WO2021059397A1

WO2021059397A1 - オゾン水供給システム

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Publication number: WO2021059397A1
Application number: PCT/JP2019/037595
Authority: WO
Inventors: 栄治松村; 康雄瀬戸; 良仁藤浪
Original assignee: 株式会社アースシンク５５
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2021-04-01

Abstract

需要先での利用時におけるオゾン濃度のレベルを担保するために、本発明に係るオゾン水供給システム１は、所定の濃度に調整されたオゾン水を、需要先に給水するオゾン水供給システム１であって、水源３から原水の給水を受け、所定濃度以上の高濃度オゾン水を生成すると共に、高濃度で維持された一定量のオゾン水を貯留タンクに貯留する高濃度オゾン水生成装置２０１と、前記需要先にオゾン水を給水する主配管１０と、前記高濃度オゾン水生成装置２０１と前記主配管１０との間を連結すると共に、前記水源３からの原水に対して、前記高濃度オゾン水生成装置２０１に貯留されている高濃度オゾン水を混合する副配管１３と、からなることを特徴とする。

Description

オゾン水供給システム

　本発明は、高濃度オゾン水生成装置における貯留タンクに貯留されている高濃度のオゾン水を、水源からの原水に対して混合し調整オゾン水となし、これを需要先での利用に供するオゾン水供給システムに関する。

　オゾン水は食品の殺菌や悪臭ガスの脱臭などの用途に広範に使用されており、さらに医療や介護の分野で、数多い知見例が発表され始めている。また、半導体製造領域においても、超微細構造に対するオゾン酸化の特徴が認められ、オゾン水の使用が必須とされている。

　このようなオゾン水の製法として、現在、産業用に普及しているオゾン水の製法は、酸素ガスを放電や電解することによりオゾンガスを生成し、生成したオゾンガスを水に溶解させるガス溶解法などが実用されている。

　例えば、特許文献１（第２７４９４９５号公報）には、液体ノズルとガスノズルとを有するエゼクタ式ガスノズルを用い、前記液体ノズルからオゾン反応槽内の原料用水中に噴射用水を噴出し、当該噴射用水の噴流による負圧によりオゾンガスを吸引してオゾンガスを微細気泡状態にて前記ガスノズルより原料用水中に噴出させ、前記オゾンガスを原料用水中に溶解せしめる高濃度オゾン水製造装置が開示されている。
第２７４９４９５号公報

　特許文献１に記載された高濃度オゾン水製造装置によれば、１４ｐｐｍを超える程度のオゾン濃度のオゾン水とされ利用に供されることが想定されている。しかしながら、従来の上記オゾン水製造装置においては、利用に供するオゾン濃度のレベルにまで、オゾン濃度を上昇させた上で、速やかにこれを利用に供するようにしていた。このような利用形態では、利用時におけるオゾン濃度のレベルを担保することは実質的に困難である、という問題があった。というのは、オゾン水を生成する場所から、オゾン水を利用する場所まで、オゾン水を移送する必要があり、このような移送の間に、オゾン水の濃度が漸減してしまうからである。

　この発明は、上記のような課題を解決するものであって、本発明に係るオゾン水供給システムは、所定の濃度に調整されたオゾン水を、需要先に給水するオゾン水供給システムであって、水源から原水の給水を受け、所定濃度以上の高濃度オゾン水を生成すると共に、高濃度で維持された一定量のオゾン水を貯留タンクに貯留する高濃度オゾン水生成装置と、前記需要先にオゾン水を給水する主配管と、前記高濃度オゾン水生成装置と前記主配管との間を連結すると共に、前記水源からの原水に対して、前記高濃度オゾン水生成装置に貯留されている高濃度オゾン水を混合する副配管と、を有することを特徴とする。

　また、本発明に係るオゾン水供給システムは、前記副配管で高濃度オゾン水が混合された後の主配管の流量を計測する主流量計と、前記高濃度オゾン水生成装置から前記副配管を経て、前記主配管に混合される高濃度オゾン水の流量を計測する副流量計と、制御指令に基づいて、前記副配管における高濃度オゾン水の流量を制御する副ポンプと、前記主流量計で計測された流量と、前記副流量計で計測された流量との双方にのみに基づいて、前記副ポンプに対して制御指令を発する制御部と、を有することを特徴とする。

　また、本発明に係るオゾン水供給システムは、前記副配管で高濃度オゾン水が混合された後の主配管の流量を計測する主流量計と、前記高濃度オゾン水生成装置から前記副配管を経て、前記主配管に混合される高濃度オゾン水の流量を計測する副流量計と、前記主配管でオゾン濃度を計測するオゾン濃度計と、制御指令に基づいて、前記水源から前記主配管に供給する原水の流量を制御する主ポンプと、制御指令に基づいて、前記副配管における高濃度オゾン水の流量を制御する副ポンプと、前記主流量計で計測された流量と、前記副流量計で計測された流量と、前記オゾン濃度計で計測されたオゾン濃度と、に基づいて、前記主ポンプ及び前記副ポンプに対して制御指令を発する制御部と、を有することを特徴とする。

　また、本発明に係るオゾン水供給システムは、前記高濃度オゾン水生成装置は、制御指令に基づいて、前記貯留タンクに貯留する高濃度オゾン水の濃度が制御され、前記制御部が、前記主流量計で計測された流量と、前記副流量計で計測された流量と、前記オゾン濃度計で計測されたオゾン濃度と、に基づいて、前記高濃度オゾン水生成装置に対して制御指令を発することを特徴とする。

　また、本発明に係るオゾン水供給システムは、オゾン水の需要先が、畜産用給水器であることを特徴とする。

　また、本発明に係るオゾン水供給システムは、オゾン水の需要先が、噴霧器であることを特徴とする。

　また、本発明に係るオゾン水供給システムは、オゾン水の需要先が、スクラバーであることを特徴とする。

　また、本発明に係るオゾン水供給システムは、オゾン水の需要先が、食品加工用の洗浄装置であることを特徴とする。

　また、本発明に係るオゾン水供給システムは、オゾン水の需要先が、食品加工用の処理槽であることを特徴とする。

　本発明に係るオゾン水供給システムは、高濃度オゾン水生成装置の貯留タンクに貯留されている高濃度のオゾン水を、水源からの原水に対して混合し、所定の濃度に調整されたオゾン水を、需要先に給水するので、このような本発明に係るオゾン水供給システムによれば、配管などによるオゾン水の移送に伴うオゾン濃度の漸減分に対して、余裕のある高濃度オゾン水が用いられることで、需要先での利用時におけるオゾン濃度のレベルを担保することが可能となる。

水分子間に他のガス分子が入り込んだ状態を示す模式図である。（ａ）は通常の水における水分子の状態を示す模式図であり、（ｂ）は水分子間にガス分子が入り込んだ状態を示す模式図である。スーパーキャビテーションの概念図である。高濃度オゾン水生成装置の概略構成図である。高濃度オゾン水生成装置中の気液混合装置の斜視図である。スーパーキャビテーションによりガス気泡からガス分子の拡散が生ずるプロセスを示す概念図である。（ａ）は汎用のフーリエ変換赤外分光分析装置の斜視図であり、（ｂ）は本発明の分子水和オゾン水を観測するためのフーリエ変換赤外分光分析装置の斜視図である。原水の赤外線分析の観測結果を示す測定データである。原水（平均）とＵＦＢオゾン水（平均）の赤外線分析の観測結果を示す測定データである。ＵＦＢオゾン水（平均）から原水（平均）の測定データを差し引いた値を示すグラフである。サンプル名Ｌのオゾン水（平均）から原水（平均）の測定データを差し引いた値を示すグラフである。ＵＦＢオゾン水の気泡径分布の測定データを示す図である。サンプル名Ｌのオゾン水の気泡径分布の測定データを示す図である。（ａ）は通常の水における水クラスターの状態を示す模式図であり、（ｂ）は本発明の分子水和オゾン水における水クラスターの状態を示す模式図である。本発明に係るオゾン水供給システム１を畜産用給水器４００に適用した例を示す図である。畜産用給水器４００を導入した豚舎から出荷された豚のと畜検査データである。本発明の他の実施形態に係るオゾン水供給システム１を畜産用給水器４００に適用した例を示す図である。本発明に係るオゾン水供給システム１を噴霧器５００に適用した例を示す図である。本発明に係るオゾン水供給システム１を畜舎における換気システム５５０に適用した例を示す図である。本発明に係るオゾン水供給システム１をスクラバー６００に適用した例を示す図である。オゾン水供給システム１を適用したスクラバー６００による臭気物質ごとの除去率を示す。本発明に係るオゾン水供給システム１を食品加工用の洗浄装置７００に適用した例を示す図である。本発明に係るオゾン水供給システム１を食品加工用の処理槽８００に適用した例を示す図である。処理槽８００の斜視図を示す図である。炭疽菌芽胞に対する分子水和オゾン水の殺菌効果の実験結果を示す図である。炭疽菌栄養型の顕微鏡検査の結果を示す図である。炭疽菌芽胞ロット１の顕微鏡検査の結果を示す図である。炭疽菌芽胞ロット２の顕微鏡検査の結果を示す図である。枯草菌芽胞の顕微鏡検査の結果を示す図である。遠心濃縮された炭疽菌芽胞ロット２の顕微鏡検査の結果を示す図である。腸管出血性大腸菌に対する分子水和オゾン水の殺菌効果の実験結果を示す図である。枯草菌芽胞に対する分子水和オゾン水の殺菌効果の実験結果を示す図である。ＶＸ分解物の液体クロマトグラフィー質量分析（ＬＣ－ＭＳ）の結果を示す。ＶＸ分解物の液体クロマトグラフィー質量分析（ＬＣ－ＭＳ）の結果を示す。マスタードガス分解物の液体クロマトグラフィー質量分析（ＬＣ－ＭＳ）の結果を示す。

　以下、本発明について具体的に説明する。

　本発明に係るオゾン水供給システム１は、高濃度オゾン水生成装置２０１により原水中にオゾン分子を溶存させて生成される分子水和オゾン水を、さらに原水により希釈することで、濃度を適正化したオゾン水を提供するものである。

　ここでいう、分子水和オゾン水（Ozone water molecules hydrated）とは、オゾン分子が少なくとも原水の水分子間に高密度に存在し、水素結合率が原水の水素結合率より小さくなるほどに高密度でオゾン分子が溶存保持された分子水和オゾン水をいう。別の観点からは、原水の水素結合エネルギーが減少するほどに高密度でオゾン分子が溶存保持された分子水和オゾン水をいう。オゾンはその強力な酸化能力で知られているが、水及び液体中に於いて難溶解性であり水分子と結合して安定存在することはできない。気泡として存在する場合には、気泡は液体に比較して質量や密度が低い故に短時間で容易に浮上して液面から脱気されてしまう。したがって、本発明で使用される「分子水和オゾン水」は、「オゾン水」の語句を含むものの、従来のオゾン水のように、単に、水にオゾンの微小気泡が溶け込むことにより生成されるものとは全く異なる。

　本発明でいう分子水和オゾン水は、オゾン分子が水分子中に散逸して水素結合率を平均して観た時、水分子間の一部の水素結合を阻害してエネルギーの低下が観察できる状態をいい、気泡でなく分子単位で存在するオゾンが極度に高密度で維持されている状態をいう。即ち、ナノ秒で水素結合の結合分離を繰り返すＨ₂Ｏ分子群は、常に一定の割合で（水温・圧力条件が同じであれば）結合エネルギーを示すものであり、その割合が観測可能なほど顕著に減少する場合には、尋常ではない高密度でオゾン分子がＨ₂Ｏ群分子群に分散していることを証明するものとなる。当然、酸素など水に溶解可能なガスの場合は、水素結合により溶けるので飽和濃度未満の溶存状態で、前記結合エネルギーを減少させるといった作用は起こらない。水は極めて短時間に流動変化する運動を間断なく繰り返すと共に、構造的には水分子群と隙間となる空間で成るが、分子水和オゾン水ではオゾンが隙間に高い比率で存在するという状態にあると予想される。分子単位で存在するオゾンは、気泡と違って浮力の影響を受けることは無いことから、液中に安定して保持することが可能となる。それに加えて、太陽光を遮断したタンク内で生成することで紫外線によるオゾン分解は抑制できる。さらに、原水を一定程度冷却するか、オゾン水生成プロセスで冷却保持することによりヘンリー定数を用いて説明される温度によるオゾンの自己分解も抑制することができる。この時、オゾン水として１５℃以下であること、望ましくは１０℃以下であること、さらに望ましくは水分子の運動が最も緩慢で安定している４℃付近であることが生成効率を高めるために有効となる。いずれにせよ、分子水和オゾン水といえるほど安定化させたオゾン水であることを基本として、濃度低下、即ちオゾンが分解して酸素に変化することを抑制する方法を合わせて、本目的に適合させることが重要である。

　オゾンの酸化特性は水分子と深い関連性を有する。例えば、オゾンガスと有機性ガス（例として臭気）を乾燥した気相環境で接触反応させた場合には、その酸化反応はあるものの、比較的長い作用時間が必要となる。しかし、同様の条件で加湿し水分子の浮遊・接触する条件を与えると即座に作用して酸化反応を終える。

　次に、本発明において使用されるオゾン分子を含む分子水和オゾン水について説明する。本発明では、原水中にオゾン分子を溶存させて生成される分子水和オゾン水を用いるが、以下の説明では原水中にガスが著しく多量に溶存された、さらに安定化された気液混合水である、ガス分子水和水（Gas hydration water molecules）について解説し、ガス分子の種類は限定していない。ガス分子水和水の中でガス分子の種類をオゾン分子に限定したものが上述した分子水和オゾン水に該当する。

　まず、一般的なクラスレート（Clathrate）、ハイドレート（Hydrate）の概念について説明する。クラスレートとは、所定の化合物の結晶格子によって作られた空間の中に、他の物質原子や分子が入り込み、共有結合などの結合によらず安定な状態で存在している物質として一般的に知られている。包接化合物（「包摂」、「抱摂」などの表記もある）とも呼ばれる。例えばシリコンクラスレートの場合、所定のシリコンの結晶構造（様々なタイプがある）の中にアルカリ金属などのゲスト原子が封じ込められた状態で存在する。

　また、ハイドレート（ガスハイドレート）とは水包接化合物とも呼ばれ、水素結合による水分子で構成される立体網状構造の間隙中に、他のガス分子が入り込んだ状態で存在している物質として一般的に知られている。特によく知られているメタンハイドレート（Methane hydrate）は、水分子で構成される立体網状構造の間隙中にメタン分子が入り込むことによって形成される見た目が氷、シャーベットのような物質であり、日本近海に大量に存在する天然資源であるため、その有効活用が期待されている。

　メタンハイドレートが海底や凍土の中に固体で存在していることが知られているように、クラスレート、ハイドレートといった物質は、高圧環境、氷結温度域又はそれ以下の低温という条件下で、所定の結晶構造を有する固体物質の形態で存在することが一般的に認知されている。

　一方、本発明の概念を説明する場合にも「ハイドレート」、「クラスレート」といった用語を用いることができるが、本発明による生成物質を意味する場合の「ハイドレート」、「クラスレート」は、上述した一般的に認知されている固体・結晶格子の構造、性質を持たない。

　すなわち、既に説明したように、本発明において母体物質である水はあくまで液体であり、固体・結晶格子等格子間結合した構造ではなく、従来のクラスレート、ハイドレートとはこの点で異なるものであり、本発明の物質はガス分子水和水、または液体ハイドレートとも呼べるものである。結晶化している氷状固体である従来の固相ガス含有物質と、一方で本発明による流動する液相という母体物質状態に基本的差異があるものの、ガスが分子単位で水中に分散されているという点では共通であり、故にガス分子水和水または液体ハイドレートという表現をするものである。

　２００５年、R.J.D.Millerらにより、水にレーザーパルス照射で生じさせた構造変化は、５０フェムト秒以内に失われることが報告されている。（Ultrafast memory loss and energy redistribution in the hydrogen bond network of liquid H₂O; Nature 434, 199-202 , ２００５年３月１０日発表）。すなわち、水の運動変化は極めて短時間の運動であり、時間的に計測可能な限界範囲の領域でも確かな観測が困難であった。また、仮に観測対象の水を取囲む圧力条件に変化が無い状態であっても、水温の変化により運動エネルギーは大きく変動して定量に計測ができないということがあり、常温条件にある水物性の研究の解明を妨げてきた。

　本発明の生成物質であるガス分子水和水の概念図を図１に示す。これは水が絶え間なく運動するその瞬間の分子状態をモデルで示した図である。図１において、水分子Ｈ₂Ｏ中のＨ原子は電気陰性度の大きなＯ原子と共有結合（図中の実線）により結合されており、プラス（＋）の電荷を帯びている（水素イオン）。このＨ原子は、他のＨ₂Ｏ分子中のマイナス（－）の電荷を帯びたＯ原子とも水素結合（図中の点線）により結合している。不純物の無い水においては、図中の各分子以外の領域は非物質空間となり、この非物質空間に、例えばアルコールのような水と水和する物質は入り込むことができるので、水とアルコールを混合した場合の総和量は両者の単純な体積の和より一定量減少する。また、水の分子運動においては、水素結合をしている箇所では、マイナスの電荷を帯びた二つの水分子の酸素原子の間で、プラスの電荷を帯びた水素イオンの渡し合い（キャッチボール）が生じていることが知られている。

