オゾン水とは

オゾン水とは
オゾン水とは

ここでは、液体の「オゾン水」について説明します。
オゾン水の生成方法には、主に電位分解を利用して高濃度(1.0ppm以上)のオゾン水を生成する「電解式(直接電気分解式等)」と、金魚鉢にブクブクと空気を送り込むのと同じ要領で低濃度(最大1ppm)のオゾン水を生成する「エアレーション式」があります。
気体のオゾンについては「オゾンとは」をご覧下さい。

オゾン水とは

オゾン水は、オゾンが水に溶存している状態のことをいい、酸化による除菌後、酸素と水へ戻るので、安全性はきわめて高いことで知られています。
オゾン水は、野菜や果物の残留農薬除去、衣類や寝具の消臭除菌、赤ちゃんのおもちゃの除菌、ペットの食器や安全靴の除菌洗浄、車内フロアマットの洗浄、ノロウイルスや新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)などの感染症対策など幅広く活用されています。
基本的には、水(主に水道水)で洗浄していたものはほぼすべてオゾン水に置き換えることが可能だとお考え下さい。

オゾンを利用したオゾン水除菌の仕組み

オゾン水の消臭除菌メカニズムは、基本的にオゾン消臭除菌の仕組みと変わりません。異なる点は、オゾンが気体の状態なのか、それとも水に溶存した状態なのかという点になります。

オゾン水に溶存しているオゾンの濃度は、理論値として21分毎に半減するとされています。
※あくまでも理論値であり、実際にその濃度を計測すると、半減とまではいきません。

時間経過とともに、オゾン濃度がほぼ0(ゼロ)になったとき、一時的に菌やウイルスが存在しない無菌状態の水が形成されます。ただし、一時的に無菌であっても、温度や湿度あるいは硬度などのさまざまな影響により菌は再び繁殖・増殖し、無菌状態ではなくなり、「ただの水」になります。
よほどのことがない限りオゾン水自体に危険性はありませんのでご安心下さい。一度水に溶け込ませてしまえば、気体のオゾンより安全性は高く、その点、扱いやすいといえるかもしれません。

しかし、注意していただきたいのは、生成方法によっては、溶けきれなかったオゾンが水中から大気中に微量ながら漏れ出るケースがあるため、生成方法によっては換気を行いながらオゾン水を生成するようにして下さい。特にエアレーション式でオゾン水を生成する場合、電解式のように効率的にオゾンが水に溶け込まず、大気中に漏れ出てきます。

オゾン水の知るべき5つの特徴

「水の中にオゾンが溶け込んだ液体をオゾン水と呼ぶ」わけですが、気体のオゾンと比較し、オゾン水は液体であるため、液体ならではの特徴もあります。以下、オゾン水の知るべき特徴5つについて、ズバッとまとめてみたいと思います。

オゾン水の特徴その①:除菌力の高さ

オゾン水は、「大腸菌」や「ブドウ球菌」は、わずか1.0ppm程度・5秒の接触で死滅率100%となっています。「サルモネラ菌」は2.0ppm・15秒で死滅率99%、「ノロウィルス」は2.0ppm・15秒で90%、30秒で99%以上を死滅させる除菌力となります。詳しくはこのページの少し下にある表「オゾン水の除菌効果」をご覧下さい。

オゾン水の特徴その②:残留性がない

これは気体であるオゾンの特徴と同じです。オゾンに残留性がないわけですから、必然的にオゾンを溶け込ませたオゾン水も残留性がなく、液体の中に溶存するオゾンは時間経過とともに、水と酸素に戻ります。

オゾン水の特徴その③:安全性が高い

スーパーのカット野菜や果物の洗浄除菌(農薬除去含む)にも、オゾン水が利用されていることを聞けば、その安全性の高さをイメージしやすいかもしれません。また、歯科医療器具は最終的にはオートクレーブにて除菌しますが、その前段階でオゾン水除菌(厳密には滅菌)する施設も少なくありません。

