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高い除菌・脱臭効果があると注目されている「オゾン」。名前を聞いたことはあるけれど詳しくは知らない、という方も多いのではないでしょうか。
 
今回はオゾンの基礎知識と、除菌・脱臭効果のメカニズムをご紹介します。また安全に使うために知っておきたいオゾンの危険性や、正しい使用方法についても取り上げます。
 

オゾンとは


 
オゾン(Ozone)とは、酸素原子が3つ集まった、自然に存在する気体分子のことです。分子式はO3で、特徴的な刺激臭があります。名前の由来は、“におう、嗅ぐこと”という意味を持つ、ギリシャ語の「Ozein」とされています。
 
一番身近なオゾンといえば、オゾン層が挙げられます。私たちの生活している上空25km付近に高濃度のオゾン層が存在しており、太陽からの有害な紫外線を吸収してくれています。
 

オゾンガスの特徴

オゾンガスの比重は1.66。無色ですが独特な臭いのする気体で、性質として強い酸化力を持ちます。
 
オゾンは結合力が弱い気体のため、残留時間は16時間程度。すぐにオゾン(O3)から、酸素(O2)、さらに酸素原子(O)へと分解してしまいます。
この分解で発生する酸素原子が、オゾンガスの特徴でもある強い酸化作用を生み出しています。また濃度表記は「ppm」で、空気中には0.005ppm程度のオゾンガスが存在しているといわれています。
 

オゾンガスとオゾン水の違い

オゾンガスが気体なのに対し、オゾン水はオゾンが水に溶けている状態のことをいいます。
 
空気中の高濃度オゾンガスは、取扱いに気をつけないと人体に影響を及ぼす場合があるうえ、湿度が低いと分解が遅くなる性質があります。
一方オゾン水の場合は、水があることで湿度が保たれるため比較的危険性が低いとされています。
 

オゾンガスの効果・効能

オゾンガスの特徴でもある強い酸化作用。実はこの酸化によって「脱臭」「除菌」「脱色」の3つの効果・効能が期待できるのです。
 

脱臭効果

オゾンガスはニオイの物質を酸化分解し、無臭化することが可能です。
 
生活のニオイや、人・動物のニオイ、食品のニオイなど、普段の暮らしの中で気になるさまざまなニオイに作用してくれます。ニオイの成分に反応して脱臭効果が発揮され、成分によっては脱臭できないものもあります。
 

オゾンガスによる脱臭の仕組み

脱臭の仕組みについて例によく挙げられる、「アンモニア」を用いて解説いたします。
 
アンモニアに臭いが消える際の計算式はこちらです。
アンモニア2NH3 + オゾンO3 = 窒素N2 + 水H2O + 水H2O + 水H2O
 
上記の通りアンモニアはオゾンと反応し、窒素と水に変化するため、無臭化することが可能です。この場合は反応後に過剰なオゾンはありません。もし過剰オゾンがある場合でも、酸素分子に変化するだけなので、新たな有害な物質が生み出る心配もありません。
 

除菌効果

オゾンガスの強い酸化作用は、ウイルスや菌に対する除菌効果も期待することができます。酸素原子がウイルスや細菌の一部を酸化分解することで菌の繁殖を抑え、除菌することができるといわれています。
 

オゾンガスによる除菌の仕組み

除菌のメカニズムはウイルスと菌で少し違いがあります。
 
ウイルスの場合タンパク質の殻をオゾンガスが酸化分解し、そこから内部に侵入。ウイルスを構成する核となる部分に反応することで、菌が抑制されます。ウイルスは自身で増殖することができないため、除菌することが可能なのです。
 
菌の場合は、オゾンガスが細胞の細胞壁や細胞膜を攻撃し菌を破壊。過剰オゾンがある場合はさらに破壊し遺伝子までも壊すため、オゾンに耐性を持つ菌が出現しにくくなっています。
 

脱色

オゾンガスの脱色効果は産業排水の汚水処理や、植物プランクトンによって水の濁りや悪臭が発生している池水などに使われています。
 

オゾンガスによる脱色の仕組み

オゾンガスの脱色のメカニズムは、脱色するものによって変化します。
 
脱色の中でも、親水性の染料はオゾンによく反応するといわれています。染料の持っている不飽和結合がオゾンによって酸化、さらに分解されることで脱色されるのです。
 

オゾンガスの生成について

自然界ではどのようにオゾンガスが発生しているのか、またオゾンガスは人工的に生成することが可能なのかを解説していきます。
 

自然界におけるオゾンガス

まずは自然に存在しているオゾンガスについて解説します。
 
地球には酸素分子(O2)が豊富にあり、そこに酸素原子の(O)があればオゾン(O3)が発生する仕組みです。酸素原子は、酸素分子が何かしらのエネルギーを得ることで生まれます。
 