　ガスを水に溶かす場合、Ｈ₂Ｏではない他の物質であるガスの分子がアルコールと同様に、非物質空間に許容されて溶存することは溶解と表現される。水に作用する環境圧力の条件と水温条件により溶存ガス濃度は、異なりはするものの、一定の条件下で特定のガスが水に溶存する量は一定量であることが知られている。一方で前述飽和濃度以下の溶解現象では、水分子間の運動エネルギー、すなわち水素結合率に変化が生じることは観測されていない。このことは、従前から知られているガスの溶解作用は、水の水素結合率に変化を生じさせるものではないということである。

　そして、発明者は、一定条件での気液混合による水の処理が、水の水素結合率に明瞭な変化をもたらすというプロセス、かつそのような変化の認められる物質を初めて生成し、物質の存在を明らかにした。すなわち、当該物質である液体ハイドレートにおいては、ガスが分子単位で水分子間に高密度で入り込み、非物質領域を押し広げるため、水分子間の水素結合が成立している比率（水素結合率）が、ガス分子が入り込んでいない水の水素結合率に比べて計測可能な程度まで低下している。

　この配置関係（水分子間の水素結合にガス分子が影響を与える状態の配置関係）は、分子運動により数十フェムト秒～ピコ秒という極めて短時間の単位で崩壊と結合を繰り返して変動し、観測が難しいものである。しかしながら、本発明のガス分子水和水においては当該配置関係が、数時間経過後のサンプルでも計測比較が可能な程に安定し、維持されている。ガス分子が水全体に拡散して高密度に分散存在している故に、当該配置関係に基づく水素結合率の低下が、総量として顕著に観察できる程度に計測が可能であり、また長時間維持されるものと考えられる。また、後述するように、気液混合の生成処理過程でガス分子の拡散作用に付随して水クラスターと称される水分子の塊がガス分子の放射と介在により崩壊する現象によっても水素結合率の低下がもたらされていると推定される。そして、本発明のガス分子水和水においては、溶存ガス濃度が飽和濃度以下の場合においても、未溶存水に比較して水素結合率が明瞭に低下する現象が確認できる。

　本発明のガス分子水和水は水中にガス分子を溶存させて生成され、「水クラスレート」としても把握される。ここで、ガス分子が溶存される前の元の水を「原水」と規定する。原水とは一般の飲料水、工業用水、純水、井戸水など、水として概念されるものは総て含まれ、多少の不純物を含むものも包含する。

　そして、ガス分子が原水に溶存した結果、ガス分子水和水が生成されるが、このガス分子水和水の水素結合率は、ガス分子を溶存させる前の原水の水素結合率よりも小さくなっている。すなわち、ガス分子水和水の中の水分子間で水素結合率が成立している割合が、原水の中で水素結合率が成立している割合に比べて低下しているのである。本発明のガス分子水和水においてはガス分子が水（原水）に溶存した状態で液体の形態を保っているため、本発明のガス分子水和水をガス分子溶存液体と呼ぶことも可能である。

　別の見方をすれば、本発明のガス分子水和水においては、水中の水分子間の非物質空間（電子や中性子などの素粒子以外は本来何も無い空間）に存在するガス分子が増加する事で非物質空間を押し広げ、水分子間の水素結合を消滅させているという現象で把握される。ガス分子が水分子間に入り込み、両者の間での水素イオンのキャッチボールを阻害しているのである。その現象では、ガス分子は水分子間の距離を水素結合エネルギーで水分子を繋げることのできる距離より大きい距離まで拡げており、水分子間の水素結合エネルギーを計測した際にその総量を低下させるに至っている。

　また、本発明のガス分子水和水においては、ガス分子の作用により、水分子間だけでなく水素イオンと他の混入物との間の水素結合による水素結合エネルギーが、原水の水素結合エネルギーより低下しているともいえる。

　さらに別の現象理由として、後述するように、混合処理に於いてガスを液体中に高速かつ高強度の例えばキャビテーション現象を用いて封入する過程で、ガス気泡やガス分子群は爆発し、ガス分子は放射される。後に改めて説明するが、ガス分子の移動する軌道上の水クラスターは、一部が分断され、総量としては水素結合率が低下する程に現象すると考えられる。さらに、放射されて軌道を進んだガス分子は水の抵抗によりそれぞれが停止し、水中の全域に極めて高密度に散在する。この一連の過程で発生する水素結合が切り離される現象（主に水クラスター間での水素結合の消失）と、前述ガス分子が介在して水素結合が成立し難い現象（主に水素分子間での水素結合の消失）の双方の現象の作用により、今回開示する水の性質の変化現象がもたらされていると考えられる。水クラスターを崩壊させる現象が、飽和濃度以下の条件下でも顕著に水素結合率が減少するという結果に繋がっていると考えられる。

　上述したこれらの作用は、後に説明するように、赤外分光法により明瞭に水素結合率が元の水である原水に比べて低下していることが観察できる程度に、高密度、高濃度で液体中に生じており（すなわちガス分子が高密度、高濃度で水中に散乱している）顕著な性質変化を原水に与えている。尚、原水とガス分子水和水と比較とされる要素として水素結合率、水素結合エネルギーなどの概念が提示されているが、比較にあたっては同じ条件下での比較であることが必要である。例えば、ガス分子以外の成分などが同等な原水とガス分子水和水と間での比較が必要とされる。さらに水温を一定にする必要がある。さらに水運動エネルギーは水温が上昇すると激しくなり計測に困難さが増すことから、低水温、好ましくは水の分子密度が最も安定するといわれる４℃に維持して計測することが肝要である。また、より誤差無く変化の程度を観察するためには対象液サンプルを原水、ガス溶存水共に複数計測してそのデータを平均化し、共に平均化したデータを比較することで明瞭な差異を捉える事ができる。その様な条件の下、上述したような水素結合率、水素結合エネルギーなどについて、原水とガス分子水和水との間での観測が意味あるものとなり、かつ両者の間で捕捉可能な差が生ずるのである。

　個々の水分子およびガス分子の動き、分子間ネットワークの状態は微小世界の現象であり、かつピコ秒レベルで絶えず運動変化しているため、直接観察することは不可能である。しかしながら、水全体の水素結合エネルギーを捉えることにより、ガス分子水和水中のガス分子の振る舞いを観察することができる。通常の水においても、分子運動により水分子間の水素結合は発生と消滅を繰返しているが、本発明のガス分子水和水においては水分子間にガス分子が入り込むことにより、水分子間の水素結合が水に比べて大きい頻度（単位時間当たりに水素結合が消滅する回数）で消滅している。

　図２（ａ）は通常の水中における水分子の振る舞いを示す模式図であり、図２（ｂ）は本発明のガス分子水和水における水分子とガス分子の振る舞いを示す模式図であり、図１をさらに広い範囲で見た図に相当する。図２（ｂ）はガス分子がオゾン分子の例を示すが、ガス分子はオゾン分子には限定されない。図２（ａ）に示すように、通常の水中において水分子はナノ秒以下の間隔で水素結合と断絶を繰返す状態を採っている。一方、図２（ｂ）に示すように、ガス分子水和水中においてガス分子は、後述する方式に従って放射状に爆発して拡散し、図１４に示すように水クラスターを貫通粉砕して進み、水の抵抗により停止した場所で水分子の海の空間に維持される。ここで、ガス分子は、周囲に比べ水素結合率の高い水クラスター部を微細化することで結合の一部を消滅させると共に、水素結合の前述のメカニズムにより水素結合の成立条件を妨げて、その一部を減少させる作用をしている。水クラスターについては後にも説明する。

　また、所定の液体が本発明のガス分子水和水に相当するか否かを判定するための方法は特定のものには限定されず、あらゆる方法を採用することができる。簡単な方法の一例として、減圧によりガスを液体から取り出す方法が挙げられる。予め水素結合率などを測定した液体を公知の装置を用いて脱ガスに十分な減圧条件下におくことにより、溶け込んだガス（分子）を強制的に脱気することができる。当該プロセスの結果残った液体（原水）について水素結合率などを測定し、元の液体と比較することにより、判定対象の液体がガス分子水和水であったか否かを判定することができる。

　次に本発明のガス分子水和水の生成にあたって今回採用されているスーパーキャビテーション（Supercavitation）の概念を説明する。一般的なキャビテーションは空洞現象とも言われ、高速で流れる流体（水など）の中の圧力の低い部分が気化して、非常に短い時間に蒸気のポケットが生まれ、また非常に短時間でつぶれて消滅する現象のことをいう。このキャビテーション現象を起こす場所にガスを混合して故意に強度の高い混合を行うことが可能である。スーパーキャビテーションは一般的なキャビテーションをより積極的に大量に発生させ、物体と周囲流体との摩擦を小さくする方法を云う。すなわち、スーパーキャビテーションは高い密度でキャビテーションを起こすことにより、流体の流れ方向の下流域では流体と接触する物質との摩擦抗力を減らす効果も発現する現象である。それはキャビテーションによって物体周りの液体は気化するが、気体の密度が流体である液体よりもずっと小さいため、抗力が減少するという要因による。今回の実施例では、より混合装置内での抵抗を減らしてガスを含んだ液体の流速を速める目的と、キャビテーション作用の強度を高める事でガス気泡の分断効果を増してガス分子が爆発して分子粒となって放射される程度の作用を与える目的で用いた。

　図３はスーパーキャビテーションが生じている状態を示す概念図である。高速で流れる液体（グレーで示した部分）中におかれた物体（黒）の後方にスーパーキャビテーションＳＣが生じる。

　次に図４を参照しながら、本発明に係る分子水和オゾン水を生成する高濃度オゾン水生成装置の構造について説明する。高濃度オゾン水生成装置２０１は、貯留タンク２０２と、気体供給装置２０３と、貯留タンク２０２から取り出した被処理液を貯留タンク２０２に戻す循環系装置２０４と、循環系装置２０４の途中に設けた気液混合装置（ガス分子水和水生成装置）２０５と、溶解促進槽２０６と、貯留タンク２０２に付設した温度保持装置２０７と、を含む。

　図４に示すように、貯留タンク２０２には取水バルブ２０２ｖを介して被処理液としての原水が注入可能である。貯留タンク２０２は取水した原水および後述する循環系装置２０４を介して循環させた気体混合液、すなわちガス分子水和水（分子水和オゾン水）を貯留するためのものである。貯留タンク２０２に貯留された液体は、温度保持装置２０７によって、例えば１～２０℃の範囲に保持されるようになっている。この範囲に温度設定することにより、ガス分子がオゾン分子の場合、ヘンリー定数で説明される温度上昇に伴うオゾンの自己分解現象を抑制し、オゾン溶解及び濃度上昇を効率よく行い、かつ溶解させたオゾンの濃度を低下させないことが可能となる。オゾン以外のガスは殆ど温度上昇による分解という特質を持たないが、水温を高温にしないことである程度の水分子運動の安定性を保持し、結果処理効率を高く維持する事が可能となる。温度保持装置２０７は、条件に応じて省略することも可能である。また、温度設定範囲も、被処理液（原水及び／又はガス分子水和水）や気体（気体群）の種類や性質、さらに、添加物の有無等を総合的に考慮して設定することができる。温度保持装置２０７は貯留タンク２０２から被処理液を取り出すためのポンプ２１１と、取り出した被処理液を冷却するための冷却機２１２とを含み、貯留タンク２０２とポンプ２１１と冷却機２１２との間は被処理液を通過させる配管２１３によって連結されている。

　貯留タンク２０２に貯留される分子水和オゾン水を取り出すための配管１９０が設けられており、当該配管１９０中には、ポンプ１９１とバルブ１９５とが設けられている。原水中に溶け込んでいるオゾンガスが脱気しないようにするためには本来貯留タンク２０２内を陽圧に保持することが望ましいが、本発明においては、貯留タンク２０２内はあえて大気圧に維持されている。このように貯留タンク２０２内を大気圧としておくことで、配管１９０から利用のために取り出される分子水和オゾン水の濃度は、ほとんど低減することがない。

　上記構成によって、貯留タンク２０２に貯留された被処理液は、ポンプ２１１の働きによって貯留タンク２０２から取り出され、冷却機２１２に送られる。冷却機２１２は送られてきた被処理液を所定範囲の温度に冷却して貯留タンク２０２に戻す。ポンプ２１１は、図外にある温度計によって計測された貯留タンク２０２内の被処理液の温度が所定範囲を超え冷却の必要があるときにのみ作動するようになっている。貯留タンク２０２を設けることにより、被処理液を一旦貯留することによって上記冷却を可能にするとともに、被処理液を安定状態に置き、これによって、例えばガス分子がオゾン分子の場合、被処理液に対するオゾンの状態を保持しつつ、溶解を熟成類似の作用によって促進させることができる。なお、寒冷地等において被処理液が凍結する恐れがある場合は、上記冷却機の代わりに、又は、上記冷却機とともにヒーター装置を用いて被処理液を加温するように構成することもできる。

　本実施形態における気体供給装置２０３は、所定のガスを生成し供給するための装置である。基本的に気液混合装置２０５はキャビテーション発生に伴う真空現象を生じさせ、供給ガスは気体供給装置２０３から陰圧で吸引されるが、さらに必要に応じて圧搾等を行った後に供給することも可能である。必要なガスの量を供給可能なものであれば、気体供給装置２０３が作用するガスの発生原理等に何ら制限はない。

　本実施形態に係る気体供給装置２０３としては、オゾナイザーが用いられている。オゾナイザーである気体供給装置２０３には、酸素ガスボンベ１８１から酸素が、また、窒素ガスボンベ１８２から窒素が供給され、気体供給装置２０３内で酸素９９．５％、窒素０．５％の混合割合で５０ｋＰａ～２００ｋＰａとされた上で、放電によってオゾンが発生させられる。

　気体供給装置２０３によって生成されたオゾンガスは、気体供給管２１７の途中に設けたニードルバルブ２１８と逆止弁２１９を介して気液混合装置２０５に供給されるようになっている。また、気体供給管２１７中には、気体供給装置２０３側に第１ガス圧力計２２３が、気液混合装置２０５側に第２ガス圧力計２２４が設けられており、ニードルバルブバルブ２１８の前後でオゾンガスの圧力をモニタすることができるようになっている。

　なお、被処理液に混合する気体が、たとえば、大気であれば、圧搾空気装置（コンプレッサー）等がこの気体供給装置の主要構成要素となる。複数種類の気体を混合する場合には、各気体を生成又は採取等する装置を用いる。

　次に、図４および図５を参照して気液混合装置（ガス分子水和水生成装置）２０５の詳細について説明する。気液混合装置２０５はエジェクターとも呼ばれ、先述したように、発明者が水中のより微細な気泡を得ることを目指す過程で、その調整をすることにより得られた構成を持つ。気液混合装置２０５は、ベンチュリ管２３１と、ガスを供給する気体供給部としての気体供給パイプ２３９とを含む。

　本実施形態の気液混合装置２０５はさらに磁気回路２４３を含む。ベンチュリ管２３１と気体供給パイプ２３９は、透磁性のある合成樹脂材により一体的に構成されている。ベンチュリ管２３１は、上流側（図５の矢印Ａ１側）から送られた被処理液を下流側（図５の矢印Ａ２側）へ通過させるためのパイプ状の外観を有し、被処理液は矢印Ａ１からＡ２に沿った軸線方向（長手方向）に流れる。ベンチュリ管２３１を長手方向に貫くようにベンチュリ管２３１内部に画定された中空部には、上流側から下流側に向かって上流側大経路２３２、絞り傾斜路２３３、小径路２３４、開放傾斜路２３５及び下流側大経路２３６が、この順に連通した状態で形成されている。

　上流側大経路２３２は、気体供給パイプ２３９の軸線方向（ベンチュリ管２３１の軸線方向に垂直な方向）に対して所定の第１の角度（例えば５０度など）をもって絞り方向に傾斜する絞り傾斜路２３３を介して小径路２３４に繋げられ、その後、開放傾斜路２３５によって同じく軸線方向に対して所定の第２の角度（例えば３０度など）を持って開放される。開放傾斜路２３５は、上流側大経路２３２と同じ外径の下流側大経路２３６に繋がっている。言い換えると、絞り傾斜路２３３の断面積（流路面積）は小径路２３４に向かって小さくなり、開放傾斜路２３５の断面積（流路面積）は小径路２３４から遠ざかるに従って大きくなっている。すなわち、小径路２３４の断面積（流路面積）はベンチュリ管２３１内で最小となる。一般的に第１の角度＞第２の角度に設定され、絞り傾斜路２３３の傾きは開放傾斜路２３５の傾きより急である。

　小径路２３４にはその軸線方向と垂直に気体供給パイプ２３９が接続され、気体供給パイプ２３９の開口端が小径路２３４の軸線方向の中央部において、小径路２３４に開口している。気体供給パイプ２３９の供給端（小径路２３４に開口した開口端の逆側）には気体供給装置２０３と連通する気体供給管２１７（図４）が接続されている。

