オゾンの豆知識


1.オゾンとは何か？

オゾン（OZONE）は、ギリシャ語のOzein（臭う）からきた、青臭い刺激臭がする気体で、紀元前から存在が知られていました。 オゾンは太陽からの紫外線や雷の放電で生成され自然界にも存在しますが、成層圏にはオゾン層と呼ばれる10〜20ppm の濃度の層があり、地球のバリアーを形成しています。 このバリアは、太陽から発する強い紫外線の95％を吸収し、地上への有害紫外線の到達を防いでいます。 もしオゾン層が無かったら、地球上には動植物はおろか細菌１個も生存できないと言われています。 これは紫外線の中に殺菌線と呼ばれる強い殺菌力を持った波長の光が存在するからです。

地球上の生物はまず水中で誕生し、海中で生育した植物が光合成で酸素を発生し、これが紫外線に当たってO2 →O3 になりオゾン層が形成されてから、陸上に進出したものと考えられています。 自然界のオゾン濃度は、照り返しの多い海岸で日中0.1〜0.3ppm の濃度が測定された例があります。 通常の大気中では0.005ppm のオゾンが存在し、大気の自浄作用（殺菌・脱臭・脱色）をしています。 近年フロンガスなどによるオゾン層破壊が進み、極地ではオゾンホールが出現し、皮膚ガンをはじめ生態系の異変が指摘され、大きな環境問題になっているのは周知の通りです。

2.化学的、物理的特徴

オゾンは酸素（O2）の同素体（同一の元素でできているのに構造が互いに異なる物質を同素体と言います） で分子記号はO3、分子量48、沸点ー112℃、比重は空気の1.54倍、酸素の3倍となっています。 オゾンは非常に不安定なため、常温で徐々に分解し安定した酸素に戻ります。 この時、第三の原子（O）の結合がゆるく容易に1原子の酸素（O）を放出するので、酸化力が強く有機物や無機物を強力に酸化する働きがあります。 また、微生物（細菌、真菌など）や臭気物質にも作用し、殺菌・脱臭、色素類の脱色をします。 オゾンは通常の反応によって、毒性のある副次物質を生成しないことから二次公害の心配が無いこと、原料が空気または酸素であり、どのような場所でも随時必要な量が得られるなどの利点があり、近年は工業用オゾン発生装置により、上下水道処理、医療、居住域や食品製造工程での殺菌・脱臭や食品原料の処理・貯蔵に多く利用されるようになっています。

3.用途

(1)脱臭・脱色・環境改善 脱臭を目的として、オゾンは下水道／し尿処理／浴室／病院／老人施設／畜産／水産関係で使用されています。 臭気成分によって脱臭効果は変わりますが、食品工場などで発生する臭いは微生物に由来するものが多いので殺菌と脱臭が同時に行われる場合も多くあります。 オゾンは一般に、−SH、=S、−NH2、N、−OH、−CHO基を有する化合物との反応性が大きく、臭気成分の多くはこれらの基を持つため、オゾンによる脱臭が効果的なのです。 なお脱臭には、水中の臭気成分除去と大気中の臭気成分除去の場合があります。

◇豆知識：オゾン水の脱臭
臭気成分 主な発生場所 原臭濃度（ppm) 除去率（％）
硫化水素 生ゴミ、トイレ臭、ペット臭 0.27 97
メチルメルカプタン 生ゴミ、トイレ臭、ペット臭 0.03 92
アンモニア タバコ、体臭、生ゴミ、トイレ臭 0.33 91
トリエチルアミン 生ゴミ、料理臭 0.02 80

(2)殺菌・減菌 微生物に対するオゾンの殺菌作用は以下のように言われています。 　・オゾンが細胞壁または細胞膜に作用し、次いで脂質の二重結合に反応が生まれ細胞が分解される。
　・微生物細胞の表面にオゾンが作用する。
　・微生物酵素が酸化する。
　・細胞壁にオゾンが作用し、細胞透過率に変化が生じ、細胞が分解する。

また、オゾン殺菌の特徴として〜 　・栄養細胞は比較的簡単に殺菌できるが、胞子形成菌はより抵抗性を持っている。
　・好気性胞子形成菌の方が嫌気性胞子形成菌よりも、より容易に殺菌される。
　・気中や水溶液中の微生物に対する殺菌効果は、接触時間、温度、水温、PH、無機物及び有機物の存在量に著しく影響される。

オゾンによる殺菌は溶菌とも言われ、細胞壁の破裂または分解によるものであり、塩素殺菌のように塩素が細菌の細胞壁を通じて拡散し、酵素を侵して死滅させる作用とは基本的に異なるメカニズムなのです。

4.期待される利用効果

オゾンはその雑菌・脱臭・脱色の効果から、様々な分野での利用と効果が期待されています。

利用されるオゾン効果 考えられる利用場所
殺 菌 効 果 病院、飲食店、食品加工工場、学校給食、スーパーマーケット、他
脱 臭 効 果 会議室、ペットショップ、老人ホーム、他
脱 色 効 果 クリーニング店


5.人体への影響

オゾンは毒性のある二次生成物を生成せず安全性の高い気体ですが、濃度が極めて高い場合は強い毒性を示します。これはオゾンが強い酸化力を持ち、反応性が高いためです。 また水分に吸収されにくいので、呼吸器系に取り込まれた場合には肺の深部にまで到達し、呼吸器障害（肺水腫）を引き起こすことが報告されています。

経済産業省や厚生労働省ではまだ確たる使用基準を定めていませんが、日本産業衛生学会の許容濃度委員会や、中央労働災害防止協会は0.1ppmを労働環境における抑制濃度と規定している事は上記に述べた通りです。また、ACGIH（米国労働衛生専門官会議）では、８時間労働におけるオゾン許容濃度を同じく0.1ppmとし、15分以下の短時間暴露の許容濃度を0.3ppmと規定しています。

オゾンの生体に対する影響（日本水道協会「オゾン処理報告書」）

オ ゾ ン 濃 度（ppm） 生　体　へ　の　影　響　内　容
0.01〜0.02 わずかに臭気を感じる
0.1 臭気を感じ、鼻・のどに刺激を感じる
0.2〜0.5 3〜６時間の暴露で視覚低下の症状がでる
0.5 明らかに上部気道に刺激を感じる
1〜2 2時間暴露で頭痛、胸部痛、上部気道の渇きと咳が出る
繰り返すと慢性中毒になる
5〜10 脈拍増加・体痛・麻酔症状が現れ、更に暴露が続けば肺水腫を招く
15〜20 小動物は2時間以内に死亡する
50 人間も1時間で生命が危険な状態になる

実際にオゾンを取り扱う場合、幸いなことにオゾンが毒性を発揮する濃度では強烈な臭いがするため、不本意にその危険状態に長時間曝される危険性は極めて少ないと言われています。