Озонът има структура. Химическа формула на озона
ОЗОН (O 3) е алотропна модификация на кислорода, неговата молекула се състои от три кислородни атома и може да съществува и в трите агрегатни състояния. Молекулата на озона има ъглова структура под формата на равнобедрен триъгълник с връх 127 o . Въпреки това, затворен триъгълник не се образува, а молекулата има верижна структура от 3 кислородни атома с разстояние между тях от 0,224 nm. Според тази молекулярна структура диполният момент е 0,55 дебай. В електронната структура на молекулата на озона има 18 електрона, които образуват мезомерно стабилна система, която съществува в различни гранични състояния. Граничните йонни структури отразяват диполната природа на озоновата молекула и обясняват нейното специфично реакционно поведение в сравнение с кислорода, който образува радикал с два несдвоени електрона. Молекулата на озона се състои от три кислородни атома. Химическата формула на този газ е O 3 Реакция на образуване на озон: 3O 2 + 68 kcal / mol (285 kJ / mol) ⇄ 2O 3 Молекулно тегло на озона - 48 При стайна температура озонът е безцветен газ с характерна миризма. Миризмата на озон се усеща при концентрация 10 -7 М. В течно състояние озонът е тъмносин цвят с точка на топене -192,50 С. Твърдият озон представлява черни кристали с точка на кипене -111,9 g.C. При температура 0 гр. и 1 атм. = 101,3 kPa плътността на озона е 2,143 g/l. В газообразно състояние озонът е диамагнитен и се изтласква извън магнитното поле; в течно състояние е слабо парамагнитен, т.е. има свое собствено магнитно поле и се изтегля в магнитното поле.
Химични свойства на озона
Молекулата на озона е нестабилна и при достатъчни концентрации във въздуха при нормални условия спонтанно се превръща в двуатомен кислород с отделяне на топлина. Повишаването на температурата и намаляването на налягането увеличават скоростта на разлагане на озона. Контактът на озона дори с малки количества органични вещества, някои метали или техни оксиди, рязко ускорява трансформацията. Химическата активност на озона е много висока, той е мощен окислител. Той окислява почти всички метали (с изключение на златото, платината и иридия) и много неметали. Продуктът на реакцията е главно кислород. Озонът се разтваря във вода по-добре от кислорода, образувайки нестабилни разтвори и скоростта на неговото разлагане в разтвор е 5-8 пъти по-висока, отколкото в газовата фаза, отколкото в газовата фаза (Razumovsky SD, 1990). Това очевидно се дължи не на спецификата на кондензираната фаза, а на нейните реакции с примеси и хидроксилния йон, тъй като скоростта на разлагане е много чувствителна към съдържанието на примеси и pH. Разтворимостта на озона в разтвори на натриев хлорид се подчинява на закона на Хенри. С увеличаване на концентрацията на NaCl във воден разтвор, разтворимостта на озона намалява (Tarunina VN et al., 1983). Озонът има много висок електронен афинитет (1,9 eV), което определя свойствата му като силен окислител, превъзхождан само от флуора (Razumovsky SD, 1990).Биологични свойства на озона и неговото въздействие върху човешкото тяло
Високата окислителна способност и фактът, че свободните кислородни радикали се образуват при много химични реакции, протичащи с участието на озон, правят този газ изключително опасен за хората. Как озоновият газ влияе върху хората:- Дразни и уврежда дихателните тъкани;
- Влияе на холестерола в човешката кръв, образувайки неразтворими форми, което води до атеросклероза;
- Продължителният престой в среда с висока концентрация на озон може да причини мъжко безплодие.
- Максимално единична максимално допустима концентрация (МДК m.r.) в атмосферния въздух на населените места 0,16 mg / m 3
- Среднодневна максимално допустима концентрация (MPC d.s.) - 0,03 mg / m 3
- Максимално допустимата концентрация (МДК) във въздуха на работната зона е 0,1 mg/m 3 (в същото време прагът на обонянието при човека е приблизително равен на 0,01 mg/m 3).
Вредни и полезни свойства на озона
Озонът присъства в два слоя на атмосферата. Тропосферният или приземният озон, разположен в най-близкия до земната повърхност слой на атмосферата - в тропосферата - е опасен. Вреден е за хората и други живи организми. Влияе пагубно върху дърветата, посевите. Освен това тропосферният озон е една от основните „съставки“ на градския смог. В същото време стратосферният озон е много полезен. Разрушаването на образувания от него озонов слой (озонов екран) води до факта, че потокът от ултравиолетова радиация към земната повърхност се увеличава. Поради това нараства броят на раковите заболявания на кожата (включително най-опасният му тип меланом) и случаите на катаракта. Излагането на твърд ултравиолетов отслабва имунната система. Прекомерната UV радиация също може да бъде проблем за селското стопанство, тъй като някои култури са изключително чувствителни към UV светлина. В същото време трябва да се помни, че озонът е отровен газ, а на нивото на земната повърхност е вреден замърсител. През лятото, поради интензивната слънчева радиация и топлина, във въздуха се образува особено много вреден озон.Взаимодействие на озона и кислорода един с друг. Прилики и разлики.
Озонът е алотропна форма на кислород. Алотропията е съществуването на един и същ химичен елемент под формата на две или повече прости вещества. В този случай и озонът (O3), и кислородът (O 2) се образуват от химичния елемент O. Получаване на озон от кислород Като правило, молекулярният кислород (O 2) действа като изходен материал за получаване на озон, а самият процес се описва с уравнението 3O 2 → 2O 3. Тази реакция е ендотермична и лесно обратима. За да се измести равновесието към целевия продукт (озон), се прилагат определени мерки. Един от начините за производство на озон е използването на дъгов разряд. Термичната дисоциация на молекулите се увеличава рязко с повишаване на температурата. Така при T=3000K съдържанието на атомен кислород е ~10%. С помощта на дъгов разряд може да се получи температура от няколко хиляди градуса. Въпреки това, при високи температури озонът се разлага по-бързо от молекулния кислород. За да се предотврати това, равновесието може да бъде изместено чрез първо нагряване на газа и след това рязко охлаждане. Озонът в този случай е междинен продукт при прехода на смес от O 2 + O към молекулен кислород. Максималната концентрация на O 3, която може да се получи при този метод на производство, достига 1%. Това е достатъчно за повечето промишлени цели. Оксидиращи свойства на озонаОзонът е мощен окислител, много по-реактивен от двуатомния кислород. Окислява почти всички метали и много неметали с образуването на кислород: 2 Cu 2+ (aq) + 2 H 3 O + (aq) + O 3 (g) → 2 Cu 3+ (aq) + 3 H 2 O (1) + O 2 (g) Озонът може да участва в реакциите на горене, температурата на горене е по-висока, отколкото при горене в атмосфера на двуатомен кислород: 3 C 4 N 2 + 4 O 3 → 12 CO + 3 N 2 Стандартният озон потенциалът е 2,07 V, следователно молекулата на озона е нестабилна и спонтанно се превръща в кислород с отделяне на топлина. При ниски концентрации озонът се разлага бавно, при високи концентрации – с експлозия, т.