　小径路（オリフィス部）２３４の断面積（流路面積）はベンチュリ管２３１内で最小であり、絞り傾斜路２３３から小経路２３４に送出しされる被処理液は、急激な流路面積の減少によりきわめて高い圧力にさらされる。小経路２３４を通過した後、被処理液は小径路２３４から遠ざかるに従って断面積の大きくなる開放傾斜路２３５に突入し、高圧から開放されるため、小径路２３４の軸線方向の中央部又はその下流側近傍は、被処理液の圧力変化によって真空又は真空に近い状態になる。気体供給パイプ２３９の供給端に及んだガスは吸引され（被処理液の吸引圧力作用）、乱流化した被処理液内に散気される。この現象がキャビテーションである。なお、小径路（オリフィス部）２３４通過時点の水流の速度は毎秒約２３ｍであるが、１ナノ秒あたりに換算すると２０ｎｍという高速度である。

　ベンチュリ管２３１には、磁気回路２４３がネジ（図示を省略）などにより固定されている。磁気回路２４３は、ベンチュリ管２３１を挟んで対向する一方の磁石片２４５及び他方の磁石片２４６と、一方の磁石片２４５と他方の磁石片２４６とを連結するとともに、ベンチュリ管２３１への磁石片取り付けの機能を有する断面Ｕ字状の連結部材２４８と、により構成される。磁気回路を組むことにより磁場がエジェクターではない混合装置周囲に向けて無益に放出されることを防ぐ。磁石片２４５と磁石片２４６は、小径路２３４及び／又はその近傍（特に小径路２３４の下流側）をその磁力線（磁界）が可能な限り小経路２３４を中心としたエジェクター部管内の流水域全域に最も多く通過するように配されるのが好ましい。被処理液（水）とガスの双方に磁力を作用させることによって、被処理液に対して最も効率よくガスを溶解させることができると考えられるからである。

　磁石片２４５及び磁石片２４６は、ネオジウム磁石などによって構成されるが、磁石の種類は特に限定はされない。連結部材２４８は、磁束漏れを抑制して磁力作用が被処理液等にできるだけ集中するように、磁力透磁率（μ）の大きい部材（たとえば鉄など）によって構成される。

　気液混合装置２０５により生成された分子水和オゾン水は、配管２７４を経由して溶解促進槽２０６に送られる。溶解促進槽２０６は円筒形状に構成され、ガスの水への溶解を促進するものである。溶解促進槽２０６を経由した分子水和オゾン水は、気液分離装置２６５に送られる。気液分離装置２６５は、被処理液と、この被処理液から脱気するガスとを分離排出するための脱気構造として機能する。気液分離装置２６５によって分離されたガスは、気体分解装置２６７によって分解して無害化した後に装置外部に放出される。

　循環系装置２０４は、気液混合装置２０５を通過したガス分子水和水を循環させて再度、気液混合装置２０５を通過させる機能を有している。再度、気液混合装置２０５を通過させるのは、既にガスを溶解させた被処理液（ガス分子水和水）に再度ガスを注入することによって、ガスの溶解度と濃度をさらに高めるためである。循環系装置２０４は、ポンプ２７１を駆動源とし、貯留タンク２０２と溶解促進槽２０６を主要な構成要素とする。すなわち、ポンプ２７１は、貯留タンク２０２から配管２７０を介して取り出した被処理液を逆止弁２７２及び配管２７３を介して気液混合装置２０５に圧送する。圧送によって気液混合装置２０５を通過した被処理液は、配管２７４及び溶解促進槽２０６を抜け配管２７５を介して貯留タンク２０２に戻される。循環系装置２０４は、上記した工程を必要に応じて繰り返して実施可能に構成してある。循環させる回数は、生成しようとするガス分子水和水のガス溶解度やガス濃度等を得るために自由に設定することができる。なお、配管２７５の途中にはバルブ２７６が設けられ、バルブ２７６の開閉によって気液混合装置２０５の小径路２３４を通過させる被処理液の水圧を制御するために用いられる。

　気液混合装置２０５の前段の配管中には、被処理液の流量を検出する流量計２２０と、当該配管内の圧力を検出する第１圧力計２２１と、気液混合装置２０５に送出する被処理液の流量を制御する電磁バルブ２２５とが設けられている。また、気液混合装置２０５の後段の配管２７４中には、被処理液の流量を配管２７４内の圧力を検出する第２圧力計２２２が設けられている。

　次に、スーパーキャビテーションを発生させる主要部として機能する気液混合装置２０５について、図５、図６を用いて改めて説明する。気液混合装置２０５はエジェクターとも呼ばれ、発明者が水中のより微細な気泡を得ることを目指す過程で、その調整をすることにより得られた構成を持つ。

　気液混合装置２０５よって得られることが判明された作用、すなわちスーパーキャビテーションを発生させるメカニズムを、図５、図６を用いて説明する。図５の矢印Ａ１に示すように、上流側大経路２３２を通過した被処理液（以下「水」で説明する）は、絞り傾斜路２３３を通過するとき圧縮され、水圧が急激に高まり、圧力衝撃波が液体と液体に含まれるガス気泡、ガス分子に加えられる。同時に水の通過速度も急激に上昇する。水の圧力、速度は、小径路（オリフィス部）２３４を通過するときにピークに達する。

　小径路（オリフィス部）２３４を通過する水は、高速、高圧で小径路２３４を通過する。小径路２３４を通過した後、水は開放傾斜路２３５に送出されるが、開放傾斜路２３５に送出された後も慣性の法則により、水は依然として高速で移動する。ところが、水が移動する経路の容積（開放傾斜路２３５の流路面積）は急速に増大するため（小径路２３４→開放傾斜路２３５）、水の中に減圧現象とともに高い真空環境が実現される。この現象により、水には小径路２３４に接続された気体供給パイプ２３９内のガスを小経路２３４内に吸引する（引き込む）吸引圧力が生じ、当該吸引圧力の作用により、気体供給パイプ２３９から小経路２３４を介してガスの気泡が水に供給され、気液混合液が生成される（図６（ａ））。

　そして、図６の（ｂ）に示すように、小径路（オリフィス部）２３４の高圧の圧力衝撃波のため、気泡は圧縮され、キャビテーションが発生して図６の（ｂ）に示すように、気泡は分断され微細化する。

　図６（ｅ）は流速のイメージを示す模式図である。この爆発粉砕から放射し、拡散して止まる迄の現象においては、強力な磁場の中で行われるので生成効率が高い。また、小経路２３４を通過する水の速度が速ければ速いだけ高密度なキャビテーション、即ちスーパーキャビテーションの密度が高まる。

　上述で記載した生成過程に加えて、一度スーパーキャビテーションのプロセスを経た気泡で、タンク内で浮いてしまわない程度に細かな数十μｍ以下の気泡は、再度スーパーキャビテーションのプロセスに突入して、繰返しスーパーキャビテーションの作用を受ける。

　従来ハイドレート、クラスレートとして知られてきた物質は、水分子で構成される立体網状構造の間隙中に、他のガス分子が入り込んだ状態で存在している物質のことである。そして、水分子間に格子間結合が生じている氷、またはシャーベット状の固体であり、その生成プロセスは極めて高圧、低温下で行われるものであって、液層では発現しない。一方、本発明によるガス分子水和水は、例えば２０℃、大気圧下といういわば常温・常圧下で生成可能なものであり、後述する微細化された水クラスター部が存在し、水分子間に格子間結合が生じていない液相下において、水分子間にガス分子が入り込んでいる。このように、本発明のガス分子水和水は、生成物としてのその形態および性質ならびに生成プロセスの観点から、従来のハイドレート、クラスレートは全く異なるものとして観念される。

　なお、今回のガス分子水和水の生成にあたっては、スーパーキャビテーションの概念を採用した装置を用いたが、この概念、装置はあくまで生成方法の一例である。本発明のガス分子水和水は、これらの装置によって生成された液体には限定されないし、スーパーキャビテーションの概念によって生成された液体にも限定されない。ガス分子を原水の水分子間に溶存させることができる程度に水を分子レベルで分断し、及びガスを分子単位で放射溶存させ得るものであれば、生成の技術は特に限定はされない。

　以上のような構成を有する高濃度オゾン水生成装置２０１によって数種類のオゾン水を生成したので説明する。

　酸素ガスボンベ１８１及び窒素ガスボンベ１８２を用いて、純酸素ガス３．９５Ｌ／ｍｉｎと、純窒素ガス０．０５Ｌ／ｍｉｎとを、気体供給装置２０３である株式会社荏原製作所製オゾナイザーＯＺＣ‐２に流入圧力０．７５ＭＰａで供給する。

　オゾナイザー（気体供給装置２０３）では放電により酸素を高濃度オゾンガス（２１０ｇ／Ｎｍ³）に変化させる。その後ニードルバルブバルブ２１８により、同バルブの上流の第１ガス圧力計２２３が０．７５ＭＰａとなるように調整すると共に、第２ガス圧力計２２４を参照することにより気液混合装置２０５に至る下流が所望の陰圧になるように必要分高濃度オゾンガス流量を絞り込む。

　次に、被処理液側の流れについて説明する。貯留タンク２０２に導入された純水（１８ＭΩ／ｃｍ）は、ポンプ２７１により気液混合装置２０５に供給され、気液混合装置２０５にて超高濃度オゾンガスを混合された後に貯留タンク２０２（水量５０Ｌ）に戻る。

　気液混合装置２０５は小径路２３４のオリフィス径が２．１ｍｍのものを選定しており、ポンプ２７１は適正な流量になるようインバーター制御とする。ポンプ２７１により流量・水圧を増加させると小径路（オリフィス部）２３４でのガス吸引力が増加して、高濃度オゾンガスの流量調整用のニードルバルブバルブ２１８より下流のガス圧が真空圧に近づくと共に、気液混合装置２０５の小径路（オリフィス部）２３４直下流での混合は激しくなり、高濃度オゾンガスは純水中に激しく混和される。

　気液混合装置２０５は、磁気回路２４３により小径路（オリフィス部）２３４に磁場強度４３００ガウス（中心磁場）で水の流路と直行する磁気方向で照射される構造とし、磁気の作用により超高濃度オゾンガスが純水中により細かく分散させられる構造とした。

　超高濃度オゾンガスの流路には、上流（オゾナイザー側）に第１ガス圧力計２２３、下流（気液混合装置２０５側）にも第２ガス圧力計２２４（陰圧、陽圧が共に計測できるもの）を配置し、ニードルバルブバルブ２１８の開閉により所望の真空度で超高濃度オゾンガスが吸引される形態になっている。

　また気液混合装置２０５を通過する水流量は、流量計２２０（エフェクター社製電磁誘導式流体センサー）を配置してポンプ２７１、電磁バルブ２２５により調整した。オゾンを溶け込ませる側の原水（純水）の循環流量は流量計２２０により計測される。

　オゾン水のサンプル採取は、高濃度オゾン水生成装置２０１によってオゾン分子水生成開始から１０分後（超高濃度オゾンガス供給総量４０Ｌ：純水５０Ｌ）で実施した。表１には、高濃度オゾン水生成装置２０１によってオゾン水を生成した際の各種パラメーターを示す。高濃度オゾン水生成装置２０１によって生成したオゾン水は、本発明で用いた分子水和オゾン水も含めてサンプル名Ａ乃至Ｌの１２種類である。表１中、１次側圧力［ｋＰａ］は第１圧力計２２１の読み値であり、２次側圧力［ｋＰａ］は第２圧力計２２２の読み値であり、流量［Ｌ／ｍｉｎ］は流量計２２０の読み値であり、ガス圧力［ｍｍＨｇ］は第２ガス圧力計２２４の読み値であり、ガス流量［Ｌ／ｍｉｎ］は酸素ガスボンベ１８１及び窒素ガスボンベ１８２で設定される流量の合算値である。

　また、比較例としてウルトラファインバブルのオゾン水も同様に１０分処理（超高濃度オゾンガス供給総量４０Ｌ：純水５０Ｌ）で作製した。オゾン水の生成にはＩＤＥＣ社製ｕｌｔｒａｆｉｎｅＧａＬＦ　ＦＺ１Ｎ－０５Ｓを用い、本発明に用いた高濃度オゾン水生成装置２０１と同じ高濃度オゾンガスを供給しウルトラファインバブルオゾン水を生成した。このとき水量はタンク容量５０Ｌとして、毎分４Ｌのオゾンガスを混合してサンプル水を得て、これを計測した。なお、ウルトラファインバブルオゾン水のサンプル名を「ＵＦＢ」とする。

　次に、本発明における分子水和オゾン水の実態を探るべく行われた赤外線照射による分析実験について説明する。一般的に物質の解析、同定には通常の顕微鏡、Ｘ線照射やラマン分光照射、レーザー光照射を行い、これにおける散乱光ピークシフトの観測などが用いられる。図４、図５の装置により得られたオゾン水について、種々の観測方法により、その実態、特に水中のオゾンガス気泡についての観察が試みられた。

　本発明のように水中にオゾンガスが分子レベルで溶存されている状態を観測するためには、もとの水（原水）に比べて水中の水素結合率に変化がもたらされている（水素結合率の低下）ことが観測されなくてはならない。Ｘ線照射方式は結晶体の計測には適するものの流動性のある液体の計測には適して居らず水素結合の状態を観測することはできなかった。ラマン分光照射では光線の特性が水計測に最適とは言えず、精度（分解能）の点から不足があり明瞭な差異に関する計測結果は得られなかった。そこで、赤外線照射による分析実験により、本発明の分子水和オゾン水の観測を行った。

　以下、赤外線照射による分析実験の内容について説明する。本実験は、いわゆる赤外分光法（せきがいぶんこうほう、infrared spectroscopy）であり、測定対象の物質に赤外線を照射し、透過（あるいは反射）光を分光してスペクトル（スペクトルピーク）を得て、対象物の特性を知る方法をいう。

　赤外線分析実験の実施にあたってはPerkin Elmer社製、フーリエ変換赤外分光分析装置（「赤外分光光度計」ともいう）Spctrum-one system Bを用いた。汎用品としての本装置は、図７（ａ）に示すように光源から発射された赤外線を、鏡とプリズムを通過させ、検体である液体（分子水和オゾン水）に照射し、液体によって反射された赤外線をプリズムと鏡を通過させて受光部に導入して、その変化を計測するものである。

　すなわち、フーリエ変換赤外分光分析装置３００は、Ｌ字型に屈曲された鏡３０１と、プリズム３０２と、検体配置用台座３０３とを備えている。検体配置用台座３０３の上面面中心には検体充填孔３０３ａが設けられ、検体配置用台座３０３の上面に検体である液体Ｌをスポイドなどによって落とすことにより、液体Ｌが検体充填孔３０３ａを満たす。

　観測にあたっては光源から発射された赤外線ＩＲ１がＬ字型鏡３０１の第１面によって反射されてプリズム３０２に導かれる。プリズム３０２内に突入した赤外線ＩＲ１は、検体配置用台座３０３の検体充填孔３０３ａに導かれ、検体充填孔３０３ａ内の液体Ｌによって特性の異なる赤外線ＩＲ２に遷移するとともに液体Ｌによって反射され、プリズム３０２内を進行し、プリズム３０２から出射される。プリズム３０２から出射した赤外線ＩＲ２は、Ｌ字型鏡３０１の第２面に到達するとともに第２面によって反射され、図示せぬ受光面に導かれる。赤外線ＩＲ１と赤外線ＩＲ２の特性の違いを解析することにより、液体Ｌの実態を観測することができる。

　しかし、このような汎用品の構成では検体である液体Ｌが、直径１０ｍｍ程度の円形すり鉢状に凹んで形成された検体充填孔３０３ａに滴下された状態での観測となり、検体配置用台座３０３の上面で外界にさらけ出された部分と通じている。この部分の体積は大きくないため（数滴程度の滴下容量）、検体充填孔３０３ａ内の部分も含んだ滴下された液体Ｌの全体の温度が装置周辺の温度（室温）と瞬時に同調し、室温（２８℃程度）まで上昇した。この環境下での計測では水の分子運動が余りにも激しく、赤外線分析の解析性能では試験結果の評価は困難であった。

　そこで発明者は、本発明の液体観測にあたって、水温を低下させて水が最も高密度となる３．９８℃付近の温度に液体を保持することと液量を増やすことで対象液が検出装置接触部位との接触で変化することを避ける事が肝要と考え、図７（ｂ）に示すように保持器３０４を用意し、検体配置用台座３０３の上面に配置した。即ち、生成した液体（ガス分子水和水）を観測前に冷却しておくことにした。フーリエ変換赤外分光分析装置３００の検体配置用台座３０３と保持器３０４を氷嚢を用いて観測前に０℃近くまで冷却した。加えて、室温（装置のある室内は２８℃であった）による水温の上昇を可能な限り防止するため、検体配置用台座３０３の上面に液体を、保持器３０４を用いて保持することができるようにすると共に、２０℃の常温で生成したサンプル液を一端密閉容器で冷却して０℃近くに冷却した。観測時間中に瞬時の水温上昇が起こらないように保持器３０４に注入するサンプル液の量を１０ｍｌに増加させた。

