Ozonul are o structură. Formula chimică a ozonului
OZONUL (O 3) este o modificare alotropică a oxigenului, molecula sa este formată din trei atomi de oxigen și poate exista în toate cele trei stări de agregare. Molecula de ozon are o structură unghiulară sub forma unui triunghi isoscel cu un vârf de 127 o . Cu toate acestea, nu se formează un triunghi închis, iar molecula are o structură în lanț de 3 atomi de oxigen cu o distanță între ei de 0,224 nm. Conform acestei structuri moleculare, momentul dipolului este de 0,55 debye. În structura electronică a moleculei de ozon, există 18 electroni care formează un sistem stabil mezomeric care există în diferite stări limită. Structurile ionice limită reflectă natura dipol a moleculei de ozon și explică comportamentul său specific de reacție în comparație cu oxigenul, care formează un radical cu doi electroni neperechi. Molecula de ozon este formată din trei atomi de oxigen. Formula chimică a acestui gaz este O 3 Reacția de formare a ozonului: 3O 2 + 68 kcal / mol (285 kJ / mol) ⇄ 2O 3 Greutatea moleculară a ozonului - 48 La temperatura camerei, ozonul este un gaz incolor cu miros caracteristic. Mirosul de ozon se simte la o concentratie de 10 -7 M. In stare lichida, ozonul este de culoare albastru inchis cu punctul de topire de -192,50 C. Ozonul solid este cristale negre cu punctul de fierbere de -111,9 g.C. La o temperatură de 0 gr. si 1 atm. = 101,3 kPa densitatea ozonului este de 2,143 g/l. În stare gazoasă, ozonul este diamagnetic și este împins în afara câmpului magnetic; în stare lichidă, este slab paramagnetic, adică. are propriul câmp magnetic și este atras în câmpul magnetic.
Proprietățile chimice ale ozonului
Molecula de ozon este instabilă și, la concentrații suficiente în aer în condiții normale, se transformă spontan în oxigen diatomic cu degajarea de căldură. O creștere a temperaturii și o scădere a presiunii cresc viteza de descompunere a ozonului. Contactul ozonului chiar și cu cantități mici de substanțe organice, unele metale sau oxizii acestora accelerează brusc conversia. Activitatea chimică a ozonului este foarte mare, este un agent oxidant puternic. Oxidează aproape toate metalele (cu excepția aurului, platinei și iridiului) și multe nemetale. Produsul de reacție este în principal oxigen. Ozonul se dizolvă în apă mai bine decât oxigenul, formând soluții instabile, iar viteza de descompunere în soluție este de 5-8 ori mai mare decât în faza gazoasă decât în faza gazoasă (Razumovsky SD, 1990). Acest lucru se datorează aparent nu specificului fazei condensate, ci reacțiilor sale cu impuritățile și ionul hidroxil, deoarece viteza de descompunere este foarte sensibilă la conținutul de impurități și pH. Solubilitatea ozonului în soluții de clorură de sodiu respectă legea lui Henry. Odată cu creșterea concentrației de NaCl într-o soluție apoasă, solubilitatea ozonului scade (Tarunina VN și colab., 1983). Ozonul are o afinitate electronică foarte mare (1,9 eV), ceea ce îi determină proprietățile de agent oxidant puternic, depășit doar de fluor (Razumovsky SD, 1990).Proprietățile biologice ale ozonului și efectul acestuia asupra corpului uman
Capacitatea mare de oxidare și faptul că radicalii liberi de oxigen se formează în multe reacții chimice care apar cu participarea ozonului fac acest gaz extrem de periculos pentru oameni. Cum afectează gazul ozon pe oameni:- Irită și dăunează țesuturilor respiratorii;
- Afectează colesterolul din sângele uman, formând forme insolubile, ceea ce duce la ateroscleroză;
- O ședere lungă într-un mediu cu o concentrație mare de ozon poate provoca infertilitate masculină.
- Concentrația maximă admisă unică maximă (MAC m.r.) în aerul atmosferic al zonelor populate 0,16 mg/m 3
- Concentrația maximă admisă zilnică medie (MPC d.s.) - 0,03 mg/m 3
- Concentrația maximă admisă (MAC) în aerul zonei de lucru este de 0,1 mg/m 3 (în același timp, pragul de simț al mirosului uman este aproximativ egal cu 0,01 mg/m 3).
Proprietăți nocive și benefice ale ozonului
Ozonul este prezent în două straturi ale atmosferei. Ozonul troposferic sau la nivelul solului, situat în stratul atmosferic cel mai apropiat de suprafața Pământului - în troposferă - este periculos. Este dăunător pentru oameni și pentru alte organisme vii. Are un efect dăunător asupra copacilor, culturilor. În plus, ozonul troposferic este unul dintre principalele „ingrediente” ale smogului urban. În același timp, ozonul stratosferic este foarte util. Distrugerea stratului de ozon format de acesta (ecran de ozon) duce la faptul că fluxul de radiații ultraviolete la suprafața pământului crește. Din această cauză, numărul de cancere de piele (inclusiv tipul cel mai periculos, melanomul) și de cazuri de cataractă este în creștere. Expunerea la ultraviolete puternice slăbește sistemul imunitar. Radiația UV excesivă poate fi, de asemenea, o problemă pentru agricultură, deoarece unele culturi sunt extrem de sensibile la lumina UV. În același timp, trebuie amintit că ozonul este un gaz otrăvitor, iar la nivelul suprafeței pământului este un poluant nociv. Vara, din cauza radiațiilor solare intense și a căldurii, în special se formează o mulțime de ozon dăunător în aer.Interacțiunea dintre ozon și oxigen unul cu celălalt. Asemănări și diferențe.