к неговата молекула има излишна енергия. Нагряването и контактът на озона с незначителни количества органични вещества (хидроксиди, пероксиди, метали с променлива валентност, техните оксиди) рязко ускоряват трансформацията. Напротив, наличието на малки количества азотна киселина стабилизира озона, а в съдове, направени от стъкло и някои пластмаси или чисти метали, озонът практически се разлага при -78 0 C. Афинитетът на озона към електрона е 2 eV. Само флуорът и неговите оксиди имат толкова силен афинитет. Озонът окислява всички метали (с изключение на златото и платината), както и повечето други елементи. Хлорът реагира с озона, за да образува хипохлорен OCL. Реакциите на озона с атомарния водород са източник на образуване на хидроксилни радикали. Озонът има абсорбционен максимум в UV областта при дължина на вълната от 253,7 nm с моларен коефициент на екстинкция: E = 2,900 Въз основа на това UV фотометричното определяне на концентрацията на озон заедно с йодометрично титруване се приема като международни стандарти. Кислородът, за разлика от озона, не реагира с KI.Разтворимост на озона и неговата стабилност във водни разтвори
Скоростта на разлагане на озона в разтвор е 5-8 пъти по-висока, отколкото в газовата фаза. Разтворимостта на озона във вода е 10 пъти по-висока от тази на кислорода. Според различни автори коефициентът на разтворимост на озона във вода варира от 0,49 до 0,64 ml озон/ml вода. При идеални термодинамични условия, равновесието се подчинява на закона на Хенри, т.е. концентрацията на наситен газов разтвор е пропорционална на парциалното му налягане. C S = B × d × Рi където: С S е концентрацията на наситен разтвор във вода; d е масата на озона; Pi е парциалното налягане на озона; B е коефициентът на разтваряне; Изпълнението на закона на Хенри за озона като метастабилен газ е условно. Разпадането на озона в газовата фаза зависи от парциалното налягане. Във водната среда протичат процеси, които излизат извън обхвата на закона на Хенри. Вместо това при идеални условия се прилага законът Гибс-Дукем-Маргулесду. На практика е обичайно да се изразява разтворимостта на озона във вода по отношение на съотношението на концентрацията на озон в течна среда към концентрацията на озон в газовата фаза: насищането с озон зависи от температурата и качеството на водата, тъй като органичните и неорганичните примеси се променят рН на средата. При същите условия в чешмяната вода концентрацията на озон е 13 mg/l, в бидестилирана вода - 20 mg/l. Причината за това е значителното разпадане на озона поради различни йонни примеси в питейната вода.Разпад и полуживот на озона (t 1/2)
Във водната среда разпадането на озона силно зависи от качеството на водата, температурата и pH на околната среда. Увеличаването на pH на средата ускорява разпадането на озона и в същото време намалява концентрацията на озона във водата. Подобни процеси протичат с повишаване на температурата. Времето на полуразпад на озона в бидестилирана вода е 10 часа, в деминерализирана вода - 80 минути; в дестилирана вода - 120 минути. Известно е, че разлагането на озона във вода е сложен процес на реакции на радикални вериги:
Максималното количество озон във водната проба се наблюдава в рамките на 8-15 минути. След 1 час в разтвора се наблюдават само свободни кислородни радикали. Сред тях най-важен е хидроксилният радикал (OH') (Staehelin G., 1985) и това трябва да се има предвид при използване на озонирана вода за терапевтични цели. Тъй като озонирана вода и озониран физиологичен разтвор се използват в клиничната практика, ние оценихме тези озонирани течности в зависимост от концентрациите, използвани в домашната медицина. Основните методи за анализ са йодометрично титруване и интензивност на хемилуминесценция с помощта на биохемилуминометър BKhL-06 (произведен от Нижни Новгород) (Kontorshchikova K.N., Peretyagin S.P., Ivanova I.P. 1995). Феноменът хемилуминесценция се свързва с реакциите на рекомбинация на свободните радикали, образувани при разлагането на озона във вода. При обработка на 500 ml би- или дестилирана вода чрез барботиране с озон-кислородна газова смес с концентрация на озон в диапазона 1000-1500 μg/l и скорост на газовия поток 1 l/min за 20 минути, се открива хемилуминесценция в рамките на 160 минути. Освен това в бидестилирана вода интензитетът на луминесценция е значително по-висок, отколкото в дестилирана вода, което се обяснява с наличието на примеси, които гасят луминесценцията. Разтворимостта на озона в разтворите на NaCl се подчинява на закона на Хенри, т.е. намалява с увеличаване на концентрацията на сол. Физиологичният разтвор се третира с озон при концентрация 400, 800 и 1000 μg/l в продължение на 15 минути. Общият интензитет на светене (в mv) се увеличава с увеличаване на концентрацията на озон. Продължителността на светенето е 20 минути. Това се дължи на по-бързата рекомбинация на свободните радикали и оттам на гасене на блясъка поради наличието на примеси във физиологичния разтвор. Въпреки високия окислителен потенциал, озонът има висока селективност, което се дължи на полярната структура на молекулата. Съединения, съдържащи свободни двойни връзки (-C=C-), незабавно реагират с озона. В резултат на това ненаситените мастни киселини, ароматните аминокиселини и пептидите, особено тези, съдържащи SH групи, са чувствителни към озон. Според Krige (1953) (цитиран от Vieban R. 1994), първичният продукт от взаимодействието на озоновата молекула с биоорганични субстрати е 1-3 диполярна молекула. Тази реакция е основната при взаимодействието на озона с органични субстрати при рН< 7,4.
Озонолиз проходит в доли секунды. В растворах скорость этой реакции равна 105 г/моль·с. В первом акте реакции образуется пи-комплекс олефинов с озоном. Он относительно стабилен при температуре 140 0 С и затем превращается в первичный озонид (молозонид) 1,2,3-триоксалан. Другое возможное направление реакции — образование эпоксидных соединений.
Первичный озонид нестабилен и распадается с образованием карбоксильного соединения и карбонилоксида. В результате взаимодействия карбонилоксида с карбонильным соединением образуется биполярный ион, который затем превращается во вторичный озонид 1,2,3 — триоксалан. Последний при восстановлении распадается с образованием смеси 2-х карбонильных соединений, с дальнейшим образованием пероксида (I) и озонида (II).