「除菌」を考えたとき、もっとも懸念されるのが安全性です。薬品系の除菌剤は「除菌効果はあるが、残留性もある」のが一般的です。またその残留物を微量ながら食品などを通して摂取しつづければ体内にも蓄積される場合もあります。しかし、オゾン水に残留性はなく、「安全性」という観点からも薬品系の除菌剤と比較してオゾン水に優位性があるといえます。

オゾン水の特徴その④:液体ならではの利用シーン

液体としてオゾンを除菌に活用する場合、これまで液体洗浄していたものほぼすべてのシーンでオゾン水に置き換えることが可能です。

オゾン水の特徴その⑤:オゾン水のオゾン濃度は時間経過とともに低下する

オゾン水のオゾン濃度は21分毎に半減(理論値)してしまうため、生成直後のオゾン濃度が高い内に使用するのがもっとも効果的です。
理論的には、生成直後3.0ppmだったオゾン水のオゾン濃度は、21分後に1.5ppm、42分後に0.75ppmになっています。(実際に濃度計測すると半減とまではいかないまでも、それに近い数値になります)

オゾン水のメリットとデメリット

オゾン水の大きな特徴を5つご紹介しましたが、「除菌効果が高く、残留性がないなら、安全でパーフェクト」だとは思わないで下さい。
気体のオゾンと同じく、便利な反面、注意しなければいけないこともあります。オゾン水の特徴やメリット・デメリットをよく理解し上手に活用しましょう。客観的な視点からオゾン水除菌のメリット・デメリットをご紹介しますので、それらを理解したうえでオゾン水を上手に活用されて下さい。
デメリットを差し引いても、メリットのほうが大きいため、オゾン水はさまざまな場面で利用されています。

オゾン水のデメリット

先にオゾン水のデメリットを紹介します。

  • 残留性を必要とする分野(例えば水道)では単独で使用できない
  • オゾン水生成器の購入がイニシャルコストとして必要
  • オゾンの特性を多少なりとも理解する必要がある(ただし気体のオゾンより液体のオゾン水の方が扱いが容易)
  • 生成方法によっては生成時に換気が必要である
  • オゾン水のオゾン濃度は21分毎に半減するため濃度を保持したまま保管・維持はできない

残留性がないことは一見安全性が高いように思うかもしれませんが、水道インフラのように残留性が求められる場面では塩素が使われたりしますよね。

日本の水道水は、1957年(昭和32年)に制定された法令により、蛇口で検出される塩素の濃度(残留塩素濃度)を0.1mg/L以上保持するよう定められています(水道法施行規則第17条第3号)。

オゾン水の弱点は、つくり置きができないことです。
オゾン水は放置しておくと、時間経過とともに水と酸素に分解され「オゾン濃度は21分毎に半減」します。ですから、オゾン水は「生成したら、なるべく早く使う」が鉄則です。
早く使えば使うほどオゾン濃度が高く、菌やウイルスの殺菌消毒・不活化の効果は高くなります。つまり、「オゾン水は鮮度が命」なのです。ただこの弱点は、「オゾン水は残留物を残さない」という、よい性質・メリットにもなっています。

オゾン水のメリット

オゾン水のメリットは次のとおりです。

  • マスキング(一時的に包み隠す)をメインとする消臭芳香剤とは異なり根本から消臭除菌が可能
  • 細菌を溶解するため遺伝子が変化した耐性菌を作らない
  • 短時間で分解され有害な残留物を残さない
  • 残留物を残さないため、使用後、洗浄や拭き取りなど作業の手間が省ける
  • オゾンの除菌効果はほぼ全ての菌やウイルスに対して強力にその効果を発揮する
  • トリハロメタン等の有機塩素化合物を作らない
  • 除鉄、除マンガンが容易
  • オゾン水生成器さえあればオゾン水を生成するために必要なものは酸素、水、電気のみ(低コスト)

