vấn đề này đã được tìm ra đó là việc tế bào bao bọc vi khuẩn được hình thành từ polysacarit và protein.

Hầu hết các công trình nghiên cứu về khả năng tiêu diệt virus của ozone đều tập trung vào sự phá vỡ phân tử lipit. Khi lớp vỏ bọc này bị tấn công, DNA hoặc RNA của chúng không thể tồn tại. Các loại virus không có vỏ bọc như Adenviridae, Picornavirudae, coxsachie, echovirus, rhinovirus, viêm gan A, virus rota, … cũng bắt đầu được nghiên cứu. Những loại virus này được gọi là “virus trần trụi”. Chúng được cấu thành từ một lõi axit nucleic (tạo bởi DNA hoặc RNA) vàáo axit nucleic, hoặc capsid tạo bởi protein.

Ngoài việc tác dụng với lipit không bào hoà, ozone còn có thể tương tác với một số protein và thành phần của chúng, cụ thể là axit amin. Kết quả tạo thành của phản ứng giữa ozone với protein capsid là prpotein hydroxit, protein hydroxit và protein Hydroperoxide.

Virus không có khả năng chống lại oxy hoá trong khi đó, ở tế bào của động vật có vú, chúng có khả năng chịu được tác động này, do đó, việc điều trị, chữa lành vết thương bị nhiễm trùng bằng ozone hoàn toàn có thể xảy ra mà không hề làm ảnh hưởng đến sự cân bằng nội mô.

Các loại vi khuẩn, virus bị ức chế bởi ozone bao gồm: Candida, Aspergilus, Histoplasma, Actinomycoses và Cryptococcus. Với sự cấu tạo bởi nhiều lớp của nấm (80% carbohydrate và 10% protein + glycoprotein) mà quá trình oxy hoá bất hoạt bởi ozone diễn ra. Mặc dù vậy, trong mọi trường hợp, ozon đều có khả năng khuếch tán qua thành vào tế bào chất của sinh vật và phá vỡ chúng.  Các sinh vật nguyên sinh bị tiêu diệt bởi ozone gồm: Giardia, Cryptosporidium và Amip.

Liều dùng và thời gian phản ứng

• Aspergillus Nigeria: Cần 1,5 đến 2 mg/l.
• Vi khuẩn Bacillus: Cần 0,2 mg/l trong vòng 30 giây
• Bacillus Anthracis: Gây bệnh ở cừu, gia súc và lợn, người. Chúng nhạy cảm với Ozone
• Vi khuẩn Clostridium: Mẫn cảm với ozone
• Các bào tử Clostridium Botulinum: Độc tố của nó làm tê liệt hệ thống thần kinh trung ương, là một chất độc có trong thực phẩm. Cần 0,4 đến 0,5 mg/l.
• Tác nhân gây bệnh bạch hầu: Cần 1,5 đến 2 mg/l.
• Eberth Bacillus (Typhus Bellyis): Cần 1,5 đến 2 mg/l.
• Echo Virus 29: Loại virus này nhạy cảm nhất với ozone. Chỉ sau 1 phút , 99,999% bị tiêu diệt bởi ozone với nồng độ mg/l ozone.
• Vi khuẩn Escheriachia Coli (từ phân): Cần dùng 0,2 mg/l trong vòng 30 giây.
• Virus viêm não mô cầu: Bị tiêu diệt trong thời gian chưa đầy 30 giây với nồng độ ozone từ 0,1đến 0,8 mg/l.
• Virus Enterovirus: Bị tiêu diệt trong thời gian chưa đầy 30 giây với nồng độ 0,1 đến 0,8mg/l.
• Virus GDVII: Bị tiêu diệt trong thời gian chưa đầy 30 giây với nồng độ Ozone từ 0,1 đến 0,8 mg/l.
• Virus Herpes: Bị phá hủy trong  thời gian chưa đầy 30 giây với nồng độ 0,1 đến 0,8 mg/l.
• Virus cúm: Cần đến 0,4 đến 0,5 mg/l.
• Virus Klebs-Loffler: Bị phá hủy từ với lượng ozone từ 1,5 đến 2 mg/l.
• Virus viêm đa cơ: Tiêu diệt 99,999% với ozone ở nồng độ 0,3 đến 0,4 mg/l trong 3 đến 4 phút.
• Vi khuẩn Proteus: Dễ bị tiêu diệt
• Vi khuẩn Pseudomonal: Mẫn cảm với ozone
• Virus Rhabdovirus: Bị tiêu diệt hoàn toàn trong vòng thời  chưa đầy 30 giây.
• Vi khuẩn Salmonella: Dễ bị tiêu diệt
• Staphylococci: Bị phá hủy với nồng độ ozone từ 1,5 đến 2 mg/l.
• Virus viêm miệng: Bị phá hủy hoàn toàn trong vòng chưa đầy 30 giây với nồng độ ozône từ 0,1 đến 0,8 mg/l.
• Vi khuẩn Streptococcus: Bị tiêu diệt  với ozone có nồng độ 0,2 mg/l trong vòng 30 giây.