Озонирането на ароматни съединения протича с образуването на полимерни озониди. Добавянето на озон нарушава ароматната конюгация в ядрото и изисква енергия, така че скоростта на озониране на хомолозите корелира с енергията на конюгиране. Озонирането на изсушените въглеводороди е свързано с механизма на въвеждане. Озонирането на органични съединения, съдържащи сяра и азот, протича по следния начин: 
Озонидите обикновено са слабо разтворими във вода, но са добри в органични разтворители. При нагряване действието на преходните метали се разлага на радикали. Количеството озониди в органичното съединение се определя от йодното число. Йодното число е масата на йода в грамове, добавена към 100 g органична материя. Обикновено за мастните киселини йодното число е 100-400, за твърдите мазнини 35-85, за течните мазнини - 150-200. За първи път озонът като антисептичен агент е тестван от А. Волф през 1915 г. по време на Първата световна война. През следващите години постепенно се натрупва информация за успешното използване на озона при лечението на различни заболявания. Въпреки това, дълго време се използват само методи за озонотерапия, свързани с директен контакт на озона с външни повърхности и различни телесни кухини. Интересът към озонотерапията нараства с натрупването на данни за биологичния ефект на озона върху организма и появата на доклади от различни клиники по света за успешното използване на озона при лечението на редица заболявания. Историята на медицинското използване на озона започва през 19 век. Пионерите в клиничното използване на озона са западни учени в Америка и Европа, по-специално C. J. Kenworthy, B. Lust, I. Aberhart, E. Payer, E. A. Fisch, N. N. Wolff и др. Малко се знае за терапевтичната употреба на озона в Русия. Едва през 60-70-те години в домашната литература се появяват няколко произведения за инхалационна озонотерапия и за използването на озон при лечението на някои кожни заболявания, а от 80-те години у нас този метод се развива интензивно и се използва по-широко. Основите за фундаменталното развитие на технологиите за озонотерапия бяха до голяма степен определени от работата на Института по химическа физика на Академията на медицинските науки на СССР. Книгата "Озонът и неговите реакции с органични вещества" (S. D. Razumovsky, G. E. Zaikov, Москва, 1974) беше отправна точка за обосноваване на механизмите на терапевтичния ефект на озона от много разработчици. Международната озонова асоциация (IOA), която проведе 20 международни конгреса, е широко активна в света, като от 1991 г. в тези конгреси участват и наши лекари и учени. Днес проблемите на приложното използване на озона, а именно в медицината, се разглеждат по съвсем нов начин. В терапевтичния диапазон от концентрации и дози озонът проявява свойствата на мощен биорегулатор, агент, който може до голяма степен да подобри методите на традиционната медицина и често действа като средство за монотерапия. Използването на медицински озон е качествено ново решение на неотложни проблеми при лечението на много заболявания. Технологиите на озонотерапията намират приложение в хирургията, акушерство и гинекология, дентална медицина, неврология, терапевтична патология, инфекциозни заболявания, дерматология и венерически болести и редица други заболявания. Озонотерапията се характеризира с лекота на изпълнение, висока ефективност, добра поносимост, практическа липса на странични ефекти и е рентабилна. Терапевтичните свойства на озона при заболявания с различна етиология се основават на уникалната му способност да въздейства върху организма. Озонът в терапевтични дози действа като имуномодулиращо, противовъзпалително, бактерицидно, антивирусно, фунгицидно, цитостатично, антистресово и аналгетично средство. Способността му активно да коригира нарушената кислородна хомеостаза на организма открива големи перспективи за възстановителната медицина. Широка гама от методологични възможности позволява използването на лечебните свойства на озона с голяма ефективност за локална и системна терапия. През последните десетилетия на преден план излязоха методи, свързани с парентерално (интравенозно, интрамускулно, вътреставно, подкожно) приложение на терапевтични дози озон, чийто терапевтичен ефект е свързан основно с активирането на различни жизненоважни системи на организма. Кислородно-озонова газова смес при високи (4000 - 8000 µg/l) концентрации на озон в нея е ефективна при лечение на силно инфектирани, слабо заздравяващи рани, гангрена, рани от залежаване, изгаряния, гъбични кожни лезии и др. Озонът във високи концентрации може да се използва и като хемостатично средство. Ниските концентрации на озон стимулират репарацията, насърчават епителизацията и заздравяването. При лечението на колит, проктит, фистули и редица други чревни заболявания се използва ректално приложение на кислородно-озонова газова смес. Озонът, разтворен във физиологичен разтвор, се използва успешно при перитонит за саниране на коремната кухина, а озонирана дестилирана вода в челюстната хирургия и др. За интравенозно приложение се използва озон, разтворен във физиологичен разтвор или в кръвта на пациента. Пионерите на Европейската школа постулират това Основната цел на озонотерапиятае: „Стимулирането и реактивирането на кислородния метаболизъм без нарушаване на редокс системите“, което означава, че при изчисляване на дозите за сесия или курс, озоновият терапевтичен ефект трябва да бъде в границите, в които радикалните кислородни метаболити или излишъкът от пероксид са ензимно подравнени. (Z Rilling, R. Fiban 1996 в книгата. Практиката на озонотерапия).В чуждестранната медицинска практика за парентерално приложение на озон се използват главно голяма и малка автохемотерапия. При провеждане на голяма автохемотерапия кръвта, взета от пациента, се смесва старателно с определен обем газова смес кислород-озон и веднага се инжектира капково обратно във вената на същия пациент. При малка автохемотерапия озонираната кръв се инжектира мускулно. Терапевтичната доза озон в този случай се поддържа поради фиксирани обеми газ и концентрация на озон в него. Научните постижения на местните учени започнаха редовно да се докладват на международни конгреси и симпозиуми
- 1991 - Куба, Хавана,
- 1993 - САЩ Сан Франциско,
- 1995 - Франция Лил,
- 1997 - Япония, Киото,
- 1998 - Австрия, Залцбург,
- 1999 г – Германия, Баден-Баден,
- 2001 - Англия, Лондон,
- 2005 - Франция, Страсбург,
- 2009 - Япония, Киото,
- 2010 г. - Испания, Мадрид
- 2011 Турция (Истанбул), Франция (Париж), Мексико (Канкун)
- 2012 г - Испания Мадрид
Всеруски научно-практически конференции с международно участие по озонотерапия
I - "ОЗОН В БИОЛОГИЯТА И МЕДИЦИНАТА" - 1992 г., Н. Новгород II - "ОЗОН В БИОЛОГИЯТА И МЕДИЦИНАТА" - 1995 г., Н. Новгород III - "ОЗОН И МЕТОДИ НА ЕФЕРЕНТНА ТЕРАПИЯ" - 1998 г., Н. Новгород IV - "ОЗОН И МЕТОДИ НА ЕФЕРЕНТНА ТЕРАПИЯ" - 2000 г., Н. Новгород V - "ОЗОН В БИОЛОГИЯТА И МЕДИЦИНАТА" - 2003 г., Н. Новгород VI - "ОЗОН В БИОЛОГИЯТА И МЕДИЦИНАТА" - 2005 г., Н. Новгород„I конференция по озонотерапия на Азиатско-европейския съюз на озонотерапевтите и производителите на медицинско оборудване“– 2006 г., Болшо Болдино, област Нижни Новгород VII - "ОЗОН В БИОЛОГИЯТА И МЕДИЦИНАТА" - 2007 г., Н. Новгород U111 – „Озон, реактивни кислородни видове и методи за интензивно лечение в медицината“ – 2009 г., Нижни Новгород До 2000 г. руската школа по озонотерапия най-накрая формира свой собствен, различен от европейския подход към използването на озона като терапевтичен агент. Основните разлики са широкото използване на физиологичен разтвор като носител на озон, използването на значително по-ниски концентрации и дози озон, разработените технологии за екстракорпорална обработка на големи обеми кръв (озонизиран кардиопулмонарен байпас), индивидуалният избор на дози и концентрации на озон в системната озонотерапия. Желанието на по-голямата част от руските лекари да използват най-ниските ефективни концентрации на озон отразява основния принцип на медицината – „не навреди“. Безопасността и ефективността на руските методи на озонотерапия е многократно обоснована и доказана във връзка с различни области на медицината. В резултат на многогодишни фундаментални клинични изследвания на учени от Нижни Новгород „е установена неизвестна закономерност във формирането на адаптивните механизми на тялото на бозайниците при системно излагане на ниски терапевтични дози озон, която се състои във факта, че тригер е ефектът на озона върху про- и антиоксидантния баланс на организма и се дължи на умерено засилване на свободно-радикалните реакции, което от своя страна повишава активността на ензимните и неензимните компоненти на антиоксидантната защитна система ”(Kontorshchikova K.N., Peretyagin S.P.), за което авторите получиха откритие (Диплома № 309 от 16 май 2006 г.). В трудовете на местни учени са разработени нови технологии и аспекти на използването на озона за терапевтични цели:- Широко използване на физиологичен разтвор (0,9% разтвор на NaCl) като носител на разтворен озон
- Използването на относително ниски концентрации и дози озон за системна експозиция (вътресъдово и вътречревно приложение)
- Интраосални вливания на озонирани разтвори
- Интракоронарно приложение на озонизирани кардиоплегични разтвори
- Пълно екстракорпорално озоново лечение на големи обеми кръв по време на кардиопулмонален байпас
- Озонотерапия с нисък поток
- Интрапортално приложение на озонирани разтвори
- Използването на озона в театъра на военните действия
- Съпътстващо системна озонотерапия с биохимични методи за контрол
- Озонотерапията е нелекарствен метод за терапевтичен ефект, който позволява да се получат положителни резултати при патология от различен произход.
