等离子体水中放电制备活化水及细菌灭活研究

摘要

为了探讨活化水（PAW）中含氧氮活性物质（RONS）浓度与活化参数之间的关系，并探究其对大肠杆菌的灭活效果，采用了针状电极结构的等离子体发生装置，在水中实现介质阻挡放电制备PAW。通过调节不同的活化参数，包括等离子体活化时间和溶液体积，制备了一系列不同条件下的PAW。随后，通过测量PAW中HNO₃、H₂O₂、O₃的浓度以及pH，分析了RONS的变化情况。利用灭菌实验评估了PAW的生物活性，并确定了其对大肠杆菌的灭活效果。结果显示，增加放电电压、延长活化时间或减小溶液体积均能提高PAW中RONS的浓度。而RONS浓度与PAW的生物活性呈正相关关系，表现为RONS浓度越高，PAW的细菌灭活效果越好。特别是在10 kV电压下，活化3 min制备的10 mL PAW表现出最高的生物活性，能够对浓度为1×10～5 CFU/mL的大肠杆菌水溶液实现完全灭菌。最后对比了去离子水、生理盐水和自来水制备的PAW灭菌效果，结果表明，自来水制备的PAW灭菌效果最佳。

关键词

等离子体 / 水中放电 / 活化水 / 活性物质浓度 / 细菌灭活