オゾン水のデメリットで紹介した「残留性を必要とする分野では単独で使用できない」が「有害な残留物を残さない」「使用後、洗浄や拭き取りなど作業の手間が省ける」などメリットとして書かれています。あるシーンではデメリットだけど、あるシーンではそれがメリットになる。よくあることです。

オゾン水の除菌効果

オゾン水の除菌効果は非常に高く、また除菌効果の範囲も非常に広範囲です。たとえば、多くの方がよく耳にする「大腸菌」や「ブドウ球菌」は、わずか1.0ppm程度・5秒の接触で死滅率100%となっています。

また、表には掲載しませんが、「サルモネラ菌」は2.0ppm・15秒で死滅率99%、「ノロウイルス」は2.0ppm・15秒で90%、30秒で99%以上を死滅させます。

■具体的にどのようなニオイに効果があるのか?

ニオイの種類 対象
生活臭 ゴミ、トイレ、下水、浴室、キッチン、ゴミ焼却臭、靴、排水口、カビ、線香等
食品臭 果物のニオイ、玉ねぎ、ニンニク、焼き肉、魚、漬物、燻製、香辛料、チーズ、酒類等
人や動物臭 体臭や嘔吐臭や口臭、死体や腐敗臭等
薬品臭 防虫剤や殺虫剤のニオイ、パーマ液臭等
産業系で発生する臭気 肥料、下水処理、し尿処理のニオイ、ゴム加工臭、潤滑油のニオイ、食肉センター、火葬場のいニオイ、病院や病室のニオイ等

オゾン水による菌やウイルスへの不活性化効果

微生物の種類 水中オゾン濃度(ppm) 微生物濃度(個/ml) 温度(℃) pH 接触時間 死滅率(%)
大腸菌 0.96 105cells 21.0 7.0 5秒 100
ブドウ球菌 1.08 105cells 21.0 7.0 5秒 100
緑膿菌 1.01 105cells 21.0 7.0 5秒 100
クロストリジウム 0.96 105cells 21.0 7.0 5秒 100
インフルエンザウイルス 0.96 1053EID50 21.0 7.0 5秒 100
鶏脳脊髄炎ウイルス 0.72 1029EID50 20.0 7.0 5秒 100
犬伝染性肝炎ウイルス 1.20 1015TCID50 21.0 7.0 5秒 100
パルボウイルス 0.96 1025TCID50 21.0 7.0 5秒 100
鶏コクシジウム 1.92 約3×103cells 20.0 7.0 30秒 100
カビ 0.3-0.5 105cells 20.0 6.5 19秒 99.9
酵母 0.3-0.5 105cells 20.0 6.5 90秒 99.9
枯草菌 0.3-0.5 105cells 20.0 6.5 30秒 99.9

オゾン水・塩素系薬剤・アルコールの比較

オゾン水・塩素系薬剤・アルコールを比較すると次のとおりです。

除菌水または薬品名 オゾン水 塩素系除菌剤 アルコール
ヌメリ除去 × ×
除菌効果
消臭効果 × ×
周辺機器への影響 ×
手肌へのやさしさ ×
食材へのダメージ × ×
使いやすさ
安全性 ×
イニシャルコスト
ランニングコスト

塩素系除菌剤やアルコールは安価ですぐに手に入りますが、オゾン水を生成するためにはオゾン水生成器が必要であり、その分、イニシャルコスト(初期投資)の点では不利かもしれません。しかし、総合的に考えると、もっとも実用性と効果が高いのはオゾン水だといえます。