- Биологичният ефект на парентерално приложен озон се проявява на ниво ниски концентрации и дози, което е придружено от клинично изразени положителни терапевтични ефекти, които имат ясно определена доза-зависимост.
- Опитът на руската и европейската озонотерапия показва, че използването на озон като терапевтично средство значително повишава ефективността на лекарствената терапия, а в някои случаи прави възможно замяната или намаляването на фармакологичната тежест върху пациента. На фона на озонотерапията се възстановяват собствените кислород-зависими реакции и процеси на болния организъм на пациента.
- Техническите възможности на съвременните медицински озонатори със свръхпрецизни дозиращи възможности позволяват използването на озон в диапазона от ниски терапевтични концентрации, подобни на конвенционалните фармакологични средства.
Озонът е дума от гръцки произход, която в превод означава „мирислив“. Какво е озон? В основата си O3 озонът е син газ с характерна миризма, която се свързва с миризмата на въздух след гръмотевична буря. Особено се усеща в близост до източници на електрически ток.
История на откриването на озона от учени
Какво е озон? Как беше отворен? През 1785 г. холандският физик Мартин ван Марум провежда няколко експеримента, насочени към изследване на ефекта на електрическия ток върху кислорода. Според техните резултати ученият е изследвал появата на специфична "електрическа материя". Продължавайки да работи в тази посока, през 1850 г. той успява да определи способността на озона да взаимодейства с органичните съединения и неговото свойство като окислител.
Дезинфекционните свойства на озона са използвани за първи път през 1898 г. във Франция. В град Бон Вояж е построен завод, който дезинфекцира и дезинфекцира водата от река Васюби. В Русия първата инсталация за озониране е пусната в Санкт Петербург през 1911г.
Озонът е широко използван по време на Първата световна война като антисептик. Озоно-кислородната смес се използвала за лечение на чревни заболявания, пневмония, хепатит и се практикувала при инфекциозни лезии след операция. Особено активно в озонирането започва през 1980 г., тласък за това е появата на пазара на надеждни и енергоспестяващи.В момента озонът се използва за пречистване на около 95% от водата в САЩ и в цяла Европа.
Технология за генериране на озон
Какво е озон? Как се формира? В естествената среда озонът се намира в земната атмосфера на височина от 25 км. Всъщност това е газ, който се образува в резултат на ултравиолетовото лъчение от Слънцето. На повърхността той образува слой с дебелина 19-35 км, който предпазва Земята от проникването на слънчева радиация. Според тълкуването на химиците, озонът е активен кислород (съединение от три кислородни атома). В газообразно състояние е синьо, в течно състояние има индиго оттенък, а в твърдо състояние е тъмносини кристали. O3 е неговата молекулна формула.
Каква е вредата от озона? Той принадлежи към най-високия клас на опасност - това е много отровен газ, чиято токсичност се приравнява към категорията на химическите бойни агенти. Причината за появата му са електрически разряди в атмосферата (3O2 = 2O3). В природата можете да го усетите след силни светкавици. Озонът взаимодейства добре с други съединения и се смята за една от причините да се използва за убиване на бактерии, вируси, микроорганизми, за пречистване на вода и въздух.
Отрицателното въздействие на озона
Какво прави озонът? Характерна особеност на този газ е способността бързо да взаимодейства с други вещества. Ако в природата има излишък от нормативни показатели, тогава в резултат на взаимодействието му с човешките тъкани могат да възникнат опасни вещества и заболявания. Озонът е мощен окислител, при взаимодействие с който бързо се разрушават:
- естествен каучук;
- метали, различни от злато, платина и иридий;
- Уреди;
- електроника.
При високи концентрации на озон във въздуха се наблюдава влошаване на човешкото здраве и благополучие, по-специално:
- лигавицата на очите е раздразнена;
- функционирането на дихателната система е нарушено, което ще доведе до парализа на белите дробове;
- има обща умора на тялото;
- появяват се главоболие;
- възможни алергични реакции;
- парене в гърлото и гадене;
- има отрицателен ефект върху нервната система.
Полезни свойства на озона
Озонът пречиства ли въздуха? Да, въпреки че газът му е много полезен за хората. В малки концентрации се отличава с отличните си дезинфекционни и дезодориращи свойства. По-специално, той има пагубен ефект върху вредните микроорганизми и причинява унищожаване:
- вируси;
- различни видове микроби;
- бактерии;
- гъбички;
- микроорганизми.
Най-често озонът се използва по време на грипна епидемия и огнища на опасни инфекциозни заболявания. С негова помощ водата се пречиства от различни видове примеси и железни съединения, като същевременно се обогатява с кислород и минерали.
Интересна информация за озона, неговия обхват
Отличните дезинфекционни свойства и липсата на странични ефекти доведоха до появата на търсене на озон и широкото му използване в различни сектори на икономиката. Днес озонът се използва успешно за:
- отговарят на нуждите на фармацевтичната индустрия;
- пречистване на вода в аквариуми и рибни стопанства;
- дезинфекция на басейна;
- медицински цели;
- козметични процедури.
В медицинската индустрия озонирането се практикува при язви, изгаряния, екземи, разширени вени, рани и дерматологични заболявания. В козметологията озонът се използва за борба със стареенето на кожата, целулита и наднорменото тегло.
Ефектът на озона върху жизнената дейност на живите същества
Какво е озон? Как се отразява на живота на Земята? Според учените 10% от озона е в тропосферата. Този озон е неразделна съставка на смога и действа като замърсител. Влияе неблагоприятно на дихателните органи на хората, животните и забавя растежа на растенията. Количеството му обаче е много малко, за да навреди значително на здравето. Значителна част от вредния озон в състава на смога са продуктите от функционирането на автомобили и електроцентрали.
Много повече озон (около 90%) има в стратосферата. Той абсорбира биологично вредното ултравиолетово лъчение на Слънцето, като по този начин предпазва хората, флората и фауната от негативни последици.