　図７（ｂ）の構成では、観測中のクラスレートの温度上昇が抑制され、１～２℃程度から１０℃未満の温度帯、即ち水分子運動が抑制され、水素結合率の変化を解析できる程度の状態を維持した観測（水分子運動の抑制と水温変化による条件の変動が無い観測）が可能となった。

　次に分析の詳細および結果を説明する。実際の分析にあっては、各サンプルにおいて、観測開始時０℃付近から温度を１℃ずつ上昇させるたびに赤外線の吸光度の測定を行い、１０℃まで測定を行った。図８は、原水の赤外線分析の観測結果を示す測定データである。最上部の測定値が水温１０℃のときのもので、以下１℃ずつ低下した状態のものを記載している。測定開始時点の水温でのデータは最下部のデータであり、計測順序としては下方から１℃上昇する毎に測定値を記録して全ての測定されたデータが表示されている。横軸の単位はカイザー（ｃｍ^-1）であり、赤外線の振動数に該当する。縦軸は赤外線の吸光度の各データ間での相対的な強度に対応したものであり、単位はない。

　一般論として、赤外線分析による水の代表的な吸光度のピーク（以下、「ピーク」と記す）は３４００カイザー付近（詳しくは３２００カイザーと３６００カイザー）に得られるとともに、１６００カイザー付近にも特有のピークが得られる。３２００カイザー付近のピークは水素結合の状態に対応するものである。３６００カイザー付近のピークは、水分子内の酸素原子と水素原子の結合（共有結合）の伸縮に対応し、３２００カイザー付近のピークは、水分子同士の水素結合とその他の分子（ガス分子）同士間の結合の量に対応する。

　次に、総てのサンプルを平均して０℃から１０℃という水分子運動の比較的安定した温度領域について計測データを平均する。図９は、このようにして得られた原水の測定データの平均（上段）とＵＦＢ水の測定データの平均（下段）を例示している。

　上記のように総てのサンプルを平均して０℃から１０℃という水分子運動の比較的安定した温度領域について計測データを平均し、原水とガス溶存液のデータを比較する方法で検討する。分析対象となるガス溶存液から、ガスを溶存させていないコントロールとなる原水を差し引く方式で差異を確認した。例えば、図１０はＵＦＢオゾン水（平均）から原水（平均）の測定データを差し引いた値を示すグラフである。また、図１１はサンプル名Ｌのオゾン水（平均）から原水（平均）の測定データを差し引いた値を示すグラフである。

　表２に、サンプル名ＵＦＢ、Ａ乃至Ｌの赤外線分析による結果を示す。

　水素結合エネルギーの減少値の算出は次の通りである。まず、赤外分光分析装置のデータで、４０００カイザーから３７００カイザーの平均値（ベースライン１（表中吸光度平均４０００～３７００））を求め、次に２８００カイザーから２０００カイザーの平均値（ベースライン２（表中吸光度平均２８００～２０００））を求めてこれらを平均し表中の「吸光度平均」とした。また、３７００カイザーから２８００カイザーの間の最大（マイナス側の最大値）を把握した（表中の「最大高さ」）。その上で、各サンプルから原水の平均データを差し引いて、ピーク強度の最大値（減少率）を把握した。

　この水素結合エネルギーが減少する程度は、一方で同じ性状のサンプルで測定した動的光散乱光度計により求められた微細な気泡が多量に発生していることと符号した。

　なお、一般論として最大吸収ピーク強度の定義を次のように考えることもある。
・２８４３カイザー以上２８５３カイザー以下の範囲の吸収ピーク強度の最大値（Ｐａ１）を算出する。
・３０５０カイザーと２６００カイザーの吸収強度の平均値（Ｐａ２）を算出する。
・２８４３カイザー以上２８５３カイザー以下の範囲の最大吸収ピーク強度Ｐａを、Ｐａ１－Ｐａ２により算出する。

　水中にオゾンガス分子を溶存させて生成される分子水和オゾン水は、赤外分光法により測定される水分子間の水素結合のピークが、水に比べて小さいガス分子水和水が得られたことが確認された。言い換えると、本発明の分子水和オゾン水においては、水分子間の水素結合のピークが、水に比べて小さいことが赤外分光法により観測されるほど、オゾンガス分子が水全体に高密度に分散している。

　ここで、表２中のオゾン水試料のうち、原水に比較して、オゾン水の水素結合エネルギーのピーク強度最大値が－０．００２１より小さい（差分の絶対値では｜－０．００２１｜より大きい）サンプルＤ乃至Ｌのオゾン水試料は、除染のためのオゾン水として好適に利用することができた。

　なお、上記観測方法においては、オゾン水の冷却に検体配置用台座３０３と保持器３０４とを用いたが、オゾン水を観測に適した所定温度以下に冷却し、保持する冷却装置があれば、とくにその形態は限定されない。観測に適した条件であれば、冷却温度、観測するサンプル液の量などの諸条件は特に実施形態のものには限定されない。

　さらに発明者は、先述したように、ガス分子が原水、原液に分散した結果、当該原水、原液中の水分子のクラスター（水クラスター部）の状態を変えていることを見出した。独立行政法人理化学研究所のプレスリリース「均一と考えられていた液体の水に不均一な微細構造を発見」（http://www.riken.go.jp/r-world/research/results/2009/090811/index.html）にも記載があるように、均一な液体であると長らく考えられてきた水の中には微細な構造（不均一性）が存在することが知られている。大型放射光施設Ｓｐｒｉｎｇ－８のＸ線ビームラインＩＢＬ４５ＸＵ小角散乱と高精度ラマン光分析装置等による解析の結果、水の密度の不均一性が水の中の２種類の微細構造によるものに由来することがわかった。すなわち密度の不均一性は、「氷によく似た微細構造」が「水素結合が歪んだ水分子群」の海の中につかっている水玉模様のような微細構造をしているために生じている。

　ここで、「氷によく似た微細構造」は周囲に比べて水分子が高い密度で集まった状態であり、一種のクラスター構造を形成している。このことは、水分子をフェムト秒の単位で計測することにより観測されるものであり、クラスター構造はきわめて短い時間で生成・消滅を繰返していることが理解される。この高い密度で集まった水分子群の状態、すなわち水たまの玉の部分は、他の分子が低密度に存在する水領域に比較して水素結合率が高いといえる。

　図１４（ａ）は、通常の水（原水）における水クラスターの状態を示す模式図であり、数十個程度の水分子の塊が、ナノ秒以下の速度で構成を変え続けている。図１４（ａ）では、水クラスター部を円環状のクラスター域で模式的に表している。環状のクラスターを（Ｈ₂Ｏ）ｎで表す場合、水分子Ｈ₂Ｏの数であるｎが例えば３から６０までのものについて検討がされているが、特にｎの範囲は限定されない。そして、各水分子の単独での運動も存在するが、このように葡萄の房のような状態に水分子が集合したクラスター（以下、「水クラスター部」と呼ぶ）も水中で生成されるとともに、独自の動きを示す。

　一方、図１４（ｂ）は、本発明の分子水和オゾン水における水クラスターの状態を示す模式図である。上述したとおり、本発明ではガス分子の爆発、拡散時に多量のガス分子が原水の水分子の海を貫通して横切るが、当該ガス分子の作用により、図１４（ａ）に示された水クラスター部は分断され細分化される。図１４（ｂ）では、細分化された水クラスター部（微細化された水クラスター部）を、楕円環状のクラスター域で模式的に表している。その後、ガス分子は水分子間に存在することとなる。すなわち、図１４（ｂ）の分子水和オゾン水においては、原水中においてガス分子を溶存させることにより、水分子が周囲に比べ高密度に集合した原水中の水クラスター部が破砕され、図１４（ａ）の原水に比較して水クラスター部が微細化されている。結果的に、本発明の分子水和オゾン水においては、水クラスター部の水分子の平均数は、原水中における水クラスター部の水分子の平均数より少ないこととなる。さらに、ナノ秒単位で変化する水クラスターにガス分子が高密度に介在することにより、大きな水クラスター部を形成することがされ難い状態が維持され、微細化された水クラスター部が保持される。結果、本発明の分子水和オゾン水においては、未処理の原水に比べると平均して水クラスター部の小さな状態を長時間保持することが可能となる。

　本発明の分子水和オゾン水において微細化された水クラスターが保持されるということは、原水に比べて高密度に水分子が存在する領域が減っていることを意味する。このことは、水分子間の距離が平均的に遠くなり、結果的に分子水和オゾン水の水素結合率は原水の水素結合率より低下することを意味する。すなわち、本発明において、水素結合率の低下を生じさせるガス分子の作用は、単に水分子間に存在して当該水分子間の水素結合を弱める（水素結合エネルギーを低下させる）という作用のみではない。ガス分子は、原水の水クラスター部を破壊して微細化し、微細化された水クラスター部を保持するという作用を奏することによっても水素結合率の低下という効果を生じさせている。したがって、本発明の分子水和オゾン水が生成される条件として、溶存されたガスの量が飽和濃度に達していることは必要ではなく、既に説明した生成プロセスのように、一定の生成条件の下では、ガスの量が飽和濃度以下の場合であっても分子水和オゾン水が生成可能である。

　次に、サンプル名ＵＦＢ、Ａ乃至Ｌのオゾン水について気泡の粒径測定を行ったので、これについて説明する。測定に用いた装置は大塚電子株式会社製ＥＬＳＺ－２０００ＺＳであり、動的光散乱法により気泡の粒径測定を行った。測定結果の例として、図１２にはＵＦＢオゾン水の気泡径分布の測定データを示し、図１３にはサンプル名Ｌのオゾン水の気泡径分布の測定データを示す。表３には、各サンプルについて、個数分布がピークをとる気泡径を示す。

　粒径測定の結果からは、原水はそもそも微細気泡をいれていない純水であるため除外している。また、ＵＦＢオゾン水は、気泡径ピーク（個数分布がピークをとる気泡径）が１１２８ｎｍであり５０ｎｍよりも微細な気泡は測定できなかった。

　本発明の分子水和オゾン水においては個数分布がピークをとる気泡径が５０ｎｍ未満であることが望ましい。高濃度オゾン水生成装置２０１におけるオゾンガス供給経路の第２ガス圧力計２２４が、３５ｍｍＨｇから－８０ｍｍＨｇの範囲のサンプル（Ａ乃至Ｃ）では、気泡径ピークは１３１９．１から６６．８ｎｍであり、５０ｎｍ以下のデータは計測できなかった。

　第２ガス圧力計２２４のガス圧が‐２００ｍｍＨｇから‐３７０ｍｍＨｇの範囲のサンプル（Ｄ、Ｅ）では、気泡径ピークは４７．４から３９．６ｎｍを示した。さらに‐４８０ｍｍＨｇから‐６４０ｍｍＨｇの範囲のサンプル（Ｆ、Ｇ）では、気泡径ピークは２４．８から２４．６ｎｍとなりより微細化されたファインバブルが多量に発生していることが確認された。

　第２ガス圧力計２２４のガス圧が‐７６０ｍｍＨｇの範囲のサンプル（Ｈ乃至Ｌ）では、気泡径ピークは１２．２から１１．３ｎｍとなり、ほぼ全量が超微細気泡で生成されていることが確認された。

　以上から、高濃度オゾン水生成装置２０１でオゾン水を生成する際、気液混合装置２０５に供給されるオゾンガスの圧力が陰圧であること、さらに望ましくは、オゾンガスの圧力が‐２００ｍｍＨｇ以下であること、さらにより望ましくはオゾンガスの圧力が‐７６０ｍｍＨｇ以下であることが確認できた。

　赤外分光分析装置の測定により得られる水素結合エネルギーの減少作用と、動的光散乱による超微細気泡の発生状態には相関があり、超微細気泡が多量に計測できる状態は、オゾンガス分子が超高密度分散して水の水素結合エネルギーとして減少が把握できる程多量に水中に溶存している状態であることがわかる。

　本発明の分子水和オゾン水において、高濃度オゾン水生成装置２０１でオゾン水を生成する際、気液混合装置２０５に供給されるオゾンガスの圧力が‐７６０ｍｍＨｇ以下であると、効率よくオゾンガス或いはオゾン分子が、２０ｎｍを下回る超微細な気泡で、大量溶存させられる。

　本発明に係るオゾン水供給システム１においては、上記のような高濃度オゾン水生成装置２０１によってオゾン分子を原水中に大量に溶存させることで分子水和オゾン水（以下、「高濃度オゾン水」とも言う。）を生成し、所定のオゾン濃度以上の高濃度オゾン水を貯留タンク２０２に貯留しておく。そして、必要に応じて、貯留タンク２０２から取り出した高濃度オゾン水を、原水により希釈し、使用用途に合致したオゾン濃度のオゾン水として提供することを特徴としている。

　高濃度オゾン水生成装置２０１で生成し貯留タンク２０２に貯留する高濃度オゾン水のオゾン濃度は、例えば、少なくとも７０ｐｐｍ以上に設定されている。本発明においては、このような高濃度オゾン水を、原水で希釈することで、所望とするオゾン濃度のオゾン水として、利用に供するようにしている。

　従来のオゾン水製造装置においては、利用に供するオゾン濃度のレベルにまで、オゾン濃度を上昇させた上で、速やかにこれを利用に供するようにしていた。このような利用形態では、利用時におけるオゾン濃度のレベルを担保することは実質的に困難である。というのは、オゾン水を生成する場所から、オゾン水を利用する場所まで、オゾン水を移送する必要があり、このような移送の間に、オゾン水の濃度が漸減してしまうからである。

　一方、本発明に係るオゾン水供給システム１においては、貯留タンク２０２に、濃度レベルとして相当の余裕を有する高濃度オゾン水を貯留しておき、これを原水で希釈することで、所望とするオゾン濃度のオゾン水として利用する。このような利用形態によれば、利用時におけるオゾン濃度のレベルを十分に担保することが可能となる。

　なお、ここで、貯留タンク２０２に貯留する、相当の余裕を有する高濃度のオゾン水は、利用時におけるオゾン濃度の１．２倍以上であることが好ましい。さらにより好適には、貯留タンク２０２に貯留する、相当の余裕を有する高濃度のオゾン水は、利用時におけるオゾン濃度の１．５倍以上であることがより好ましい。

　図１５を参照して、高濃度オゾン水生成装置２０１で生成し貯留タンク２０２に貯留されている高濃度オゾン水を、原水で希釈して畜産用給水器４００に供給するオゾン水供給システム１の例を説明する。図１５は本発明に係るオゾン水供給システム１を畜産用給水器４００に適用した例を示す図である。

　ところで、特許第６３５２１３０には、オゾンハイドレートを水中で分解させると共に水中にオゾンを溶解させてオゾン水とするオゾン水製造技術に関する記載がある。しかしながら、このようなオゾン水製造技術は、本発明に係るオゾン水供給システム１と下記の各点で相違することに留意する必要がある。（１）当該製造技術では、オゾンハイドレートと称する物体がタンクにおいて、非常に低い温度で保持された上で、０℃の水と接触されなければならない。（２）当該製造技術では、前記物体を２～３ＭＰａという高い圧力でタンクに保持する必要がある。このような高い圧力の前記物体は漏洩事故などが発生すると非常に危険である。（３）当該製造技術では、２～３ＭＰaもの高圧の前記物体を、大気圧条件下の水に溶解させるが、このようにして生成されたオゾン水の濃度安定性は必ずしもよくない。

　さて、図１５において、水源３は「原水」を供給する源であり、水源３には水道、井戸、河川、湖などが含まれる。原水には、飲料水、工業用水、純水、井戸水など、水として概念されるものは総て含まれ、多少の不純物を含んでいてもよい。

　本発明に係るオゾン水供給システム１には、これまで説明した高濃度オゾン水生成装置２０１を含むものであり、この高濃度オゾン水生成装置２０１も水源３から原水の供給を受けるようになっている。

　主ポンプ５を駆動させることで、水源３から原水を、主配管１０を介して畜産用給水器４００に供給することができるようになっている。また、主配管１０は、分岐しており分岐配管１２を通じて、高濃度オゾン水生成装置２０１にも原水を供給するようになっている。

　高濃度オゾン水生成装置２０１では、原水の供給を受けて高濃度オゾン水を生成し、貯留タンク２０２（不図示）に貯留しておく。貯留タンク２０２（不図示）に貯留されている高濃度オゾン水は、主配管１０と合流する副配管１３から、主配管１０に供給され、主配管１０で原水と混合され、希釈されることで、適切なオゾン濃度のオゾン水が畜産用給水器４００へと供給される。なお、高濃度オゾン水が、副配管１３からの原水と混合され、濃度調整されたオゾン水を、「調整オゾン水」と称することがあるし、単にこれを「オゾン水」と称することもある。

　畜産用給水器４００は、主配管１０と連通した配管４０３を有しており、配管４０３を通じてオゾン水がノズル４２０やピッカー４２５に供給される。ノズル４２０はオゾン水の噴出口となる。

　また、ピッカー４２５は、例えば、豚などの家畜が噛むことで自動給水される仕組みを有する端末器具である。配管４０３の途中には、バルブ４１０が設けられており、これによりピッカー４２５から流出する水量や水勢を調整することができるようになっている。本例では、ピッカー４２５を家畜が噛むことで、適切なオゾン濃度のオゾン水を家畜が飲めるようになっている。このようなオゾン水の濃度としては、４～７ｐｐｍが適切である。