さらに、最近耳にする機会が増えてきた次亜塩素酸水とオゾン水を比較してみましょう。

オゾン水と次亜塩素酸水の比較

オゾン水と次亜塩素酸水を比較すると次のとおりです。

名称 オゾン水 次亜塩素酸水
原料 水道水 水道水と食塩(電解助剤として必要)
除菌力 幅広く微生物・ウイルスに有効である。 比較的低い有効塩素濃度でも短時間で除菌効果があり、細菌・真菌・ウイルスにも有効である。
残留性 数分でオゾン水は真水に戻り無臭かつ残留性はない。 塩素臭が残り、残留性も高い。
有機塩素化合物の生成 副生成物は発生しない。 有機物と接触して有機塩素化合物を生成する。
手肌へのやさしさ やさしい。無害。 長期の使用は皮膚の炎症や手荒れの原因になる。
使いやすさ オゾン水生成器さえあれば、水と電気を用意するだけなので利便性はきわめて高く、使いやすい。 薬剤管理・調整が必要。
消臭除菌効果 臭気原因を直接分解するので効果は高い。 効果はあるが、オゾン水ほどの効果は期待できない。
用途の幅広さ 除菌以外にヌメリ除去や消臭目的での使用も可能。 除菌・殺菌目的で使用。
日々のメンテナンス ほとんどの製品がメンテナンス不要もしくはカルシウム結晶の除去作業程度。 比較的頻繁にメンテナンスが必要。

オゾン水の作り方

オゾン水の作り方

オゾン水の作り方


オゾン水をつくる方法は「エアレーション式」と「電解式(※)」の2通りがあります。
※直接電解式や低電圧電解式などとも呼ばれます。

エアレーション式によるオゾン水の作り方

バブリング式は、気体のオゾンを水に吹き込ませて、オゾン水をつくります。生成時の泡は「ボコボコッ」という感じで大きな気泡ができます。気体のオゾンを水道水に溶かすわけですが、完全に溶け切らないことがあります。その場合、気体のオゾンが空気中に放出してしまいます。
また、気体オゾンを水に溶けこませることは簡単ではなく、高濃度のオゾン水をつくることはできません。
機器問わず、この生成方法で生成可能なオゾン濃度は条件が良くても1.0ppmが限界で多くの場合0.3-0.8ppm程度となるでしょう。

電解式によるオゾン水の作り方

電解式は、水に電圧をかけてオゾンを発生させる方法ですが、単に電圧をかけただけでは、酸素と水素しか発生しません。
オゾンを発生させるには、電圧をかけるときに使う電極に「二酸化鉛」という物質を使う必要があります。生成時の泡は、エアレーション式と比較すると、非常に細かく「シュワシュワ」という感じで微細な泡が確認できます。
一般的には、電解式のほうが、先に紹介したエアレーション式より優れていると考えられています。

電解式は高濃度のオゾン水をつくることができますが、エアレーション式では濃度に限界(条件が良くても最大1.0ppm)があります。
また電解式の場合、製造過程で空気中に気体のオゾンが放出される心配がないという安全性の高さも利点のひとつです。
この生成方法で生成可能なオゾン濃度は(機器にもよりますが)1.0-5.0ppmです。

オゾン水の活用法〜オゾン水はすでに日常生活に浸透している

オゾン水の「理屈的」「科学的」な話は他の項に譲り、ここではその活用法を紹介します。これを知れば、オゾン水がすでに日常生活のなかに浸透していることに驚かれると思います。

白内障手術の前にオゾン水で「患者の目」を洗う

白内障手術の前にオゾン水で「患者の目」を洗う

白内障手術の前にオゾン水で「患者の目」を洗う


オゾン水は、白内障の手術を受ける患者の目の洗浄に使われることがあります。
白内障は、目のレンズの役割を果たしている水晶体という部位が、白く濁って視力が低下する病気です。主な原因は加齢で、80歳以上の人はほぼ100%発症するとされています。

ただ恐い病気ではなく、手術によってほぼ改善します。手術は、支障が出ている水晶体を除去して、人工の眼内レンズを入れるだけで終わります。白内障の手術では、器具が人の目に直接接触するので、目を消毒する必要があります。目の消毒には、ヨード系の消毒液が広く使われています。イソジンも、ヨード系消毒液です。しかし、ヨード系の消毒液は刺激が強く、手術後に麻酔が切れると「ジンジン痛む」と訴える患者が少なくありませんでした。また、角膜に、ただれ(びらん)が起きることもありました。