Озонът е природен газ, който, намирайки се в стратосферата, предпазва населението на планетата от негативното въздействие на ултравиолетовите лъчи. В медицината това вещество често се използва за стимулиране на хематопоезата и повишаване на имунитета. В същото време, с естественото образуване на озон в тропосферата в резултат на взаимодействието на пряка слънчева светлина и отработени газове, ефектът му върху човешкото тяло е противоположен. Вдишването на въздух с повишена концентрация на газ може да доведе не само до обостряне на алергичните реакции, но и до развитие на неврологични разстройства.
Характеристики на озона
Озонът е газ, съставен от три кислородни атома. В природата се образува в резултат на действието на пряка слънчева светлина върху атомарния кислород.
В зависимост от формата и температурата, цветът на озона може да варира от светлосин до тъмно син. Връзката на молекулите в този газ е много нестабилна - няколко минути след образуването веществото се разлага на кислородни атоми.
Озонът е силен окислител, поради което често се използва в индустрията, ракетостроенето и медицината. При производствени условия този газ присъства по време на заваряване, процедури по водна електролиза и производството на водороден прекис.
Отговаряйки на въпроса дали озонът е отровен или не, експертите дават положителен отговор. Този газ принадлежи към най-високия клас на токсичност, който съответства на много химически бойни агенти, включително циановодородна киселина.
Ефектът на газа върху човек
В хода на множество изследвания учените стигнаха до заключението, че ефектът на озона върху човешкото тяло зависи от това колко газ влиза в белите дробове заедно с въздуха. Следните максимално допустими концентрации на озон са установени от Световната здравна организация:
- в жилищната зона - до 30 μg / m 3;
- в индустриалната зона - не повече от 100 mcg / m 3.
Единична максимална доза от веществото не трябва да надвишава 0,16 mg / m 3.
Отрицателно влияние
Отрицателните ефекти на озона върху тялото често се наблюдават при хора, които трябва да се справят с този газ в производствена среда: специалисти в ракетната индустрия, работници, използващи озонатори и ултравиолетови лампи.
Продължителното и редовно излагане на озон върху човек води до следните последици:
- дразнене на дихателната система;
- развитие на астма;
- респираторна депресия;
- повишен риск от развитие на алергични реакции;
- увеличаване на възможността за развитие на мъжко безплодие;
- намален имунитет;
- растеж на канцерогенни клетки.
Четири групи хора са най-засегнати от озона: деца, хора със свръхчувствителност, спортисти на открито и възрастни хора. Освен това рисковата зона включва пациенти с хронични патологии на дихателната и сърдечно-съдовата система.
В резултат на контакт в промишлени условия с течен озон, който кристализира при температура от -200 градуса по Целзий, може да възникне дълбоко измръзване.
положително въздействие
Максималното количество озон се намира в стратосферния слой на въздушната обвивка на планетата. Разположеният там озонов слой допринася за усвояването на най-вредната част от ултравиолетовите лъчи на слънчевия спектър.
В внимателно коригирани дозировки медицинският озон или смес от кислород и озон има благоприятен ефект върху човешкото тяло, поради което често се използва за медицински цели.
Под наблюдението на лекуващия лекар, употребата на това вещество ви позволява да постигнете следните резултати:
Истории от нашите читатели
Владимир
на 61 години
- премахване на кислородния дефицит;
- засилване на окислително-редукционните процеси, протичащи в тялото;
- намаляване на ефектите от интоксикацията чрез отстраняване на токсините;
- премахване на синдрома на болката;
- подобряване на притока на кръв и осигуряване на кръвоснабдяване на всички органи;
- възстановяване на правилното функциониране на черния дроб при различни заболявания, включително хепатит.
В допълнение, използването на озонотерапия в медицинската практика може да подобри общото състояние на пациента: стабилизира съня, намалява нервността, повишава имунитета и премахва хроничната умора.
Поради способността си да окислява други химични елементи, озонът често се използва като дезинфектант. Това вещество ви позволява ефективно да се борите с гъбички, вируси и бактерии.
Използването на озонатори
Описаните положителни свойства на озона са довели до производството и използването в промишлени и битови условия на озонатори - устройства, произвеждащи тривалентен кислород.
Използването на такива устройства в индустрията ви позволява да извършвате следните дейности:
- дезинфекцирайте въздуха в стаята;
- унищожаване на мухъл и гъбички;
- дезинфекцира вода и канализация;
В лечебните заведения озонаторите се използват за дезинфекция на помещения, стерилизация на инструменти и консумативи.
Използването на озонатори е често срещано у дома. Такива устройства често се използват за обогатяване на въздуха с кислород, дезинфекция на вода и премахване на вируси и бактерии от съдове или предмети от бита, използвани от човек с инфекциозно заболяване.
Когато използвате озонатор в ежедневието, трябва да се спазват всички условия, посочени от производителя на устройството. Строго е забранено да се намирате на закрито, когато устройството е включено, както и незабавно да се пие вода, пречистена с него.
Симптоми на отравяне
Проникването на висока концентрация на озон в човешкото тяло през дихателните органи или продължителното взаимодействие с това вещество може да причини тежка интоксикация. Симптомите на отравяне с озон могат да се появят както рязко - при еднократно вдишване на голямо количество от това вещество, така и да се открият постепенно - при хронична интоксикация поради неспазване на условията на работа или правилата за използване на домашни озонатори.
Откриват се първите признаци на отравяне от дихателната система:
- изпотяване и парене в гърлото;
- задух, недостиг на въздух;
- невъзможност да се поеме дълбоко въздух;
- появата на често и периодично дишане;
- болка в областта на гръдния кош.
При излагане на газ върху очите може да се наблюдава тяхното сълзене, поява на болка, зачервяване на лигавицата и вазодилатация. В някои случаи се наблюдава влошаване или пълна загуба на зрението.
При систематичен контакт озонът може да въздейства върху човешкото тяло по следните начини:
- възникват структурни трансформации на бронхите;
- развиват се и се влошават различни заболявания на дихателните пътища: пневмония, бронхит, астма, емфизем;
- намаляването на дихателния обем води до пристъпи на задушаване и пълно спиране на дихателната функция.
Освен че засяга дихателната система, хроничното отравяне с озон води до патологични процеси във функционирането на други системи на тялото:
- развитието на неврологични разстройства - намаляване на нивото на концентрация и внимание, поява на главоболие, нарушена координация на движенията;
- обостряне на хронични заболявания;
- нарушение на съсирването на кръвта, развитие на анемия, поява на кървене;
- обостряне на алергични реакции;
- нарушаване на окислителните процеси в организма, в резултат на което се разпространяват свободните радикали и настъпва унищожаване на здрави клетки;
- развитие на атеросклероза;
- влошаване на секреторната функция на стомаха.
Първа помощ при отравяне с озон
Острото отравяне с озон може да доведе до сериозни последици, дори смърт, следователно, ако се подозира интоксикация, на пострадалия трябва незабавно да се окаже първа помощ. Преди пристигането на специалисти е необходимо да се извършат следните дейности:
- Извадете жертвата от засегнатата област с токсично вещество или осигурете приток на чист въздух в стаята.
- Разкопчайте тесните дрехи, дайте на лицето полуседнало положение, като не позволявате на главата да се накланя назад.
- В случай на спиране на спонтанното дишане и спиране на сърцето, извършете реанимационни мерки - изкуствено дишане от уста в уста и компресия на гръдния кош.