自然界においてのエネルギーは、紫外線や雷。その中でも、紫外線によるオゾンの発生が圧倒的な割合を占めています。
 

人工的にオゾンガスを生成できるのか

まず人工的にオゾンガスを生成することは、可能です。
 
オゾンガスは放電法・電解法・紫外線ランプ法と、3つの方法で製造することができます。オゾン発生器の多くは、放電法によりオゾンを生成しています。
 

オゾン発生器利用時の注意点

オゾン発生器は、人々が手軽にオゾンガスを利用できる便利なものです。しかし、濃度によっては人体へ悪い影響を及ぼすため、管理をしっかり行い注意して使う必要があります。
 

オゾンガスの危険性や人体への影響について


 
オゾンガスは便利な効果もある一方、使い方を誤ってしまうと人体へ影響を及ぼす危険性を持つ気体でもあります。
正しく使えば利点の多い気体ですので、使用前には必ずその有害性や注意事項を学ぶことをおすすめします。
 

オゾンガスの有害性

オゾンガスには、空気中での許容濃度というものが存在します。この基準は厚生労働省により0.1ppmと定められています。
 
濃度が上がると独特のニオイがしたり、鉄や天然ゴムなどが腐食したり、人体へも影響が出てしまうのです。
 

オゾンガスの人体への影響

オゾンガスを使うときに気をつけなければならないのが、ガスの濃度と接触時間です。基本的には無人環境下での使用が推奨されていますが、万一に備えて必ずどのような症状が出るのかを把握しておきましょう。
 
一般的に、オゾン濃度が0.1ppmを超えると鼻や喉に刺激を感じるなどの変化が出始め、次第に視力低下や胸の痛みなどの症状が出るようになります。オゾン濃度が5ppmを超えたあたりから呼吸困難や脈拍増加などの重篤な症状が出始め、50ppmを超えると生命に危険を及ぼす可能性が出てきます。
 

オゾンガスの利用について

オゾンガスは濃度により人体に害がありますが、正しく使えば除菌・脱臭・脱色効果を得ることができます。
安全に使うためにどんなことに注意すればよいのか確認しましょう。
 

オゾンガスを安全に使うために

オゾンガスを安全に使うためには、「無人環境下で使用する」「有人下で使用する場合は許容濃度を管理する」「動物・植物と同じ空間で使用しない」の3つのポイントに気をつけるようにしましょう。
 

無人環境下で使用する

高い効果を期待できる高濃度オゾンガスを使用する場合は人体への影響があるため、基本的に無人空間で使用することが推奨されています。
 
高濃度オゾンガス発生器を検討する場合は、無人で使えるタイマー制御機能を搭載しているものを探してみるのがいいでしょう。
 

有人下での使用は許容濃度を管理する

有人環境下で使用する場合は、必ず許容濃度0.1ppm以下になるよう管理しましょう。ただし0.1ppmという濃度では高い除菌・脱臭効果は期待できず、ウイルスや菌を除去するまでの威力はないといわれているので、注意が必要です。
 
また低濃度のオゾンガスでも室内を閉め切っていたことで、知らず知らずのうちに高濃度になってしまう場合も。オゾンの利用時は管理を徹底するようにしてください。
 

動物(ペット)・植物と同じ空間で使用しない

オゾンガスはペット臭なども脱臭してくれるので、ペットがいるご家庭での使用を検討する場合もあると思います。
しかし、高濃度のオゾンガスは人体のみならず、動物や植物にも影響を及ぼします。高濃度オゾンガスを使用する場合は人だけでなく、ペットや植物も一度部屋から出すようにしましょう。
 

オゾンガスの効果が発揮されやすい利用環境

注意事項を確認したらより効果的にオゾンガスを活用するためにも、効果が発揮されやすい利用環境をチェックしていきましょう。
 

オゾンガスに適した温度・湿度

オゾンガスの生成効率は温度と湿度に影響されます。温度や湿度が高いと効率が下がり、温度や湿度が低いほど生成効率が上がるといわれています。
よって高温多湿な場所には適さないので注意しましょう。
 

オゾンガスに適した物資

オゾンガスには反応しやすい物質は、大きく分けると4種類あります。
 
【1】人・動物のニオイ
体臭
口臭
嘔吐臭
動物・ペット臭など
 
【2】食品のニオイ

ニンニク
焼き肉
焼け焦げのニオイなど
 
【3】生活のニオイ
ゴミ

排水溝
下水
タバコ
カビ
線香・香水など
 
【4】産業臭
下水処理場
食肉センター
火葬場
病院・病室のニオイなど
 
オゾンガスが反応しやすいのは有機物から発生したニオイ物質です。上記で挙げたニオイはオゾンの強い酸化力で分解し、無臭化が期待できます。
 

まとめ

今回はオゾンガスの基本知識と危険性、そして活用方法についてご紹介いたしました。
 
無色で独特なニオイがするオゾンガス。3つの酸素原子が集まった気体であり、結合力が弱いからこそ強い酸化力を持ちます。高濃度になればなるほど人体への有害性もあり、危険が伴います。
しかし無人環境下での使用や、しっかり濃度管理をした上で使用をすれば、生活に役に立つ効果が期待できるのです。
 
ぜひ正しい使用方法を学んで、除菌や気になるニオイの脱臭、脱色などにオゾンを活用してみてくださいね。