酸性電位水

酸性電位水,系普通自然原水中加入少量氯化鈉,經過特殊的離子交換隔膜電解裝置進行微電解處理,在陽極區產生的具有高氧化還原電位和低pH值的特殊離子水。


酸性氧化電位水(Electrolyzed Oxidizing Water, EOW),也稱強酸性電位水
酸性氧化電位水系普通自然原水(如自來水等)中加入少量氯化鈉(低於0.1%),經過特殊的離子交換隔膜電解裝置進行微電解處理,在陽極區產生的具有高氧化還原電位(Oxidation Reduction Potential,ORP)和低pH值的特殊離子水。
酸性氧化電位水最早的套用可追溯到1980年的日本,當時日本國內發現它對MRSA(有"超級病菌"之稱的耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌)有顯著殺菌效果,而最先用於醫藥領域。隨後,日本厚生省批准了將其用於醫療設備消毒,主要用於內窺鏡消毒和手的清洗消毒。
以前,我國對酸性氧化電位水的名稱沒有統一,在公開發表的文章和宣傳材料中有:"強氧化離子水"、"酸性電位水"、"氧化電位水"、"酸性氧化電位水"、"氧酸化電位水"、"強酸化水"、"強酸性水"、"氧離子水"等提法,這些名詞基本都是從日文翻譯過來的。從酸性氧化電位水本身的性質及生成機理來看,酸性(低的pH值)和高氧化還原電位(高的ORP值)是其主要特徵,也是其具有強殺菌消毒功能的機理所在,故而,酸性氧化電位水的名稱較為恰當。國家衛生部在2002年新版《消毒技術規範》中正式將其名稱規定為“酸性氧化電位水”,規範了其定義、效果、作用及醫療領域的部分運用。
陽極產生酸性水,陰極產生鹼性水
自來水中的成分除了自身分解所產生的H+及OH- 離子外,還包含O2(氧)、CO2(二氧化碳)、H2CO3(碳酸)、礦物質(鈉、鉀、鎂、鈣)及自來水公司為了消毒而添加的微量漂白粉(產生出余氯)等物質。
經電解後,陽極氫離子富集,濃度升高,其它生成物為氣體狀態(氯氣、氧氣等),其中部分氣體溶入水中,形成具有氧化性的離子,由於酸性的載體是氫離子H+,所以H+越多,酸性就越強,因此陽極就產生同時具有酸性和高氧化電位特徵的酸性氧化電位水。
同時,陰極產生氫氣,水中富集氫氧根離子,呈鹼性,得到鹼性離子水。
不同電解程度產生不同功用的酸性氧化電位水
自然原水中添加少量氯化鈉(低於0.1%)而製得的pH值在2.7以下、ORP在1100mV以上的酸性氧化電位水,具有充分的殺菌、消毒效果,稱為酸性氧化電位消毒水;不添加氯化鈉製得的pH值在4.0以下的酸性氧化電位水對皮膚毛孔等有收斂作用,同時水中富含活性氧,可以作為美容水使用,同時具有可以抑制細菌生長、繁殖的功效,通常稱為弱酸性美容水。
酸性氧化電位水與酸雨不同
普通雨水的pH值為5~6,呈弱酸性;而酸雨則為pH值4~5的強酸。酸雨是由於工廠或汽車排氣體中所含的硫氧化物(SOx)及氮氧化物(NOx)在大氣層中產生化學變化,而變為硫酸及硝酸,並隨著雨水落至地面。酸雨會導致樹木乾枯,湖沼生物死亡,大理石溶化,石碑上刻的字消失等傷害。
酸性並不一定就是酸,電解陽極的水,因為未含有化學性;強酸對離子(例如硫酸、硝酸溶液中的硫酸根或者硝酸根),所以它僅因為含有較高濃度H+離子而體現出酸性,但其本身並不能稱之為酸。
酸性氧化電位水能殺菌,食醋是否也有相同效果?
如果說食醋與酸性氧化電位水一樣,都是"酸"的,而且在早期常被用來保存食物,所以是不是與酸性氧化電位水一樣具有相同的殺菌效果呢?如果只從pH值的角度來看,食醋的確具有一些殺菌能力,但因為它的氧化還原電位太低,只有343mV,與酸性氧化電位水1100mV的氧化還原電位相差甚遠,所以其殺菌消毒效果同酸性氧化電位水相比不可同日而語。
即使pH值在2.3也與鹽酸,硫酸不同
酸性氧化電位水是自來水加入少量食鹽後,再通過微電解過程而製成的pH值為2.7的酸性氧化電位水。pH值是水中H+離子濃度的負對數值,範圍為014,中性為7,比7小為酸性,比7大為鹼性,當pH值接近0時,代表相當的強酸性,從酸性氧化電位水pH值為2.7就可以知道它是屬於"強酸性"的。
一提到強酸,恐怕會有不少人聯想起鹽酸、硫酸等強腐蝕性的強酸物質。鹽酸、硫酸也同屬強酸性,3%的鹽酸的pH值為1.28,觸及皮膚,就會引起化學燒傷,而酸性氧化電位水是不是也像鹽酸、硫酸一樣可怕呢?其實"酸"及"酸性"是不同的,先前已經提過二者間的不同,以下再詳細說明:
"鹽酸--HCl"是由氯離子Cl-與氫離子H+結合而成,其化學變化的特徵是:當HCl在水中溶解後,氫將與對離子分開,而呈現出酸性氫離子與對離子,氫離子與對離子容易分解者為強酸,不容易分解者則為弱酸,而酸性氧化電位水的結構中並無"對離子"的存在,電解水為氫離子和氫氧根離子之間的平衡關係來決定其酸鹼性,陽極為富集氫離子,呈酸性;陰極富集氫氧離子,呈鹼性。所以"酸與酸性"、"鹼與鹼性"是不同的。酸性氧化電位水僅具有酸性而不是酸,其溫和的性質使得其與強腐蝕性的鹽酸、硝酸、硫酸等不可相提並論。
結合酸性氧化電位水的上述功能,世界範圍內的學術界、產業界和許多醫療衛生機構作了大量的實驗和實踐工作,發現酸性氧化電位水具有以下功能:
· 廣譜、高效、快速殺菌消毒
· 醫用輔助治療
· 水果及肉類和水產品防腐保鮮
· 降解果蔬殘留農藥
· 皮膚保健、美容、美發等功效
高氧化還原電位值(ORP)
對水進行微電解時,陽極區產生的酸性氧化電位水中的中間反應產物或者副反應產物具備一個共同的特徵,那就是它們的氧化還原電位ORP值都非常高(見下表),這使得酸性氧化電位水在巨觀上也具有很高的氧化還原電位(ORP值一般高於1100mV),從而使這種酸性氧化電位水具有很強的氧化性。
電催化體系中的強氧化性活性物種及其標準氧化還原電極電勢表
強氧化性物種
標準電位
(對甘汞電極SHE)/V
強氧化性物種
標準電位
(對甘汞電極SHE)/V
OH
2.8
O2H2
1.78
O
2.42
HO2
1.70
O3
2.07
CI·
1.36
低pH值
氫離子在陽極區的富集使得陽極室的pH值可以達到2.7以下。低的pH值和高的ORP值是微電解水陽極產物的顯著特徵,同時也是"酸性氧化電位水"這個名稱的由來。
富含活性氧成分
通過分析水微電解反應的基本反應及中間反應、副反應可以看出,陽極室產生的酸性氧化電位水中含有豐富的活性物種,如新生態氧、活性原子態氧、羥基氧以及臭氧等。
水分子團小
普通的自然原水中,由於水分子之間的氫鍵作用,很多水分子依靠氫鍵結合成水分子團。通過分析對比O17的核磁共振譜峰的半峰寬發現,電解後的離子水的水分子團比自然原水的水分子團的一半還小。而水分子的活潑程度,如滲透能力、溶解能力等,是隨著水分子團的減小而增大的。所以,電解後的酸性氧化電位水具有很強的活潑性。因其活潑性高,酸性電位水具有保鮮、美容的功效。
有效氯含量低
在通常採用的製備條件下(原料中氯化鈉含量低於0.1%),酸性電位水產品中有效氯含量一般在30~50ppm(見附錄. 消毒劑有效成分含量測定(上海市預防醫學研究院檢測報告))。而酸性氧化電位水所具備的酸性(pH<2.7)、高氧化還原電位(ORP>1100mV),使得即使在如此之低的"痕量"余氯的情況下,酸性氧化電位水仍具有廣譜、快速的殺菌消毒效果。
使用後無殘留
酸性電位水作用帶有細菌、病毒或其它可溶性有機物的物體表面之後,其中有效成分(如有效氯和活性氧化性中間體粒子等)會迅速與物體表面的細菌、病毒或可溶性有機物發生作用,細菌等有機體被迅速氧化分解;而酸性電位水本身也隨之被還原為普通水。即使酸性電位水附著的物體表面沒有或者沒有足夠量的細菌等有機物,酸性電位水中的有效成分也會因為與空氣中還原性的雜質微塵反應而被還原失效。所以,酸性氧化電位水在實際套用後無任何殘留。
對皮膚黏膜等無任何刺激性
國內外大量實驗表明,酸性電位水無毒,對人體的皮膚、黏膜組織等無任何刺激性,完全可以直接作用於人體皮膚、黏膜等組織表面。
對傷口瘡面的輕微麻醉作用
酸性氧化電位水不僅沒有任何刺激性,而且將酸性電位水直接作用到傷口創面上時,還具有輕微的麻醉作用,可以直接用於傷口創面的清洗、消毒。據有關消毒學權威評價稱,在當前醫用領域為數不多的可以直接作用於傷口創面的消毒劑中,酸性氧化電位水的對傷口創面的消毒效果堪稱最佳
其殺菌原理是:酸性氧化電位水的低PH值(2.7以下)與高ORP(+1100mv以上),超出了各種病原微生物的生存範圍,並使其細胞的膜電位發生改變,以導致細胞膜通透性增強及細胞代謝酶的破壞,微生物迅速死亡。同時,酸性氧化電位水中含有的25~60mg/L的有效氯能更有效地殺滅病原微生物。

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