Ако озонът влезе в контакт с очите, изплакнете обилно с течаща вода.
Ако човек е изложен на течен озон, в никакъв случай не трябва да се опитвате да свалите дрехи от жертвата на мястото на контакт с тялото. Преди пристигането на специалисти си струва да измиете засегнатата област с много вода.
В допълнение към оказването на първа помощ на пострадалия, е необходимо незабавно да го доставите в медицинско заведение или да се обадите на линейка, тъй като допълнителни мерки за интоксикация могат да се извършват само от квалифициран медицински персонал.
Лечение на отравяне
За премахване на отравяне с озон в медицинска болница се предприемат следните мерки:
- извършвайте алкални инхалации за премахване на дразненето на горните дихателни пътища;
- предписват лекарства за спиране на кашлицата и възстановяване на дихателната функция;
- в случай на остра дихателна недостатъчност пациентът се свързва към вентилатор;
- с увреждане на очите се предписват вазоконстрикторни и дезинфекционни лекарства;
- в случай на тежко отравяне се провежда терапия за нормализиране на функциите на сърдечно-съдовата система;
- антиоксидантна терапия.
Ефекти
Продължителното излагане на озон върху човешкото тяло при неправилни условия на работа или нарушаване на правилата за използване на озонатора води до хронично отравяне. Това състояние често води до развитие на такива последици:
- Образуването на тумори. Причината за това явление е канцерогенният ефект на озона, който води до увреждане на клетъчния геном и развитие на тяхната мутация.
- развитие на мъжко безплодие. При системно вдишване на озон възниква нарушение на сперматогенезата, поради което се губи възможността за размножаване.
- неврологични патологии. Човек има нарушение на вниманието, влошаване на съня, обща слабост, редовна поява на главоболие.
Предотвратяване
За да избегнете отравяне с озон, експертите препоръчват да следвате тези препоръки:
- Въздържайте се от спорт на открито през горещото време на деня, особено през лятото. Препоръчително е да се извършват физически упражнения на закрито или в райони, отдалечени от големи промишлени предприятия и широки магистрали, сутрин и вечер.
- В горещия сезон е необходимо да сте на открито възможно най-малко, особено в райони с високо замърсяване с газ.
- В случай на контакт с озон в промишлени среди, помещението трябва да бъде оборудвано с изпускателна вентилация. Освен това по време на производствения процес е необходимо да се използват защитни устройства, както и специални сензори, които показват нивото на газ в помещението. Времето на директен контакт с озона трябва да бъде възможно най-кратко.
При избора на битов озонатор е важно да се обърне внимание на неговите технически характеристики и наличието на подходящ сертификат. Закупуването на несертифицирано устройство може да доведе до тривалентна кислородна токсичност. Преди да използвате устройството, трябва да се запознаете с правилата за неговата работа и предпазните мерки.
Интоксикацията с озон е доста сериозно състояние, което изисква незабавна намеса на медицински специалисти. Ето защо си струва да запомните, че когато работите с този газ или използвате домакински озонатори, си струва да се придържате към предпазните мерки и при най-малкото подозрение за отравяне се свържете с медицинска институция.
През 1785 г. холандският физик Ван Марум, докато провежда експерименти с електричество, обръща внимание на миризмата по време на образуването на искри в електрическа машина и на окислителната способност на въздуха след преминаване на електрически искри през нея.
През 1840 г. немският учен Шейнбайн, занимаващ се с хидролизата на водата, се опитва да я разложи на кислород и водород с помощта на електрическа дъга. И тогава той открива, че се образува нов, непознат досега за науката газ със специфична миризма. Името "озон" е дадено на газа от Шейнбайн заради характерната му миризма и идва от гръцката дума "osien", което означава "миризма".
През 1857 г. с помощта на "съвършената тръба на магнитната индукция", създадена от Вернер фон Сименс, е възможно да се изгради първата техническа инсталация за озон. През 1901 г. Сименс построява първата водноелектрическа станция с озоногенератор във Висбанд.
Исторически използването на озона започва с инсталации за приготвяне на питейна вода, когато през 1898 г. е изпробвана първата пилотна инсталация в град Сен Мор (Франция). Още през 1907 г. е построена първата инсталация за озониране на вода в град Бон Вояж (Франция), за нуждите на град Ница. През 1911 г. в Санкт Петербург е пусната в експлоатация станция за озониране на питейна вода (в момента тя не работи). През 1916 г. вече има 49 инсталации за озониране на питейната вода.
До 1977 г. повече от 1000 инсталации са работели по целия свят. Озонът се разпространи едва през последните 30 години, благодарение на появата на надеждни и компактни устройства за синтеза му - озонатори (озоногенератори).
В момента 95% от питейната вода в Европа се третира с озон. САЩ са в процес на преминаване от хлориране към озониране. В Русия има няколко големи станции (в Москва, Нижни Новгород и други градове).
2. Озонът и неговите свойства
Механизъм на образуване и молекулярна формула на озона
Известно е, че кислородната молекула се състои от 2 атома: О2. При определени условия една кислородна молекула може да се дисоциира, т.е. се разпада на 2 отделни атома. В природата тези условия се създават по време на гръмотевична буря по време на изхвърляне на атмосферно електричество и в горните слоеве на атмосферата под въздействието на ултравиолетовото лъчение от слънцето (озоновия слой на Земята). Механизъм на образуване и молекулярна формула на озона. Въпреки това, кислородният атом не може да съществува отделно и има тенденция да се прегрупира. В хода на такова пренареждане се образуват 3-атомни молекули.
Молекула на озона Молекула, състояща се от 3 кислородни атома, наречена озон или активиран кислород, е алотропна модификация на кислорода и има молекулна формула O3 (d = 1,28 A, q = 116,5°).
Трябва да се отбележи, че връзката на третия атом в молекулата на озона е относително слаба, което причинява нестабилността на молекулата като цяло и нейната склонност към саморазпадане.
Свойства на озона
Озон O3 е синкав газ с характерна остра миризма, молекулно тегло 48 g/mol; плътност спрямо въздуха 1,657 (озона е по-тежък от въздуха); плътност при 0°C и налягане 0,1 MPa 2,143 kg/m3. Получаване на озон
При ниски концентрации на ниво от 0,01-0,02 mg/m3 (пет пъти по-ниски от максимално допустимата концентрация за хората), озонът придава на въздуха характерна миризма на свежест и чистота. Така например, след гръмотевична буря, фината миризма на озон неизменно се свързва с чист въздух.
Както бе споменато по-горе, озоновата молекула е нестабилна и има свойството да се саморазпада. Именно поради това свойство озонът е силен окислител и изключително ефективен дезинфектант.
Окислителен потенциал на озона
Мярка за ефективността на окислителя е неговият електрохимичен (окислителен) потенциал, изразен във волтове. По-долу са стойностите на електрохимичния потенциал на различни окислители в сравнение с озона:
| Окислител | Потенциал, В | В % от потенциала на озона | Използването на окислител при обработката на водата |
| флуор (F2) | 2,87 | 139 | — |
| озон (O3) | 2,07 | 100 | + |
| водороден пероксид (H2O2) | 1,78 | 86 | + |
| Калиев перманганат (KMnO4) | 1,7 | 82 | + |
| Хипобромна киселина (HOBr) | 1,59 | 77 | + |
| Хипохлорна киселина (HOCl) | 1,49 | 72 | + |
| хлор (Cl2) | 1,36 | 66 | + |
| Хлорен диоксид (ClO2) | 1,27 | 61 | + |
| кислород (O2) | 1,23 | 59 | + |
| Хромна киселина (H2CrO2) | 1,21 | 58 | — |
| бром (Br2) | 1,09 | 53 | + |
| Азотна киселина (HNO3) | 0,94 | 45 | — |
| йод (I2) | 0,54 | 26 | — |
Таблицата показва, че озонът е най-силният от всички окислители, използвани при обработката на водата.