そこで、ヨード系の消毒液の代わりに、オゾン水で患者の目を消毒、洗浄する眼科医が増えてきました(*1、2)。眼科医のなかには、ヨード系消毒液からオゾン水に切り替えたことで、次のようなメリットが得られたという人もいます(*1、2)。

  • オゾン水のほうが、ヨード系消毒液より殺菌能力が高い
  • 角膜の障害頻度が著しく低い
  • 角膜のびらんが減った
  • 患者の手術後の痛みの訴えが激減した
  • ヨード系消毒液を使っていたときに発生していた「手術後の視力の回復の遅れ」が、オゾン水に切り替えたことでなくなった

*1:http://tsukubahashimotoganka.jp/CatOpe.html
*2:https://morii-ganka.jp/column/?p=70

パナソニックはトイレに「オゾン水製造装置」を取りつけた

パナソニックはトイレに「オゾン水製造装置」を取りつけた

出典:Panasonic:オゾンウォーター


パナソニックは2018年に、オゾン水をつくる装置を取りつけたトイレ「アラウーノL150シリーズ」を販売しました(*3、4)。
オゾン水製造装置は、水道水に高電圧をかけてオゾン水をつくります。そして、それをそのまま便器内に散布します。アラウーノの特長は、散布する直前にオゾン水をつくるので、常に新鮮なオゾン水で便器を殺菌できる点です。

オゾン水の原料は、水道水と電気だけです。つまり、薬剤を使わないので、オゾン水をそのまま下水道に流しても問題ありません。しかもオゾン水は、時間が経つと自然に、単なる水に戻ります。

パナソニックは大阪府立大学との共同研究で、アラウーノのオゾン水が、黄色ブドウ球菌、大腸菌、サルモネラ、コレラ菌、カンピロバクターなどの細菌を99%以上殺菌できることを確かめています。

パナソニックの開発責任者は、オゾン水製造装置をトイレに内蔵できるほど小さくできたことに意義があると説明しています。小型化したことで、浴室や台所などの、住宅のなかのすべての水回り設備にオゾン水製造装置を設置できるようになるので、将来は、家を丸ごと殺菌、防カビ、脱臭できるようになるかもしれません。

*3:https://sumai.panasonic.jp/toilet/alauno/feature/detail.php?id=ozon-water
*4:https://kaden.watch.impress.co.jp/docs/news/1136459.html

院内感染防止の手指洗浄剤として最適」と評価されている

院内感染防止の手指洗浄剤として最適」と評価されている

院内感染防止の手指洗浄剤として最適」と評価されている


オゾン水は、病院内での殺菌でも効果をあげています。静岡県立大学などの研究によると、オゾン水は、病院が院内感染の原因菌として厳重にマークしているMRSAやVREなどの多剤耐性菌の殺菌に効果があります(*5)。

MRSAとVREをオゾン水にさらしたところ、菌の細胞の表面が壊れ、細胞の内容物が漏れ出て死滅しました。
同大の研究者は、オゾン水は「院内感染防止の手指洗浄剤として最適」と評価しています。

*5:https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsicm1994/7/1/7_1_3/_pdf

その他のオゾン水の利用例

その他のオゾン水の利用例

その他のオゾン水の利用例


農業分野や産業界は、いち早くオゾン水を使ってきました。
オゾン水は、野菜や魚などの食材の除菌に使われたり、太陽電池の部品の洗浄に使われたりしています。その他、包丁やまな板などの調理器具の除菌、生ゴミ置き場の洗浄・脱臭、床のぬめり取り、排水溝の悪臭対策として、オゾン水が使われています。

今回は液体のオゾン水をメインに説明しましたが、気体の「オゾンとは」もよろしければご覧下さい。

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