　本発明に係るオゾン水供給システム１において、畜産用給水器４００に対して４～７ｐｐｍの適切なオゾン濃度に調整されたオゾン水を供給する仕組みについて説明する。

　副配管１３が合流した主配管１０の下流には、主流量計１５が設けられており、この主流量計１５を通過する調整オゾン水の流量が計測される。主流量計１５で計測された調整オゾン水の流量に関するデータは、制御部３０に対して送信される。

　また、副配管１３の流路中には、副流量計１７が設けられており、この副流量計１７を通過する高濃度オゾン水の流量が計測される。副流量計１７で計測された高濃度オゾン水の流量に関するデータは、制御部３０に対して送信される。

　また、副配管１３の流路中には、副ポンプ７が設けられており、この副ポンプ７が駆動することで高濃度オゾン水を、副配管１３を介して主配管１０に供給するようになっている。副ポンプ７は、上位の制御部３０からの制御指令に基づいて、駆動量が決定されるようになっている。例えば、副ポンプ７はインバーター制御されるモーター（不図示）で駆動されるよう構成しておき、制御部３０がインバーターに対して制御指令を発することで、副ポンプ７の駆動量が制御されるようにすることができる。

　制御部３０としては、例えばパーソナルコンピューターなどのデータ処理装置を用いることができる。この場合、本発明に係るオゾン水供給システム１としての制御を実行するソフトウエアが当該パーソナルコンピューターにインストールされ、パーソナルコンピューターが主流量計１５や副流量計１７からのデータを受信し、これらに基づいて所定の演算処理を実行した上で、副ポンプ７に対して制御指令を発出するようになっている。

　なお、本実施形態においては、制御部３０としてパーソナルコンピューターなどのデータ処理装置を用いるようにしたが、タブレット型端末などのその他のデータ処理装置を用いるようにしてもよい。また、制御部３０として、オゾン水供給システム１の制御を実行する専用のハードウエアを用いるようにすることもできる。

　上記のように構成される本発明に係るオゾン水供給システム１における制御例を説明する。

　需要先である畜産用給水器４００において、例えば４～７ｐｐｍ程度のオゾン濃度のオゾン水を供給する場合、主配管１０による畜産用給水器４００までのオゾン水の移送に伴うオゾン濃度の漸減分を考慮して、余裕のある高濃度オゾン水を副配管１３から、主配管１０の原水に対して合流させて、オゾン水の濃度を調整する。

　例えば、高濃度オゾン水生成装置２０１における貯留タンク２０２で１００ｐｐｍの高濃度オゾン水が貯留されている場合、この１００ｐｐｍの高濃度オゾン水を、主配管１０の原水に対して混合した直後、（４～７ｐｐｍを超える）１０ｐｐｍ程度のオゾン水となるように副配管１３から混合する。本例で行くと、主配管１０に１０の原水が流れているとすると、１の高濃度オゾン水を副配管１３から混合する。

　本例に基づいて、本実施形態に係るオゾン水供給システム１における副配管１３中の副ポンプ７の制御例について説明する。本例では、原水と高濃度オゾン水とを１０：１の割合で混合して、オゾン水を調製するが、この目的で主流量計１５及び副流量計１７で取得される流量データが用いられる。

　本実施形態に係るオゾン水供給システム１の制御では、主流量計１５及び副流量計１７で取得される流量データのみが用いられることを特徴としている。本実施形態においては、副配管１３から高濃度オゾン水が原水に混合された後の調整オゾン水の濃度は濃度計などで検証することはしない。具体的には、制御部３０は、副流量計１７で計測される流量データが、主流量計１５で計測される流量データの１／１０となるように、副ポンプ７を駆動するように、オゾン水供給システム１の制御のみを行う。

　オゾン水の濃度が厳密である必要がなく、かつ、比較的大量の調整オゾン水が用いられる畜産用給水器４００など用途の場合、主流量計１５及び副流量計１７で取得される流量データのみに基づいて、副ポンプ７を駆動するようにすることが好ましい。

　以上のような本発明に係るオゾン水供給システム１は、高濃度オゾン水生成装置２０１の貯留タンク２０２に貯留されている高濃度のオゾン水を、水源からの原水に対して混合し、所定の濃度に調整されたオゾン水を、需要先に給水するので、このような本発明に係るオゾン水供給システム１によれば、配管などによるオゾン水の移送に伴うオゾン濃度の漸減分にして、余裕のある高濃度オゾン水が用いられることで、需要先での利用時におけるオゾン濃度のレベルを担保することは可能となる。

　また、本発明に係るオゾン水供給システム１において、前記の分子水和オゾン水には、気泡径が５０ｎｍ未満のオゾンが含有されてなる。また、原水に比較して、前記の分子水和オゾン水の水素結合エネルギーのピーク強度最大値は、赤外分光光度計を用いた測定で－０．００２１より小さい。

　また、本発明に係るオゾン水供給システム１においては、貯留タンク２０２中で分子水和オゾン水が２０℃以下とされていることが好ましい。このような温度設定により、貯留タンク２０２中において、温度上昇に伴うオゾン分子の自己分解現象を抑制し、オゾンの濃度を低下させることない。

　一方、本発明に係るオゾン水供給システム１においては、畜産関係で利用する際には、必要に応じて、オゾン水の温度を、３０℃以上４５℃未満とする昇温工程を採用することが好ましい。

　なお、オゾン水を、生物剤や化学剤（後述）と接触させる前の段階においては、オゾン水の温度を、４５℃以上９０℃未満とする昇温工程を採用することがより好ましい。通常のオゾン水では瞬時にオゾンガスが脱気してしまい高溶存濃度のまま生物剤と接触させることができないが、本発明に係るオゾン水は、瞬間加熱してその酸化効果を大幅に上げることができ、より一層の除染効果を期待することができる。ここで、昇温工程に要する時間は６０秒以内とすることが望ましい。

　次に、上記のような本発明に係るオゾン水供給システム１を用いた畜産用給水器４００による効果について説明する。図１６は畜産用給水器４００を導入した豚舎から出荷された豚のと畜検査データである。当該畜検査データは、豚舎から出荷された豚によるものである。

　と畜検査は、獣医師の資格を持った検査員が、と畜場で、と体毎一体一体に対して行う検査である。図１６（Ａ）は当該検査員による各部位の目視検査によって発見された異変箇所の結果を示しており、図１６（Ｂ）は大腸炎による内蔵廃棄率の結果を示している。いずれのグラフにおいても、４月にオゾン水供給システム１を用いた畜産用給水器４００を導入して以降に出荷されたと体について行われたものである。

　図１６（Ａ）によれば、特に「呼吸器系」、「消化器系」において異変箇所が減少していることが分かる。また、図１６（Ｂ）によれば、大腸炎の発生を抑制できることが分かる。これらから、本発明に係るオゾン水供給システム１を、畜産用給水器４００に適用することによる高い効果を確認できた。

　次に、本発明の他の実施形態について説明する。図１７は本発明の他の実施形態に係るオゾン水供給システム１を畜産用給水器４００に適用した例を示す図である。図１７において、図１５と同様の参照符号が付された構成については、図１５のものと同様のものを示しているので、詳細な説明を省略する。

　図１５に示した実施形態では、主配管１０から畜産用給水器４００に供給されるオゾン水の濃度については、必ずしも厳密に管理されていなかった。本実施形態においては、主配管１０において副配管１３から高濃度オゾン水が合流した下流側に、オゾン濃度計１９を設けることで、調整されたオゾン水の濃度に関するデータを取得するようにしている。このようなオゾン濃度計１９としては、例えば紫外線吸収式のものを用いることができる。オゾン濃度計１９で計測された調整オゾン水のオゾン濃度に関するデータは、制御部３０に対して送信される。一方、制御部３０では、目標値とするオゾン濃度が設定されている。

　また、水源３の直下流の主配管１０の流路中には、主ポンプ５が設けられており、この主ポンプ５が駆動することで原水を、主配管１０に供給するようになっている。主ポンプ５は、上位の制御部３０からの制御指令に基づいて、駆動量が決定されるようになっている。例えば、主ポンプ５はインバーター制御されるモーター（不図示）で駆動されるよう構成しておき、制御部３０がインバーターに対して制御指令を発することで、主ポンプ５の駆動量が制御されるようにすることができる。

　また、制御部３０は高濃度オゾン水生成装置２０１に含まれる気体供給装置２０３（オゾナイザー）に対して制御指令を発することで、気体供給装置２０３で生成するオゾンの濃度を制御することができるようになっている。制御部３０が、気体供給装置２０３に対して制御指令を発することで、貯留タンク２０２で貯留される高濃度オゾン水のオゾン濃度を調整することができる。

　本実施形態に係るオゾン水供給システム１では、基本的には、主流量計１５及び副流量計１７で取得される流量データと、オゾン濃度計で計測されたオゾン濃度とに基づいて、オゾン濃度が目標値となると共に、主配管１０から畜産用給水器４００に必要とされる流量の調整オゾン水が供給されるように、主ポンプ５及び副ポンプ７とを駆動するようにすることが好ましい。

　一方、畜産用給水器４００に供給する調整オゾン水のオゾン濃度の目標値（目標値が高い場合）や畜産用給水器４００に供給すべき調整オゾン水の流量（流量が多い場合）によっては、主ポンプ５及び副ポンプ７の駆動量を調整するだけでは、オゾン濃度の要求を満たした十分な水量のオゾン水を畜産用給水器４００に供給することができない可能性がある。

　そこで、そのような場合には、制御部３０は、主ポンプ５及び副ポンプ７の駆動制御のために制御指令を発する共に、高濃度オゾン水生成装置２０１に含まれる気体供給装置２０３（オゾナイザー）に対して制御指令を発することで、貯留タンク２０２で貯留される高濃度オゾン水のオゾン濃度を調整（オゾン濃度を上昇）することで、オゾン濃度に対する要求や、畜産用給水器４００に供給する調整オゾン水の水量に対する要求を満たすようにする。

　以上のような他の実施形態に係るオゾン水供給システム１によれば、先の実施形が有する効果に加えて、需要先で要求されるオゾン濃度のレベルの精度を向上させることができる。

　次に、本発明に係るオゾン水供給システム１を、畜産用給水器４００以外に用いた例について説明する。図１８は本発明に係るオゾン水供給システム１を噴霧器５００に適用した例を示す図である。図１８に図示しないオゾン水供給システム１の主配管１０からは、これまでに説明した調整オゾン水が供給される。先の畜産用給水器４００の例では、例えば、４～７ｐｐｍ程度の調整オゾン水を想定していたが、噴霧器５００に供給する調整オゾン水のオゾン濃度はこれより高いものが想定される。例えば、噴霧器５００に供給する調整オゾン水のオゾン濃度は１００ｐｐｍ程度とすることができる。

　噴霧器５００は、本例では畜舎に設け、畜舎の天井側から調整オゾン水を噴霧するものに基づいて説明するが、噴霧器５００の適用例はこれに限られるものではない。噴霧器５００には、主配管１０からバルブ５１０を介して配管５０３に調整オゾン水が供給される。バルブ５１０の開度の調整により、配管５０３へのオゾン水の供給量が調整される。

　配管５０３の複数箇所には噴霧ノズル５２０が設けられており、この噴霧ノズル５２０は、オゾン水供給システム１から供給された調整オゾン水を噴霧する。噴霧器５００により噴霧された調整オゾン水は、畜舎内の塵埃に含まれる菌やウイルスなどの病原体を殺したり、臭気の原因となる化学物質を酸化することで脱臭したりすることが想定される。

　次に、本発明に係るオゾン水供給システム１の他の適用例について説明する。図１９は本発明に係るオゾン水供給システム１を畜舎における換気システム５５０に適用した例を示す図である。図１９において、点線で囲まれた部分は、排気口５５８の模式的断面図を示している。

　図１９に図示しないオゾン水供給システム１の主配管１０からは、これまでに説明した調整オゾン水が供給される。オゾン水供給システム１の主配管１０から換気システム５５０に供給する調整オゾン水のオゾン濃度は、例えば、１００ｐｐｍ程度とすることができる。

　畜舎には吸気口５５３が設けられており、当該吸気口５５３に取り付けられたファン５５５が回転駆動することで、外気を畜舎内に引き込む。一方、畜舎の天井部には排気口５５８が設けられており、畜舎内の空気を大気に放出するようになっている。ここで、換気システム５５０では、畜舎内の臭気を除去した上で、大気に放出することを想定している。

　このために、換気システム５５０の排気口５５の流路には、流路中に内嵌されたメッシュ部材５７０と、当該メッシュ部材５７０に対して、オゾン水供給システム１からの調整オゾン水を噴霧する噴霧ノズル５６５とが設けられている。噴霧ノズル５６５は、オゾン水供給システム１の主配管１０に接続されている配管５６３に複数設けられており、メッシュ部材５７０にくまなく調整オゾン水を噴霧できるようになっている。メッシュ部材５７０に付着した調整オゾン水は、当該流路を通り抜ける空気中の臭気の原因化学物質と接触し、大気に放出する空気の臭気を除去する。

　メッシュ部材５７０から滴下するオゾン水は、ドレイン５７５で受けられ、不図示の配管を介して適切に廃棄される。

　次に、本発明に係るオゾン水供給システム１の他の適用例について説明する。図２０は本発明に係るオゾン水供給システム１をスクラバー６００に適用した例を示す図である。

　スクラバー６００においては、ファン（不図示）などの送風手段により、吸気口６０３から排出元からの塵埃などが含まれたら浄化対象ガスが導入される。吸気口６０３からスクラバー６００に導入された浄化対象ガスは、スクラバー６００内の空間で浄化され、上部の排気口６０８から排出されることが想定されている。本例では、家畜の糞尿処理の過程で生じるアンモニアや硫化水素などの硫黄系ガスが吸気口６０３から導入される場合に基づいて説明する。

　本例のスクラバー６００では、吸気口６０３から導入されたガスに対して、第１配管６１０に配されている複数の第１ノズル６１５から水が噴霧される。ガスに含まれる塵埃、アンモニアは、噴霧された水に付着または溶解し、水と共にスクラバー６００の底部に落下する。スクラバー６００の底部に溜まった水は、循環ポンプ６１３によって、第１配管６１０中に設けられている第１ノズル６１５に再び供給される。

　図２０に図示しないオゾン水供給システム１の主配管１０から第２配管６２０には、これまでに説明した調整オゾン水が供給される。スクラバー６００の第２配管６２０に供給される調整オゾン水のオゾン濃度は、例えば１００ｐｐｍ程度とすることができる。

　上記のような水の噴霧により、塵埃やアンモニアが取り除かれたガスは、ラシヒリングなどの充填物が設けられた充填層６３０を通過して上昇する。一方、このような充填層６３０に対しては、第２配管６２０に配されている複数の第２ノズル６２５から調整オゾン水が噴霧される。充填層６３０を通過するガスには、硫化水素などの硫黄系ガスが含まれているが、硫黄系ガスは充填層６３０において調整オゾン水と接触することにより、酸化され脱臭される。

　充填層６３０を経たガスは、ミストセパレーター６４０を通過することで、微細水粒子が除かれ、排気口６０８から外気に対して排出される。

　本例のスクラバー６００のように、糞尿処理の過程で生じるガスに含まれるアンモニアについては、水に溶けやすい性質を利用して、スクラバー６００の下方部において水の噴霧により処理を行う。ガスに含まれる硫黄系ガスについては、本発明に係るオゾン水供給システム１により供給される調整オゾン水の噴霧と、充填層６３０とにより処理を行う。このように、本例のスクラバー６００では、水の噴霧、オゾン水の噴霧の複合噴霧処理により効率的に、ガスを浄化することが可能となる。

　図２１はオゾン水供給システム１を適用したスクラバー６００による臭気物質ごとの除去率を示す。図２１によれば、本実施形態に係るスクラバー６００は、アンモニアなどの水に溶けることでアルカリ性を呈する化学物質の除去や、硫化ジメチル、二硫化ジメチル、メチルメルカプタン、硫化水素などの硫黄系ガスの除去を高い効率で行い得ることが確認できる。また、イソ吉草酸などのカルボキシ基を有する有機酸などの臭気成分にも有効であることが分かる。

　次に、本発明に係るオゾン水供給システム１の他の適用例について説明する。図２２は本発明に係るオゾン水供給システム１を食品加工用の洗浄装置７００に適用した例を示す図である。

　本例では、洗浄装置７００が食肉加工における枝肉の洗浄に用いられる際の洗浄液として、本発明に係るオゾン水供給システム１から供給される調整オゾン水が用いられる。従来、洗浄装置７００において、枝肉を洗浄する際の洗浄液には次亜塩素酸が用いられていたが、本発明に係るオゾン水供給システム１を用いることで、洗浄液を調整オゾン水に置き換えることが可能となる。洗浄装置７００の洗浄液として次亜塩素酸を用いると、コストや取り扱い性の面で問題があったが、これがオゾン水に置き換えられることで、このような問題が解消する。