Приложение на място
Нестабилността на озона налага използването му директно на мястото на производство. Озонът не подлежи на опаковане, съхранение и транспортиране.
Разтворимост на озона във вода
В съответствие със закона на Хенри концентрацията на озона във водата се увеличава с увеличаване на концентрацията на озона в газовата фаза, смесена с вода. Освен това, колкото по-висока е температурата на водата, толкова по-ниска е концентрацията на озон във водата.
Разтворимостта на озона във вода е по-висока от тази на кислорода, но по-ниска от тази на хлора с 12 пъти. Ако разгледаме 100% озон, тогава неговата гранична концентрация във вода е 570 mg/l при температура на водата 20C. Концентрацията на озон в газа на изхода на съвременните озониращи инсталации достига 14% тегловни. По-долу е дадена зависимостта на концентрацията на озон, разтворен в дестилирана вода, от концентрацията на озона в газа и температурата на водата.
| Концентрация на озон в газовата смес | Разтворимост на озона във вода, mg/l | |||
| 5°C | 10°C | 15°C | 20°C | |
| 1.5% | 11.09 | 9.75 | 8.40 | 6.43 |
| 2% | 14.79 | 13.00 | 11.19 | 8.57 |
| 3% | 22.18 | 19.50 | 16.79 | 12.86 |
Саморазлагане на озона във вода и въздух
Скоростта на разлагане на озона във въздуха или водата се оценява с помощта на периода на полуразпад, т.е. времето, необходимо за намаляване на концентрацията на озон наполовина.
Саморазлагане на озона във вода (рН 7)
| Температура на водата, °C | Полуживот |
| 15 | 30 минути |
| 20 | 20 минути |
| 25 | 15 минути |
| 30 | 12 минути |
| 35 | 8 минути |
Саморазлагане на озона във въздуха
| Температура на въздуха, °C | Полуживот |
| -50 | 3 месеца |
| -35 | 18 дни |
| -25 | 8 дни |
| 20 | 3 дни |
| 120 | 1,5 часа |
| 250 | 1,5 секунди |
От таблиците се вижда, че водните разтвори на озон са много по-малко стабилни от газообразния озон. Данните за разпадането на озона във водата са дадени за чиста вода без разтворени и суспендирани примеси. Скоростта на разпадане на озона във водата се увеличава многократно в следните случаи:
1. при наличие на примеси във водата, окислени от озон (химическата нужда от вода в озон)
2. с повишена мътност на водата, т.к на границата между частици и вода, реакциите на саморазлагане на озона протичат по-бързо (катализа)
3. при излагане на водно UV облъчване
3. Методи за производство на озон
В момента широко се използват 2 метода за генериране на озон:
* UV облъчване
* под влияние на тих (т.е. дифузен, без образуване на искри) коронен разряд
1. UV облъчване
Озонът може да се образува в близост до UV лампи, но само в малки концентрации (0,1% от теглото).
2. Корона разряд
По същия начин, по който озонът се произвежда от електрически разряди по време на гръмотевични бури, големи количества озон се произвеждат в съвременните електрически генератори на озон. Този метод се нарича коронен разряд. Високо напрежение преминава през газов поток, съдържащ кислород. Енергията с високо напрежение разделя кислородната молекула O2 на 2 O атома, които се комбинират с молекулата O2 и образуват O3 озон.
Чистият кислород, влизащ в генератора на озона, може да бъде заменен от околния въздух, съдържащ висок процент кислород.
Този метод увеличава съдържанието на озон до 10-15 тегл.%.
Консумация на енергия: 20 - 30 W/g O3 за въздух 10 - 15 W/g O3 за кислород
4. Използването на озон за пречистване и дезинфекция на водата
Дезинфекция на вода
Озонът унищожава всички познати микроорганизми: бактерии, вируси, протозои, техните спори, цисти и др.; докато озонът е с 51% по-силен от хлора и действа 15-20 пъти по-бързо. Вирусът на полиомиелит умира при концентрация на озон от 0,45 mg / l след 2 минути, а от хлор - само 3 часа при 1 mg / l.
Озонът действа върху споровите форми на бактериите 300-600 пъти по-силно от хлора.
Озонът унищожава редокс системата на бактериите и тяхната протоплазма.
Биологични летални коефициенти (BL*) при използване на различни дезинфектанти
| Дезинфектант | Ентеробактерии | вируси | противоречие | кисти |
| Озон О3 | 500 | 5 | 2 | 0.5 |
| Хипохлорна киселина HOCl | 20 | 1 | 0.05 | 0.05 |
| Хипохлорит OCl- | 0.2 | <0.02 | <0.0005 | 0.0005 |
| Хлорамин NH2Cl | 0.1 | 0.0005 | 0.001 | 0.02 |
*Колкото по-висок е BLC, толкова по-мощен е дезинфектантът
Сравнение на дезинфектантите
| ОЗОН | UV | ХЛОР | |
| Е. coli | да | да | да |
| салмонела | да | да | да |
| Giardia | да | да | да |
| легионер | да | Не | Не |
| Криптоспоридиум | да | Не | Не |
| Вирус | да | Не | Не |
| микроводорасли | да | Не | Не |
| Риск от образуване на трихалометани | Не | Не | да |
Дезодориране на вода
Озонирането окислява органичните и минералните примеси, които са източник на миризми и вкусове. Водата, третирана с озон, съдържа повече кислород и има вкус на прясна изворна вода.
Окончателно приготвяне на питейната вода на бутилиращи линии
Озониране на линията за бутилиране. Пречистена и подготвена за бутилиране на вода, наситена с озон, напълно дезинфекцирана и сама за сравнително кратко време 
придобива дезинфекционни свойства. Това повишава микробиологичната безопасност на процеса на бутилиране, озонираната вода надеждно стерилизира стените на контейнера, тапата и въздушната междина под тапата. Срокът на годност на водата след озониране се увеличава многократно. Особено ефективно е комбинираното третиране на вода с озон в комбинация с изплакване на съда.
Окисление на желязо, манган, сероводород
Желязото, манганът и сероводородът лесно се окисляват от озона. В този случай желязото преминава в неразтворим хидроксид, който след това лесно се задържа във филтрите. Манганът се окислява до перманганатния йон, който лесно се отстранява върху въглеродни филтри. Сероводородът, сулфидите и хидросулфидите се превръщат в безвредни сулфати. Процесът на окисление и образуване на филтрируеми утайки при озониране протича средно 250 пъти по-бързо, отколкото при аериране. Особено ефективно е използването на озон за обезжелезяване на води, съдържащи желязо-органични комплекси и бактериални форми на желязо, манган и сероводород.