　ベルトやチェーンなどからなるコンベアー７０１は、終端がないループ状に形成されている。食肉加工が行われる加工所内において、このようなコンベアー７０１は、複数のプーリーや歯車（いずれも不図示）などに吊下されている。複数のプーリーや歯車の少なくとも一つが、モーターなどにより回転駆動されることで、コンベアー７０１が前記加工所内を進行する。

　コンベアー７０１には、所定長さ毎に吊り下げ具７０２が設けられている。この吊り下げ具７０２には、加工対象である枝肉が吊り下げられ、コンベアー７０１が進行することで、各枝肉が各工程を経るようになっている。本例の洗浄装置７００は、これら複数の工程のうち、枝肉を清浄する工程で用いられる。

　洗浄装置７００は、枝肉を洗浄する空間を区画形成するための洗浄室７０５を有している。この洗浄室７０５には、入口７０６及び出口７０７が形成されており、先のコンベアー７０１は、入口７０６から出口７０７のトンネル内部７０８に渡されており、吊り下げ具７０２に吊り下げられている枝肉が、トンネル内部７０８を進行するようになっている。

　洗浄室７０５において、入口７０６と出口７０７との間の天井部にはスリット部７２３が形成されており、当該スリット部７２３を吊り下げ具７０２が通過することができるようになっている。入口７０６及び出口７０７には、シャッター７３０が設けられており、一つの枝肉が洗浄室７０５に進入する毎にシャッター７３０が閉じられる。

　トンネル内部７０８では、吊り下げ具７０２に吊り下げられている枝肉を挟むようにして両側に配管７１０が設けられている。図２２には図示しないオゾン水供給システム１の主配管１０（不図示）から配管７１０には、これまでに説明した調整オゾン水が供給される。洗浄装置７００における配管７１０に供給される調整オゾン水のオゾン濃度は、例えば１００ｐｐｍ程度とすることができる。

　それぞれの配管７１０には、複数のノズル７１５が設けられており、トンネル内部７０８をコンベアー７０１の進行に伴い移動し、シャッター７３０により洗浄室７０５に閉じ込められた一つの枝肉に対して、オゾン水が噴射されるようになっている。洗浄装置７００のトンネル内部７０８において、枝肉の両側に配置された配管７１０は上下方向に不図示の機構により昇降するように構成されている。これにより、上下方向に比較的長い枝肉に対しても、全体的に隈無くオゾン水を浴びせることができる。

　洗浄室７０５の天井部には、排気口７０９が設けられており、この排気口７０９には排気ダクト７２０が取り付けられている。排気ダクト７２０の通路中にはファン（不図示）が設けられており、ファンが駆動することで、洗浄室７０５内が陰圧とされることで、洗浄室７０５の入口７０６や出口７０７からオゾンが漏れ出ていくことを抑制している。これにより、加工所内における洗浄装置７００周辺で、作業をする作業員に対する健康被害をなくすようにすることができる。

　なお、本例では、洗浄室７０５内で枝肉に対して噴射するオゾン水の温度を積極的に制御していないが、オゾン水の温度を積極的に制御するように構成することも好ましい態様である。例えば、噴射される直前のオゾン水の温度を、ヒーターにより３０℃～４０℃程度まで昇温した上で、枝肉に噴射することで、より効果的な減菌等を期待することができる。

　次に、本発明に係るオゾン水供給システム１の他の適用例について説明する。図２３は本発明に係るオゾン水供給システム１を食品加工用の処理槽８００に適用した例を示す図であり、図２４は処理槽８００の斜視図を示す図である。食品加工用の処理槽８００も、食肉加工所にて用いられることが想定されるものである。

　脱羽や内臓除去などの工程を経た食鳥は、全体的に消毒液に浸漬され、当該消毒液に浸漬された後に冷蔵庫などで冷蔵保存される。本例は、このような食鳥の消毒液への浸漬工程で用いられる食品加工用の処理槽８００に関するものである。従来、消毒液には、次亜塩素酸が用いられていたが、カンピロバクターなどの滅菌に対して必ずしも完全な効果を有するものではない、という問題があった。本例では処理槽８００には、本発明に係るオゾン水供給システム１から調整オゾン水が供給される。消毒液として、従来用いられていた次亜塩素酸を、調整オゾン水に置き換える。

　本例において、ベルトやチェーンなどからなるコンベアー８０１は、終端がないループ状に形成されている。食肉加工が行われる加工所内において、このようなコンベアー８０１は、複数のプーリーや歯車（いずれも不図示）などに吊下されている。複数のプーリーや歯車の少なくとも一つが、モーターなどにより回転駆動されることで、コンベアー８０１が前記加工所内を進行する。

　コンベアー８０１には、所定長さ毎に吊り下げ具８０２が設けられている。この吊り下げ具８０２には、加工対象である食鳥が吊り下げられ、コンベアー８０１が進行することで、各食鳥が各工程を経るようになっている。本例の処理槽８００は、これら複数の工程のうち、食鳥を消毒液に浸漬する工程で用いられる。

　処理槽８００は、容器部８１０と、この容器部８１０の上部を覆うカバー部８２０とから構成されている。カバー部８２０には、入口８２６及び出口８２７が形成されている。また、カバー部８２０の天井には、入口８２６と出口８２７とに通じるスリット部８２３が形成されている。先のコンベアー８０１はスリット部８２３を通り、入口８２６から出口８２７のカバー部８２０に渡されており、吊り下げ具８０２に吊り下げられている食鳥が、カバー部８２０内を進行するようになっている。

　図２３には図示しないオゾン水供給システム１の主配管１０（不図示）から配管８３０には、これまでに説明した調整オゾン水が供給される。処理槽８００における配管８３０に供給される調整オゾン水のオゾン濃度は、例えば１００ｐｐｍ程度とすることができる。

　容器部８１０の底面においては、底面開口８１３が設けられている。配管８３０は、容器部８１０下方に設けられているチューブ式熱交換器８４０内に複数設けられているチューブ８４６と連痛しており、調整オゾン水は、配管８３０を経てチューブ８４６に供給される。これらのチューブ８４６は外囲筒８４３にて囲まれており、外囲筒８４３内はチューブ８４６に供給されるオゾン水より温度が高い媒質で満たされており、チューブ８４６を上方へと通過するオゾン水は、当該媒質との間で熱交換を行い昇温する。昇温されたオゾン水は、底面開口８１３から容器部８１０に供給される。このような昇温されたオゾン水は、食鳥の滅菌により効果的に寄与することが可能である。

　なお、本例では、オゾン水の昇温のためにチューブ式熱交換器８４０を用いたが、これに換えて、プレート熱交換器を用いることもできる。また、これら熱交換器に換えてヒーター等を用いることもできる。

　本例では、底面開口８１３から容器部８１０内に、昇温されたオゾン水を連続的に供給し続けるようにする。オゾン水は、食鳥に接触すると殺菌力を失うが、常に底面開口８１３から新しいオゾン水が供給されることで、容器部８１０内での殺菌力を担保することができる。

　昇温されたオゾン水が供給されている容器部８１０内に、コンベアー８０１の進行に伴い移動する食鳥が浸漬される。これにより、食鳥に対して全体的に隈無くオゾン水を接触させる。昇温されたオゾン水に食鳥が浸漬されることで、食鳥の減菌を効率的に行うことができる。

　底面開口８１３から容器部８１０内にオゾン水が供給される際には、供給されたオゾン水が渦のような流れを作るように、底面開口８１３においてフィン（不図示）等を設けるようにしておくことが好ましい。このような流れを作ることで、容器部８１０内のオゾン水に浸漬されている食鳥に可能な限り新しいオゾン水を接触させるようにする。

　底面開口８１３から容器部８１０内にオゾン水が供給されるように構成されているために、容器部８１０からはオゾン水が常に溢れるように運用されている。床にはドレイン８０８を設けておき、容器部８１０から溢れたオゾン水を、ドレイン８０８から排出処理する。

　カバー部８２０には、排気口８２９が設けられており、この排気口８２９には排気ダクト８５０が取り付けられている。排気ダクト８５０の通路中にはファン（不図示）が設けられており、ファンが駆動することで、カバー部８２０内が陰圧とされることで、カバー部８２０の入口８２６、出口８２７やスリット部８２３からオゾンが漏れ出ていくことを抑制している。これにより、加工所内における処理槽８００周辺で、作業をする作業員に対する健康被害をなくすようにすることができる。

　以下においては、高濃度オゾン水生成装置２０１により生成される分子水和オゾン水や、オゾン水供給システム１により提供される調整オゾン水が、これまで説明した畜産系の用途以上に高い基準が要求される、生物兵器や化学兵器に対応する場面においても、非常に高い有効性があることを示す。以下の実施例では、本発明によるオゾン水が生物兵器や化学兵器を無害化することを示す実験がなされた。これら生物兵器に含まれる生物剤や、化学兵器に含まれる化学剤を、高濃度オゾン水生成装置２０１やオゾン水供給システム１によるオゾン水によって無害化して除染する工程や方法も本発明の範疇に含まれる。

　本明細書で言う「生物兵器」は、「細菌兵器（生物兵器）及び毒素兵器の開発、生産及び貯蔵の禁止並びに廃棄に関する条約」に基づくものにより定義することができる。

　すなわち、本明細書における「生物兵器」とは、「生物剤又は生物剤を保有しかつ媒介する生物」が充てんされたものであり、当該「生物剤」とは、「微生物であつて、人、動物若しくは植物の生体内で増殖する場合にこれらを発病させ、死亡させ、若しくは枯死させるもの又は毒素を産生するもの」である。

　典型的には、「生物兵器」における「生物剤」としては、炭疽菌、天然痘ウイルス、ペスト菌、ボツリヌス菌、コレラ菌、出血熱ウイルス、ボツリヌス毒素、黄色ブドウ球菌エンテロトキシンＢ、リシン毒素などを挙げることができる。本発明は、これまで説明した分子水和オゾン水を用いて、このような生物剤を無害化する除染方法に関するものである。

　より詳しくは、本発明に係る生物剤の除染方法は、オゾン分子が少なくとも原水の水分子間に高密度に存在し、水素結合率が原水の水素結合率より小さくなるほどに高密度でオゾン分子が溶存保持された分子水和オゾン水を、生物剤に接触させ、オゾン分子の酸化作用により生物剤を無害化する工程が含まれている。

　また、本発明に係る生物剤の除染方法において、前記の分子水和オゾン水には、気泡径が５０ｎｍ未満のオゾンが含有されてなる。また、原水に比較して、前記の分子水和オゾン水の水素結合エネルギーのピーク強度最大値は、赤外分光光度計を用いた測定で－０．００２１より小さい。

　本発明に係る生物剤の除染方法は、これまで説明した分子水和オゾン水を貯留タンク２０２に貯留しておき、貯留タンク２０２から取り出した分子水和オゾン水を生物剤に接触させて、オゾン分子の酸化作用により生物剤を無害化する工程を含むものである。

　また、本発明に係る生物剤の除染方法においては、貯留タンク２０２中で分子水和オゾン水が２０℃以下とされていることが好ましい。このような温度設定により、貯留タンク２０２中において、温度上昇に伴うオゾン分子の自己分解現象を抑制し、オゾンの濃度を低下させることなく、有効な除染を行うことが可能となる。

　一方、本発明に係る生物剤の除染方法においては、分子水和オゾン水を貯留タンク２０２中から取り出した後で、生物剤と接触させる前の段階で、分子水和オゾン水の温度を、３０℃以上４５℃未満とする昇温工程を採用することが好ましい。さらに、分子水和オゾン水を貯留タンク２０２中から取り出した後で、生物剤と接触させる前の段階で、分子水和オゾン水の温度を、４５℃以上９０℃未満とする昇温工程を採用することがより好ましい。

　通常のオゾン水では瞬時にオゾンガスが脱気してしまい高溶存濃度のまま生物剤と接触させることができないが、本発明に係る分子水和オゾン水は、瞬間加熱してその酸化効果を大幅に上げることができ、より一層の除染効果を期待することができる。

　なお、上記のように、分子水和オゾン水を貯留タンク２０２中から取り出した後で、生物剤と接触させる前の段階で、分子水和オゾン水の温度を昇温する昇温工程を採用する場合には、昇温工程に要する時間を６０秒以内とすることが望ましい。

　［実施例１］
　以下、実施例を示して分子水和オゾン水による生物剤の殺菌処理について説明する。

　本実施例では、ターゲットとする生物剤としては、炭疽菌が用いられた。炭疽菌の形態は２種類で、炭疽菌芽胞、炭疽菌栄養型の双方が用いられた。これらの炭疽菌のうち、芽胞殻を有する炭疽菌芽胞は、殺滅が困難であることが知られている。

　また、本実施例においては、前記のような生物剤には定義されないものの、炭疽菌芽胞の芽胞殻より厚い芽胞殻を有し殺菌がより困難であると共に、実験上は炭疽菌より扱いが容易な枯草菌芽胞の殺菌処理についても実験を行った。このような枯草菌芽胞は、殺滅が最も困難であるものの一つとして考えられるので、実験上、枯草菌芽胞の殺滅されていることが確認できれば、理論上、前記生物剤又生物剤に定義されないような細菌に対しても、本発明に係る分子水和オゾン水が有効であることを推定できる。

　また、本実施例では、炭疽菌などより一般的に広く認知されている、腸管出血性大腸菌に対する殺菌効果についての実験も行った。このような実験を通じて、本発明に係る分子水和オゾン水が、日常生活においても見受けられ社会的関心も高い細菌に対しても有効であることを確認した。

　実験１
（分子水和オゾン水の準備）
　これまで説明した高濃度オゾン水生成装置２０１により生成された分子水和オゾン水の原液を準備した。高濃度オゾン水生成装置２０１により生成された分子水和オゾン水の原液のオゾン濃度は、生成した際のロットによって異なっているが、１２０ｐｐｍ～１３０ｐｐｍであった。オゾンを溶け込ませる原水には、工業用純水（サンエイ化学社製工業用精製水）を用いた。
（実験対象菌懸濁液の準備）
　本実験に用いた実験対象菌は、炭疽菌芽胞である。実験対象菌の懸濁液としては、１０⁸ＣＦＵ／ｍＬ以上のものが準備された。具体的には、B.anthracis Pastur II No.30株の精製芽胞懸濁液（７．８５×１０⁸ＣＦＵ／ｍＬ）が準備された。
（混和反応液の準備）
　オゾン濃度が所望の値となるように、５０ｍＬポリプロピレン製遠心管内に、実験対象菌の懸濁液、分子水和オゾン水、滅菌超純水を混和し４０ｍＬの混和反応液を２５℃水浴中で調製した。混和の際には、分子水和オゾン水は最後に加えた。混和には、ドラモンド社製のピペットエイドを用いた。また、実験対象菌の濃度は、いずれの混和液においても、約１×１０⁷ＣＦＵ／ｍＬとなるように調整した。また、実験の前に、ポリプロピレン製遠心管については、分子水和オゾン水による共洗いを３回行った。希釈用の滅菌超純水には、千葉県水道局が供給する水道水を超純水作成装置により超純水とし、オートクレーブで１２１℃、２０分の滅菌処理を行ったものを用いた。混和反応溶液のオゾン濃度としては、１１７ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、１ｐｐｍのものが準備された。
（混和反応液の採取）
　前記のような混和反応液の調製の所定時間経過後、前記混和反応液０．１ｍＬの採取を行い１０ｍＬの培地に滴下した。また、培地としては、Ｎｕｔｒｉｅｎｔ　Ｂｒｏｔｈ（商標。日水製薬株式会社製）を用いた。また、前記の所定時間は、５秒、１０秒、３０秒、１分、３分、５分、３０分とした。培地の保存容器（培養容器）としては１５ｍＬポリプロピレン製遠心管（Ｎｕｎｃ社製）を用いた。ここで、培地の保存容器（培養容器）としては同一条件のものを４本準備した。すなわち、ｎ＝４とした。
（実験対象菌の反応後培養と、分子水和オゾン水による殺菌効果の検証方法）
　混和反応液が滴下された培地は、ボルテックスミキサーの最大出力で撹拌した後、３７℃で好気培養しつつ、実験対象菌の増殖の有無を１０日間経過観察した。
（結果・検討）
　実験結果を図２５に示す。図２５（Ａ）は２日間経過後の、また（Ｂ）は３日間経過後の、また（Ｃ）は４日間経過後の、また（Ｄ）は７日間経過後の、また（E）は１０日間経過後の実験結果を示す。図２５の表において、（＋）は実験対象菌の増殖が確認された陽性の場合を、（－）は実験対象菌の増殖が確認されず、実験対象菌の殺滅が確認された陰性の場合を示している。また、各表中左欄において括弧内の濃度は採水時のオゾン濃度を示している。

　一般に芽胞の殺菌効果は７日以上経過観察するため、本実験は１０日間の増殖の有無を確認したところ、５０ｐｐｍ３０秒の４本中１本が３日後陰性判定であったのが、４日後陽性判定と判定結果が変化したが、４日以降の結果は変化しなかった。