Пречистване на повърхностните води от антропогенни примеси
Озонирането на предварително избистрена вода, последвано от филтриране през активен въглен, е надежден начин за пречистване на повърхностните води от феноли, нефтопродукти, пестициди и тежки метали (окислително-сорбционно пречистване).
Пречистване и дезинфекция на вода в птицеферми и ферми
Озониране в птицеферма. Доставянето на дезинфекцирана с озон вода в поилки за домашни птици и животни не само помага за намаляване на честотата и риска от масови епидемии, но също така причинява ускорено наддаване на тегло при птиците и животните.
Пречистване и дезинфекция на отпадъчни води
Озонът избелва отпадъчните води.
С помощта на озонирането отпадъчните води могат да бъдат приведени в съответствие със строгите изисквания на рибните резервоари за съдържание на феноли, нефтопродукти и повърхностноактивни вещества, както и микробиологични показатели.
Озониране на водата за дезинфекция на храни и оборудване
Както бе споменато по-горе, срокът на годност на озонираната вода по време на процеса на бутилиране се увеличава значително поради факта, че водата от продукта придобива свойствата на дезинфекционен разтвор.
По време на обработката на храни, замърсеното оборудване размножава бактерии, които са източник на силни миризми на гниене и гниене. Изплакването на оборудването с озонирана вода след отстраняване на основната част от замърсителите води до дезинфекция на повърхностите, освежаващ ефект върху въздуха в помещението и подобряване на общото санитарно-хигиенно състояние на производството.
Озониране за хигиена. Водата за дезинфекция на оборудването, за разлика от озонирането на водата преди бутилиране, създава по-високи концентрации на озон.
По подобен начин рибата и морските дарове, труповете на домашни птици и зеленчуците могат да бъдат третирани с озонирана вода преди опаковането. Срокът на експлоатация на преработените продукти преди съхранение се увеличава, а външният им вид след съхранение се различава малко от пресните продукти.
5. Аспекти на безопасност при експлоатацията на озоново оборудване
Газообразният озон е токсичен и може да причини изгаряния на горните дихателни пътища и отравяне (като всеки друг силен окислител).
Максимално допустимата концентрация (МДК) на озон във въздуха на работната зона се регулира от GOST 12.1.005 "Общи санитарни и хигиенни изисквания за въздуха на работната зона", според който тя е 0,1 mg/m3.
Миризмата на озон се фиксира от човек в концентрации от 0,01-0,02 mg/m3, което е 5-10 пъти по-малко от ПДК, така че появата на лека миризма на озон в помещението не е алармен сигнал. За да се осигури надежден контрол на съдържанието на озон в производственото помещение, трябва да се монтират газови анализатори, които позволяват да се следи концентрацията на озон и при превишаване на ПДК да се вземат навременни мерки за намаляването му до безопасно ниво.
Всяка технологична схема, съдържаща озоново оборудване, трябва да бъде оборудвана с газов сепаратор, през който излишният (неразтворен) озон влиза в каталитичния деструктор, където се разлага до кислород. Такава система елиминира потока на озон във въздуха на производственото помещение.
Защото Озонът е най-силният окислител, всички газопроводи трябва да бъдат направени от озоноустойчиви материали като неръждаема стомана и флуоропласт.
По-долу ще се спрем на получаването на кислород от въздуха, но засега ще влезем в помещението, където работят електродвигателите и в което нарочно изключихме вентилацията.
Сами по себе си тези двигатели не могат да служат като източник на замърсяване на въздуха, тъй като не консумират нищо от въздуха и не изпускат нищо във въздуха. При дишане тук обаче се усеща известно дразнене в гърлото. Какво се случи с въздуха, който беше чист преди двигателите да стартират?
В това помещение работят така наречените колекторни двигатели. На подвижните контакти на двигателя - ламели - често се образува искра. При искра при висока температура молекулите на кислорода се комбинират една с друга, образувайки озон (O 3).
Кислородната молекула се състои от 2 атома, които винаги проявяват две валентности (0 = 0).
Как да си представим структурата на молекулата на озона? Валентността на кислорода не може да се промени: кислородните атоми в озона също трябва да имат двойна връзка. Следователно молекулата на озона обикновено се изобразява като триъгълник, в ъглите на който има 3 кислородни атома.
озон- газ със синкав цвят с остра специфична миризма. Образуването на озон от кислорода става при голямо поглъщане на топлина.
Думата "озон" е взета от гръцките "allos" - друг и "tropos" - обрат и означава образуване на прости вещества от същия елемент.
Озонът е алотропна модификация на кислорода. Това е проста субстанция. Неговата молекула се състои от 3 кислородни атома. В технологията озонът се произвежда в специални устройства, наречени озонатори.
В тези устройства кислородът се пропуска през тръба, в която е поставен електрод, свързан към източник на ток с високо напрежение. Вторият електрод е тел, навит от външната страна на тръбата. Между електродите се създава електрически разряд, в който от кислород се образува озон. Кислородът, напускащ озонатора, съдържа около 15 процента озон.
Озонът се образува и когато кислородът е изложен на лъчите на радиоактивния елемент радий или силен поток от ултравиолетови лъчи. Кварцовите лампи, които се използват широко в медицината, излъчват ултравиолетови лъчи. Ето защо в помещение, където кварцова лампа работи дълго време, въздухът става задушаващ.
Озонът може да се получи и по химичен път - чрез действието на концентрирана сярна киселина върху калиев перманганат или чрез окисляване на мокър фосфор.
Молекулите на озона са много нестабилни и лесно се разлагат, за да образуват молекулен и атомен кислород (О 3 = O 2 + O). Тъй като атомарният кислород окислява различни съединения изключително лесно, озонът е силен окислител. При стайна температура лесно окислява живака и среброто, които са доста стабилни в кислородна атмосфера.
Под въздействието на озона органичните багрила стават безцветни, а гумените изделия се разрушават, губят еластичността си и се напукват при леко компресиране.
Горими вещества като етер, алкохол, светлинен газ се запалват при контакт със силно озониран въздух. Памучната вата, през която преминава озониран въздух, също се запалва.
Силните окислителни свойства на озона се използват за дезинфекция на въздуха и водата. Озонираният въздух, преминаващ през водата, унищожава патогенните бактерии в нея и донякъде подобрява нейния вкус и цвят.
Озонирането на въздуха с цел унищожаване на вредните бактерии не се използва широко, тъй като за ефективно пречистване на въздуха е необходима значителна концентрация на озон, а при висока концентрация е вреден за човешкото здраве - причинява тежко задушаване.
В малки концентрации озонът е дори приятен. Това се случва например след гръмотевична буря, когато от кислорода на въздуха се образува озон в огромна електрическа искра от мигаща мълния, която постепенно се разпространява в атмосферата, причинявайки леко, приятно усещане при дишане. Същото преживяваме и в гората, особено в гъста борова гора, където под въздействието на кислород различни органични смоли се окисляват с отделяне на озон. Терпентинът, който е част от смолата на иглолистно дърво, се окислява особено лесно. Ето защо въздухът в иглолистните гори винаги съдържа известно количество озон.
При здрав човек въздухът от борова гора предизвиква приятно усещане. А за човек с болни бели дробове този въздух е полезен и необходим за лечение. Съветската държава използва богатите борови гори в различни региони на страната ни и създава там лечебни санаториуми.