　７日培養後の結果で増殖の有無を判定したところ、分子水和オゾン水は炭疽菌芽胞において１１７ｐｐｍのオゾン濃度で１０秒（０．１６分）以上の暴露条件（ＣＴ　ｖａｌｕｅ＝１９．５）で１×１０⁷個（６ｌｏｇ以上）となる殺菌作用を示した。またオゾン濃度５０ｐｐｍでは１分以上の条件（ＣＴ　ｖａｌｕｅ＝５０）を、１０ｐｐｍでは５分以上の条件（ＣＴ　ｖａｌｕｅ＝５０）で１×１０⁷個（６ｌｏｇ以上）となる殺菌作用を示した。

　一方、１ｐｐｍでは３０分以内に殺菌効果は確認できなかった。このように、各オゾン濃度におけるＣＴ　ｖａｌｕｅが算出され、各濃度における必要な殺菌時間が明らかとなったことは、本発明に係る分子水和オゾン水を用いた実際の除染の際に非常に参考となるデータである。

　炭疽菌芽胞に対して本発明に係る分子水和オゾン水は極めて短時間で国際的に一般的な基準である、無菌性保証水準（Sterility Assurance Level, SAL）を１０⁶以下で達成することが可能となった。また微生物種中で最強の物理化学的耐性を有する芽胞で有効であったことから、ほぼすべての微生物種に対して炭疽菌芽胞以上に有効であるものと考えられる。オゾン殺菌は有効な滅菌効果を有することは知られていたが、オゾンは水への溶解度が低く高濃度を維持することが困難であった。しかし、本発明に係る分子水和オゾン水は高濃度を長時間維持することが可能であるため、今後、炭疽菌芽胞をはじめ、様々な微生物種の除染に有効となると予想できる。

　実験２
（分子水和オゾン水の準備）
　これまで説明した高濃度オゾン水生成装置２０１により生成された分子水和オゾン水の原液を準備した。高濃度オゾン水生成装置２０１により生成された分子水和オゾン水の原液のオゾン濃度は１１８ｐｐｍであった。オゾンを溶け込ませる原水には、工業用純水（サンエイ化学社製工業用精製水）を用いた。
（実験対象菌懸濁液の準備）
　本実験に用いた実験対象菌は、炭疽菌栄養型、炭疽菌芽胞ロット１、炭疽菌芽胞ロット２、枯草菌芽胞である。実験対象菌の懸濁液としては、いずれも１０⁸ＣＦＵ／ｍＬ以上のものが準備された。実験対象菌の懸濁液の詳細は下記の通りである。
・炭疽菌栄養型：B. anthracis Pastur II No.30 株：２．７×１０⁸ＣＦＵ／ｍＬ
・炭疽菌芽胞ロット１：B. anthracis Pastur II No.30 株：２．６×１０⁸ＣＦＵ／ｍＬ
・炭疽菌芽胞ロット２：B. anthracis Pastur II No.30 株：５．７×１０⁸ＣＦＵ／ｍＬ
・枯草菌芽胞：B. subtilis IAM12118T 株：１．４×１０⁸ＣＦＵ／ｍＬ
（混和反応液の準備）
　オゾン濃度が１０７ｐｐｍとなるように、５０ｍＬポリプロピレン製遠心管内に、実験対象菌の懸濁液、分子水和オゾン水、滅菌超純水を混和し４０ｍＬの混和反応液を２５℃水浴中で調整した。混和の際には、分子水和オゾン水は最後に加えた。混和には、ドラモンド社製のピペットエイドを用いた。また、実験対象菌の濃度は、いずれの混和液においても、約１×１０⁷ＣＦＵ／ｍＬとなるように調整した。また、実験の前に、ポリプロピレン製遠心管については、分子水和オゾン水による共洗いを３回行った。希釈用の滅菌超純水には、千葉県水道局が供給する水道水を超純水作成装置により超純水とし、オートクレーブで１２１℃、２０分の滅菌処理を行ったものを用いた。
（混和反応液の採取）
　前記のような混和反応液の調製後、３０分経過後、前記混和反応液０．１ｍＬの採取を行い１０ｍＬの培地に滴下した。また、培地としては、Ｎｕｔｒｉｅｎｔ　Ｂｒｏｔｈ　（商標。日水製薬株式会社製）を用いた。培地の保存容器（培養容器）としては１５ｍＬポリプロピレン製遠心管（Ｎｕｎｃ社製）を用いた。ここで、培地の保存容器（培養容器）としては同一条件のものを４本準備した。すなわち、ｎ＝４とした。
（実験対象菌の反応後培養と、分子水和オゾン水による殺菌効果の検証方法）
　混和反応液が滴下された培地は、ボルテックスミキサーの最大出力で撹拌した後、３７℃で好気培養しつつ、実験対象菌の増殖の有無を７日間経過観察した。
（結果・検討）
　一般に芽胞の殺菌効果は７日以上経過観察するため、７日間の増殖の有無を確認した。本発明に係る分子水和オゾン水は炭疽菌栄養型、炭疽菌芽胞ロット１、炭疽菌芽胞ロット２、枯草菌芽胞のいずれにおいても、オゾン濃度１０７ｐｐｍ以上、かつ、３０分の条件で１×１０⁷個以上　（６ｌｏｇ以上）となる殺菌作用を示した。
（顕微鏡検査）
　顕微鏡検査においては、混和反応液１０μＬをスライドグラス上に載せ、安全キャビネット内で風乾し火炎固定した。これにFluoroSave（商標。Calbiochem社製）を封入剤とし、カバーグラスをかけ封入剤が乾固してから顕微鏡検査を行った。生物顕微鏡Axioskop2 plus（商標。Carl Zeiss社製）による対物レンズ１００倍・接眼レンズ１０倍の１０００倍で位相差像を観察した。撮影においては AxioCam HRc（商標。Carl Zeiss社製）により位相差顕微鏡像の写真を撮った。

　顕微鏡検査の結果を図２６乃至図３０に示す。図２６は炭疽菌栄養型の陽性コントロールの写真と、混和反応液調整３０分経過後の写真とを示している。また、図２７は炭疽菌芽胞ロット１の陽性コントロールの写真と、混和反応液調整３０分経過後の写真とを示している。また、図２８は炭疽菌芽胞ロット２の陽性コントロールの写真と、混和反応液調整３０分経過後の写真とを示している。また、図２９は枯草菌芽胞の陽性コントロールの写真と、混和反応液調整３０分経過後の写真とを示している。また、図３０は炭疽菌芽胞ロット２の混和反応液調整３０分経過後、さらに遠心濃縮を行ったものの写真を示している。

　位相差顕微鏡像においては、実験対象菌に対するオゾン分子の反応による影響を観察した。陽性コントロールと比較したところ、炭疽菌栄養型は菌体内の明度が上昇し菌体内容物が抜けだしたように観察された。炭疽菌芽胞ロット１および炭疽菌芽胞ロット２は芽胞の形態を維持するものが僅かしか観察されず、分解物と思われる有機物が多量に確認された（図２７、図２８）。なお確認のため、炭疽菌芽胞ロット２について、遠心濃縮してペレット濃度を上げて観察したが、同様の観察結果であった（図３０）。枯草菌芽胞は芽胞の形態を維持するものが多数観察されたが、ダークニングが生じており、表面構造が変性していることが予想された（図２９）。

　実験３
（分子水和オゾン水の準備）
　これまで説明した高濃度オゾン水生成装置２０１により生成された分子水和オゾン水の原液を準備した。高濃度オゾン水生成装置２０１により生成された分子水和オゾン水の原液のオゾン濃度は、１１３ｐｐｍであった。オゾンを溶け込ませる原水には千葉県水道局が供給する水道水を用いた。
（実験対象菌懸濁液の準備）
　本実験に用いた実験対象菌は、腸管出血性大腸菌である。実験対象菌の懸濁液としては、１０⁸ＣＦＵ／ｍＬ以上のものが準備された。具体的には、腸管出血性大腸菌 Escherichia coli (O157:H7) RIMD 05091896の懸濁液（１．４３×１０⁸ＣＦＵ／ｍＬ）が準備された。
（混和反応液の準備）
　オゾン濃度が所望の値となるように、５０ｍＬポリプロピレン製遠心管内に、実験対象菌の懸濁液、分子水和オゾン水、滅菌超純水を混和し４０ｍＬの混和反応液を２５℃水浴中で調製した。混和の際には、分子水和オゾン水は最後に加えた。混和には、ドラモンド社製のピペットエイドを用いた。また、実験対象菌の濃度は、いずれの混和液においても、約１×１０⁷ＣＦＵ／ｍＬとなるように調整した。また、実験の前に、ポリプロピレン製遠心管については、分子水和オゾン水による共洗いを３回行った。希釈用の滅菌超純水には、千葉県水道局が供給する水道水を超純水作成装置により超純水とし、オートクレーブで１２１℃、２０分の滅菌処理を行ったものを用いた。混和反応溶液のオゾン濃度としては、１０２ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、１ｐｐｍのものが準備された。
（混和反応液の採取）
　前記のような混和反応液の調製の所定時間経過後、前記混和反応液０．１ｍＬの採取を行い１０ｍＬの培地に滴下した。また、培地としては、Ｎｕｔｒｉｅｎｔ　Ｂｒｏｔｈ　（商標。日水製薬株式会社製）を用いた。また、前記の所定時間は、５秒、１０秒、３０秒、１分、３分、５分、３０分とした。培地の保存容器（培養容器）としては１５ｍＬポリプロピレン製遠心管（Ｎｕｎｃ社製）を用いた。ここで、培地の保存容器（培養容器）としては同一条件のものを４本準備した。すなわち、ｎ＝４とした。
（実験対象菌の反応後培養と、分子水和オゾン水による殺菌効果の検証方法）
　混和反応液が滴下された培地は、ボルテックスミキサーの最大出力で撹拌した後、３７℃で好気培養しつつ、実験対象菌の増殖の有無を７日間経過観察した。
（結果・検討）
　実験結果を図３１に示す。図３１の表において、（＋）は実験対象菌の増殖が確認された陽性の場合を、（－）は実験対象菌の増殖が確認されず、実験対象菌の殺滅が確認された陰性の場合を示している。

　増殖の有無を確認したところ、本発明に係る分子水和オゾン水は腸管出血性大腸菌において１ｐｐｍ以上の濃度かつ５秒以上の条件（ＣＴ　ｖａｌｕｅ＝０．０８）で１×１０⁷個（６ｌｏｇ以上）となる殺菌作用を示した。このように本発明に係る分子水和オゾン水は、腸管出血性大腸菌Ｏ１５７などの社会的に影響がある細菌に対しても極めて有効性が高いことが確認できた。特に、ＣＴ　ｖａｌｕｅは非常に低い値が算出され、このような細菌に対する滅菌に、本発明に係る分子水和オゾン水が大きな効力を有することが証明された。

　実験４
（分子水和オゾン水の準備）
　これまで説明した高濃度オゾン水生成装置２０１により生成された分子水和オゾン水の原液を準備した。高濃度オゾン水生成装置２０１により生成された分子水和オゾン水の原液のオゾン濃度は、１００ｐｐｍであった。オゾンを溶け込ませる原水には千葉県水道局が供給する水道水を用いた。
（実験対象菌懸濁液の準備）
　本実験に用いた実験対象菌は、枯草菌芽胞である。実験対象菌の懸濁液としては、１０⁸ＣＦＵ／ｍＬ以上のものが準備された。具体的には、枯草菌芽胞B. subtilis IAM12118T 株の懸濁液（１．９５×１０⁸ＣＦＵ／ｍＬ）が準備された。
（混和反応液の準備）
　オゾン濃度が所望の値となるように、５０ｍＬポリプロピレン製遠心管内に、実験対象菌の懸濁液、分子水和オゾン水、滅菌超純水を混和し４０ｍＬの混和反応液を２５℃水浴中で調製した。混和の際には、分子水和オゾン水は最後に加えた。混和には、ドラモンド社製のピペットエイドを用いた。また、実験対象菌の濃度は、いずれの混和液においても、約１×１０⁷ＣＦＵ／ｍＬとなるように調整した。また、実験の前に、ポリプロピレン製遠心管については、分子水和オゾン水による共洗いを３回行った。希釈用の滅菌超純水には、千葉県水道局が供給する水道水を超純水作成装置により超純水とし、オートクレーブで１２１℃、２０分の滅菌処理を行ったものを用いた。混和反応溶液のオゾン濃度としては、５０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、１ｐｐｍのものが準備された。
（混和反応液の採取）
　前記のような混和反応液の調製の所定時間経過後、前記混和反応液０．１ｍＬの採取を行い１０ｍＬの培地に滴下した。また、培地としては、Ｎｕｔｒｉｅｎｔ　Ｂｒｏｔｈ　（商標。日水製薬株式会社製）を用いた。また、前記の所定時間は、５秒、１０秒、３０秒、１分、３分、５分、３０分とした。培地の保存容器（培養容器）としては１５ｍＬポリプロピレン製遠心管（Ｎｕｎｃ社製）を用いた。ここで、培地の保存容器（培養容器）としては同一条件のものを４本準備した。すなわち、ｎ＝４とした。
（実験対象菌の反応後培養と、分子水和オゾン水による殺菌効果の検証方法）
　混和反応液が滴下された培地は、ボルテックスミキサーの最大出力で撹拌した後、３７℃で好気培養しつつ、実験対象菌の増殖の有無を１５日間経過観察した。
（結果・検討）
　実験結果を図３２に示す。図３２（Ａ）は１日間経過後の、また（Ｂ）は２日間経過後の、また（Ｃ）は７日間経過後の実験結果を示す。図３２の表において、（＋）は実験対象菌の増殖が確認された陽性の場合を、（－）は実験対象菌の増殖が確認されず、実験対象菌の殺滅が確認された陰性の場合を示している。

　一般に芽胞の殺菌効果は７日以上経過観察するため、１５日間の増殖の有無を確認したところ、１日後と２日後の結果に違いは生じたが、２日以降の結果は変化しなかった。本発明に係る分子水和オゾン水は枯草菌芽胞において１０ｐｐｍ以上の濃度かつ５分以上の条件（ＣＴ　ｖａｌｕｅ＝５０）で１×１０⁷個（６ｌｏｇ以上）となる殺菌作用を示した。

　本実験では、オゾンの殺菌効果は１０ｐｐｍで頭打ちの可能性があることが示唆された。しかし、オゾン濃度は減衰が早く、実際の使用環境では、他の有機物の含有も考えられるため、対象菌に対するオゾン濃度１０ｐｐｍ以上に維持するためには、よりオゾン濃度が濃いものが必要と考えられる。一般的に枯草菌芽胞は、炭疽菌芽胞よりも消毒剤による殺菌作用に対し抵抗性を示すことが知られているので、炭疽菌芽胞は枯草菌芽胞が死滅する条件で用いれば、確実な除染が可能である。

　以上、本発明に係る生物剤の除染方法によれば、炭疽菌芽胞などの細菌を殺滅することができ、生物兵器を効率的に無害化することが可能となる。

　ＶＸガス等の神経剤、マスタードガス等のびらん剤などの化学剤や、炭疽菌、コレラ菌等などの生物系有害物質を用いた生物兵器は、種々の酸化剤により、不活性化又は無害化されて除染されることが知られている。

　本発明に係る化学剤の除染方法においては、これまで説明した、酸化能力が非常に強力な分子水和オゾン水を用いて、化学剤を除染することを提案するものである。なお、以下の実施形態では、化学剤を例にこの除染について説明するが、分子水和オゾン水は上記のような生物兵器についても除染を行い得ることを確認している。

　本発明に係る化学剤の除染方法は、これまで説明した分子水和オゾン水を貯留タンク２０２に貯留しておき、貯留タンク２０２から取り出した分子水和オゾン水を化学剤に接触させて、オゾン分子の酸化作用により化学剤を無害化する工程を含むものである。

　化学剤としてサリンのようにアルカリに対しては脆弱である一方、酸化能力に対しては安定的である化学剤の除染の検証は行っていない。仮に、散布された化学剤が、どのような化学剤であるのか特定できないような場合の除染については、サリンなどのアルカリに弱い化学剤である可能性を考え、試みにアルカリ性の除染剤と化学剤とを接触させた後に、さらに、酸化効果が大きい本発明に係る分子水和オゾン水と接触させて除染を行うことが好ましい。

　また、本発明に係る化学剤の除染方法においては、貯留タンク２０２中で分子水和オゾン水が２０℃以下とされていることが好ましい。このような温度設定により、貯留タンク２０２中において、温度上昇に伴うオゾン分子の自己分解現象を抑制し、オゾンの濃度を低下させなることなく、有効な除染を行うことが可能となる。

　一方、本発明に係る化学剤の除染方法においては、分子水和オゾン水を貯留タンク２０２中から取り出した後で、化学剤と接触させる前の段階で、分子水和オゾン水の温度を、３０℃以上４５℃未満とする昇温工程を採用することが好ましい。さらに、分子水和オゾン水を貯留タンク２０２中から取り出した後で、化学剤と接触させる前の段階で、分子水和オゾン水の温度を、４５℃以上９０℃未満とする昇温工程を採用することがより好ましい。

　通常のオゾン水では瞬時にオゾンガスが脱気してしまい高溶存濃度のまま化学剤と接触させることができないが、本発明に係る分子水和オゾン水は、瞬間加熱してその酸化効果を大幅に上げることができ、より一層の除染効果を期待することができる。

　なお、上記のように、分子水和オゾン水を貯留タンク２０２中から取り出した後で、化学剤と接触させる前の段階で、分子水和オゾン水の温度を昇温する昇温工程を採用する場合には、昇温工程に要する時間を６０秒以内とすることが望ましい。

　［実施例２］
以下、実施例を示して分子水和オゾン水による化学剤の無害化について説明する。
本実施例では化学剤としては神経剤であるＶＸ、びらん剤であるＨＤ（マスタードガス）、ＨＮ１（ナイトロジェンマスタード）を用いた。ＶＸ、ＨＤ、ＨＮ１のそれぞれの構造式を下記に示す。

　なお、本明細書でいう化学剤は、人に対して致命的な被害を与え、兵器として用い得る化学剤であって、化学剤には、１９９７年に発効した化学兵器禁止条約（化学兵器の開発、生産、貯蔵及び使用の禁止並びに廃棄に関する条約）で指定される化学物質が少なくとも含まれるものとする。

　（化学剤サンプル溶液の調製）
ノルマルヘキサン（関東化学製ヘキサン３００）に１体積％のＶＸを溶解したＶＸサンプル溶液を調製した。また、ノルマルヘキサン（関東化学製ヘキサン３００）に１体積％のＨＤを溶解したＨＤサンプル溶液を調製した。ノルマルヘキサン（関東化学製ヘキサン３００）に１体積％のＨＮ１を溶解したＨＮ１サンプル溶液を調製した。

　（分子水和オゾン水の準備）
　これまで説明した高濃度オゾン水生成装置２０１により生成された分子水和オゾン水の原液、原液を３倍に希釈したもの、原液を１０倍に希釈したもの、のオゾン濃度の異なる３種類の分子水和オゾン水を準備した。高濃度オゾン水生成装置２０１により生成された分子水和オゾン水の原液のオゾン濃度は、生成した際のロットによって異なっており、本実施例では原液のオゾン濃度は６６［ｐｐｍ］～８０［ｐｐｍ］であった。なお、本実施例では、オゾンを溶け込ませる原水には千葉県水道局が提供する水道水を用いた。

　（化学剤サンプル溶液と分子水和オゾン水との接触の再現）
ＶＸ、ＨＤ、ＨＮ１のいずれかの化学剤サンプル溶液３０μＬと、濃度の異なる３種類の分子水和オゾン水のいずれか５ｍＬとをキャップ付き試験管に入れたものを準備した。準備したキャップ付き試験管は２５℃に保たれた振とう恒温槽（ＴＡＩＴＥＣ株式会社製、温調部型番：ＳＨ－１０Ｎ、振とう部型番：パーソナルＨ－１０）にて振とうを行った。振とう時間は、２分、１０分、３０分、１５０分とした。

　１．ガスクロマトグラフィー質量分析（ＧＣ－ＭＳ）法による化学剤残存率の測定
１０分、３０分、１５０分間の振とうを行った後、残存している化学剤をジクロロメタン（和光純薬工業株式会社製）に抽出する準備を行った。ここで、ＨＤの化学剤サンプル溶液が入ったキャップ付き試験管には、ジクロロメタン１ｍＬを滴下し、ＶＸ、ＨＮ１のいずれかの化学剤サンプル溶液が入ったバイアルには、ジクロロメタン１ｍＬと１Ｍのトリス溶液２００μＬを滴下した。トリス溶液としては和光純薬工業株式会社製生化学用トリス（ヒドロキシメチル）アミノメタンの水溶液を用いた。

　いずれのキャップ付き試験管も試験管ミキサー（アズワン製ＨＭ－１０型）によって振動を加えた後、微量高速冷却遠心機（株式会社トミー精工製ＭＸ－３０１型）によって、ジクロロメタン層とそれ以外の層を遠心分離した。

　次に、上記のジクロロメタン層のみをＧＣ－ＭＳ専用のバイアルに移し、ガスクロマトグラフィー質量分析を実施した。以下にガスクロマトグラフィー質量分析に用いた装置・条件等を示す。ガスクロマトグラフ・質量分析装置については、分析時間の都合上２台の装置を使用した。
（条件１）
・ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）
装置：アジレント・テクノロジー株式会社製６８９０Ｎ
カラム型番：ＤＢ－５ＭＳ　（アジレント・テクノロジー株式会社製３０ｍ×０．２５ｍｍ　Ｉ．Ｄ．，　０．２５μｍ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）
注入法：スプリット比３０：１
注入口温度：２５０℃
イオン源温度：２３０℃
カラム温度：　４０℃（１分）→２０℃／ｍｉｎ→２９０℃（５分）
ヘリウム流量：０．７ｍＬ／ｍｉｎ
注入量：１μＬ
・質量分析（ＭＳ）
装置：アジレント・テクノロジー株式会社製５９７５Ｂ　ｉｎｅｒｔ　ＭＳＤ
イオン化電圧：７０ｅＶ
（条件２）
・ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）
装置：アジレント・テクノロジー株式会社製７８９０Ｂ
カラム型番：ＤＢ－５ＭＳ　（アジレント・テクノロジー株式会社製３０ｍ×０．２５ｍｍ　Ｉ．Ｄ．，　０．２５μｍ　ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）
注入法：スプリット比５０：１または２０：１
注入口温度：２５０℃
イオン源温度：２３０℃
カラム温度：４０℃（０．５分）→１００℃／ｍｉｎ→２９０℃（１．５分）
ヘリウム流量：２．５ｍＬ／ｍｉｎ
注入量：１μＬ
・質量分析（ＭＳ）
装置：アジレント・テクノロジー株式会社製５９７７Ａ　ＭＳＤ
イオン化電圧：７０ｅＶ
　次に、ガスクロマトグラフィー質量分析の結果を表４に示す。

（表中Ｎ．Ｄ．はＮｏｔ　ｄｅｔｅｃｔｅｄの略）
　振とう時間１０分一定の条件では、いずれの化学剤においても、１０倍希釈→３倍希釈→原液の順で残存率が減少しており、オゾン濃度がより高い方がより効果的に化学剤の分子構造を壊し、無害化を図ることができることが確認できた。

　また、高濃度オゾン水生成装置２０１により生成された分子水和オゾン水の原液をそのまま用い、振とう時間を１０分以上とすることで、いずれの化学剤についても、元の化学剤の分子をほぼ消滅させることができ、本発明に係る化学剤の除染方法の有効性が確認できた。

　次に、分子水和オゾン水との接触によって生成される化学剤の分解物を推定するために、液体クロマトグラフィー質量分析（ＬＣ－ＭＳ）法により確認を行った。

　分子水和オゾン水と混合され、所定時間の振とうを経た化学剤サンプル溶液に対して、０．１Ｍのチオ硫酸ナトリウム溶液（和光純薬製０．１ｍｏｌ／Ｌチオ硫酸ナトリウム溶液）２００μＬを添加することで、残存しているオゾンを失活させた。

　２．液体クロマトグラフィー質量分析（ＬＣ－ＭＳ）法による化学剤分解物の測定
　以下に液体クロマトグラフィー質量分析に用いた装置・条件等を示す。ＶＸの加水分解物についてはＬＣ－ＭＳ分析を行い、標準品とＬＣの保持時間及びマススペクトルが一致することを確認した。その他の分解物については、質量分析計への直接導入（ｉｎｆｕｓｉｏｎ、ＥＳＩ－ＴＯＦ　ＭＳ）により検出した。
（ＶＸの加水分解物の分析について）
・液体クロマトグラフィー（ＬＣ）
装置：株式会社島津製作所製Ｎｅｘｅｒａ　Ｘ２　ＨＰＬＣ
カラム型番：Ｌ－ｃｏｌｕｍｎ２　ＯＤＳ　（ＣＥＲＩ，１．５×１５０　ｎｍ，５μｍ）
カラム温度：４０℃
流量：　０．２ｍＬ／ｍｉｎ
注入量：　１０μＬ
・質量分析（ＭＳ）
装置：Ｂｒｕｋｅｒ　Ｄａｌｔｏｎｉｃｓ社製　ｉｍｐａｃｔ　ＨＤ　Ｑ－ＴＯＦ　ｍａｓｓ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ
ＥＳＩ法によるＰｏｓ．イオン化時のイオン化電圧：４．５ｋＶ
ＥＳＩ法によるＮｅｇ．イオン化時のイオン化電圧：４．０ｋＶ
（ＶＸ、ＨＤ及びＨＮ１のサンプル溶液の分析について）
・質量分析（ＭＳ）　（ｉｎｆｕｓｉｏｎ）
装置：Ｂｒｕｋｅｒ　Ｄａｌｔｏｎｉｃｓ社製　ｉｍｐａｃｔ　ＨＤ　Ｑ－ＴＯＦ　ｍａｓｓ　ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ
ＥＳＩ法によるＰｏｓ．イオン化時のイオン化電圧：４．５ｋＶ
ＥＳＩ法によるＮｅｇ．イオン化時のイオン化電圧：４．０ｋＶ
　次に、液体クロマトグラフィー質量分析（ＬＣ－ＭＳ）または直接導入による分析（ＥＳＩ－ＴＯＦ　ＭＳ）の結果を図３３、図３４、図３５に示す。図３３、図３４はＶＸサンプル溶液に基づく分析結果を示す図であり、図３５はＨＤサンプル溶液に基づく分析結果を示す図である。

　図３３の囲み中には、スペクトルと対応する標準品（ＶＸの加水分解物）の分子構造が示されている。図３４の囲み中には、スペクトルと対応する推定される分子の分子構造が示されている。図３５の囲み中には、スペクトルと対応する推定される分子の分子構造が示されている。

　図３３乃至図３５の分析結果から、化学剤は分子水和オゾン水との接触によって、分解物が生成される程度までダメージを被り、結果として化学剤が無害化されることが確認できた。特に、図３４によればＶＸにおけるＰ－Ｓ結合が切られた分解物が確認でき、また、図３５によればＨＤにおけるＳに酸素が結合した分解物が確認でき、いずれも分子水和オゾン水の効果により著しい無害化が達成し得たものと推定できる。

　以上、本発明に係る化学剤の除染方法によれば、広い範囲に散布された化学剤などを効率的に無害化し、除染することができる。

産業上の利用性

　従来のオゾン水製造装置においては、オゾン水を生成する場所から、オゾン水を利用する場所まで、オゾン水を移送する必要などから、オゾン濃度が漸減し、利用時におけるオゾン濃度のレベルを担保することができなかったが、本発明に係るオゾン水供給システムは、高濃度オゾン水生成装置の貯留タンクに貯留されている高濃度のオゾン水を、水源からの原水に対して混合し、所定の濃度に調整されたオゾン水を、需要先に給水するので、このような本発明に係るオゾン水供給システムによれば、配管などによるオゾン水の移送に伴うオゾン濃度の漸減分に対して、余裕のある高濃度オゾン水が用いられることで、需要先での利用時におけるオゾン濃度のレベルを担保することは可能となり、産業上の利用性が非常に大きい。

１・・・オゾン水供給システム
３・・・水源
５・・・主ポンプ
７・・・副ポンプ
１０・・・主配管
１２・・・分岐配管
１３・・・副配管
１５・・・主流量計
１７・・・副流量計
１９・・・オゾン濃度計
３０・・・制御部
４０・・・飲水投薬器
１８１・・・酸素ガスボンベ
１８２・・・窒素ガスボンベ
１９０・・・配管
１９１・・・ポンプ
１９５・・・バルブ
２０１・・・高濃度オゾン水生成装置
２０２・・・貯留タンク
２０２ｖ・・・取水バルブ
２０３・・・気体供給装置
２０４・・・循環系装置
２０５・・・気液混合装置（液体クラスレート生成装置）
２０６・・・溶解促進槽
２０２・・・貯留タンク
２０７・・・温度保持装置
２１１・・・ポンプ
２１２・・・冷却機
２１３・・・配管
２１７・・・気体供給管
２１８・・・ニードルバルブバルブ
２１９・・・逆止弁
２２０・・・流量計
２２１・・・第１圧力計
２２２・・・第２圧力計
２２３・・・第１ガス圧力計
２２４・・・第２ガス圧力計
２２５・・・電磁バルブ
２３１・・・ベンチュリ管
２３２・・・上流側大経路
２３３・・・絞り傾斜路
２３４・・・小径路
２３５・・・開放傾斜路
２３６・・・下流側大経路
２３９・・・気体供給パイプ
２４３・・・磁気回路
２４５・・・一方の磁石片
２４６・・・他方の磁石片
２４８・・・連結部材
２６５・・・気液分離装置
２６７・・・気体分解装置
２７０・・・配管
２７１・・・ポンプ
２７２・・・逆止弁
２７３・・・配管
２７４・・・配管
２７５・・・配管
２７６・・・バルブ
３００・・・フーリエ変換赤外分光分析装置
３０１・・・鏡
３０２・・・プリズム
３０３・・・検体配置用台座
３０３ａ・・・検体充填孔
３０４・・・保持器
４００・・・畜産用給水器
４０３・・・配管
４１０・・・バルブ
４２０・・・ノズル
４２５・・・ピッカー
５００・・・噴霧器
５０３・・・配管
５１０・・・バルブ
５２０・・・噴霧ノズル
５５０・・・換気システム
５５３・・・吸気口
５５５・・・ファン
５５８・・・排気口
５６３・・・配管
５６５・・・噴霧ノズル
５７０・・・メッシュ部材
５７５・・・ドレイン
６００・・・スクラバー
６０３・・・吸気口
６０８・・・排気口
６１０・・・第１配管
６１３・・・循環ポンプ
６１５・・・第１ノズル
６２０・・・第２配管
６２５・・・第２ノズル
６３０・・・充填層
６４０・・・ミストセパレーター
７００・・・（食品加工用）洗浄装置
７０１・・・コンベアー
７０２・・・吊り下げ具
７０５・・・洗浄室
７０６・・・入口
７０７・・・出口
７０８・・・トンネル内部
７０９・・・排気口
７１０・・・配管
７１５・・・ノズル
７２０・・・排気ダクト
７２３・・・スリット部
７３０・・・シャッター
８００・・・（食品加工用）処理槽
８０１・・・コンベアー
８０２・・・吊り下げ具
８０８・・・ドレイン
８１０・・・容器部
８１３・・・底面開口
８２０・・・カバー部
８２３・・・スリット部
８２６・・・入口
８２７・・・出口
８２９・・・排気口
８３０・・・配管
８４０・・・チューブ式熱交換器
８４３・・・外囲筒
８４６・・・チューブ
８５０・・・排気ダクト

Claims

所定の濃度に調整されたオゾン水を、需要先に給水するオゾン水供給システムであって、
水源から原水の給水を受け、所定濃度以上の高濃度オゾン水を生成すると共に、高濃度で維持された一定量のオゾン水を貯留タンクに貯留する高濃度オゾン水生成装置と、
前記需要先にオゾン水を給水する主配管と、
前記高濃度オゾン水生成装置と前記主配管との間を連結すると共に、前記水源からの原水に対して、前記高濃度オゾン水生成装置に貯留されている高濃度オゾン水を混合する副配管と、を有することを特徴とするオゾン水供給システム。
前記副配管で高濃度オゾン水が混合された後の主配管の流量を計測する主流量計と、
前記高濃度オゾン水生成装置から前記副配管を経て、前記主配管に混合される高濃度オゾン水の流量を計測する副流量計と、
制御指令に基づいて、前記副配管における高濃度オゾン水の流量を制御する副ポンプと、
前記主流量計で計測された流量と、前記副流量計で計測された流量との双方にのみに基づいて、前記副ポンプに対して制御指令を発する制御部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のオゾン水供給システム。
前記副配管で高濃度オゾン水が混合された後の主配管の流量を計測する主流量計と、
前記高濃度オゾン水生成装置から前記副配管を経て、前記主配管に混合される高濃度オゾン水の流量を計測する副流量計と、
前記主配管でオゾン濃度を計測するオゾン濃度計と、
制御指令に基づいて、前記水源から前記主配管に供給する原水の流量を制御する主ポンプと、
制御指令に基づいて、前記副配管における高濃度オゾン水の流量を制御する副ポンプと、
前記主流量計で計測された流量と、前記副流量計で計測された流量と、前記オゾン濃度計で計測されたオゾン濃度と、に基づいて、前記主ポンプ及び前記副ポンプに対して制御指令を発する制御部と、を有することを特徴とする請求項１に記載のオゾン水供給システム。
前記高濃度オゾン水生成装置は、制御指令に基づいて、前記貯留タンクに貯留する高濃度オゾン水の濃度が制御され、
前記制御部が、前記主流量計で計測された流量と、前記副流量計で計測された流量と、前記オゾン濃度計で計測されたオゾン濃度と、に基づいて、前記高濃度オゾン水生成装置に対して制御指令を発することを特徴とする請求項３に記載のオゾン水供給システム。
オゾン水の需要先が、畜産用給水器であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のオゾン水供給システム。
オゾン水の需要先が、噴霧器であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のオゾン水供給システム。
オゾン水の需要先が、スクラバーであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のオゾン水供給システム。
オゾン水の需要先が、食品加工用の洗浄装置であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のオゾン水供給システム。
オゾン水の需要先が、食品加工用の処理槽であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のオゾン水供給システム。