Ozonul este o formă alotropă a oxigenului. Alotropia este existența aceluiași element chimic sub forma a două sau mai multe substanțe simple. În acest caz, atât ozonul (O3), cât și oxigenul (O 2) sunt formați de elementul chimic O. Obținerea ozonului din oxigen De regulă, oxigenul molecular (O 2) acționează ca materie primă pentru obținerea ozonului, iar procesul în sine. este descrisă de ecuația 3O 2 → 2O 3. Această reacție este endotermă și ușor reversibilă. Pentru a deplasa echilibrul către produsul țintă (ozon), se aplică anumite măsuri. O modalitate de a produce ozon este utilizarea unei descărcări cu arc. Disocierea termică a moleculelor crește brusc odată cu creșterea temperaturii. Astfel, la T=3000K, conținutul de oxigen atomic este de ~10%. O temperatură de câteva mii de grade poate fi obținută folosind o descărcare cu arc. Cu toate acestea, la temperaturi ridicate, ozonul se descompune mai repede decât oxigenul molecular. Pentru a preveni acest lucru, echilibrul poate fi schimbat prin încălzirea mai întâi a gazului și apoi răcirea bruscă a acestuia. Ozonul în acest caz este un produs intermediar în timpul tranziției unui amestec de O 2 + O la oxigen molecular. Concentrația maximă de O 3 care se poate obține cu această metodă de producție ajunge la 1%. Acest lucru este suficient pentru majoritatea scopurilor industriale. Proprietățile oxidante ale ozonului Ozonul este un agent oxidant puternic, mult mai reactiv decât oxigenul diatomic. Oxidează aproape toate metalele și multe nemetale cu formarea oxigenului: 2 Cu 2+ (aq) + 2 H 3 O + (aq) + O 3 (g) → 2 Cu 3+ (aq) + 3 H 2 O (1) + O 2 (g) Ozonul poate participa la reacțiile de ardere, temperatura de ardere este mai mare decât în timpul arderii într-o atmosferă de oxigen biatomic: 3 C 4 N 2 + 4 O 3 → 12 CO + 3 N 2 Ozonul standard potențialul este de 2,07 V, prin urmare molecula de ozon este instabilă și se transformă spontan în oxigen odată cu degajarea de căldură. La concentrații mici, ozonul se descompune lent, la concentrații mari - cu o explozie, deoarece molecula sa are exces de energie. Încălzirea și contactul ozonului cu cantități neglijabile de substanțe organice (hidroxizi, peroxizi, metale cu valență variabilă, oxizi ai acestora) accelerează brusc transformarea. Dimpotrivă, prezența unor cantități mici de acid azotic stabilizează ozonul, iar în vasele din sticlă și unele materiale plastice sau metale pure, ozonul se descompune practic la -78 0 C. Afinitatea ozonului pentru un electron este de 2 eV. Doar fluorul și oxizii săi au o afinitate atât de puternică. Ozonul oxidează toate metalele (cu excepția aurului și a platinei), precum și majoritatea celorlalte elemente. Clorul reacționează cu ozonul pentru a forma hipoclor OCL. Reacțiile ozonului cu hidrogenul atomic sunt sursa formării radicalilor hidroxil. Ozonul are un maxim de absorbție în regiunea UV la o lungime de undă de 253,7 nm cu un coeficient molar de extincție: E = 2,900 Pe baza acestui fapt, determinarea fotometrică UV a concentrației de ozon împreună cu titrarea iodometrică este acceptată ca standarde internaționale. Oxigenul, spre deosebire de ozon, nu reacționează cu KI.Solubilitatea ozonului și stabilitatea acestuia în soluții apoase
Viteza de descompunere a ozonului în soluție este de 5-8 ori mai mare decât în faza gazoasă. Solubilitatea ozonului în apă este de 10 ori mai mare decât cea a oxigenului. Potrivit diferiților autori, coeficientul de solubilitate al ozonului în apă variază de la 0,49 la 0,64 ml ozon/ml apă. În condiții termodinamice ideale, echilibrul respectă legea lui Henry, adică concentrația unei soluții de gaz saturat este proporțională cu presiunea sa parțială. C S = B × d × Рi unde: С S este concentrația unei soluții saturate în apă; d este masa ozonului; Pi este presiunea parțială a ozonului; B este coeficientul de dizolvare; Îndeplinirea legii lui Henry pentru ozon ca gaz metastabil este condiționată. Dezintegrarea ozonului în faza gazoasă depinde de presiunea parțială. În mediul acvatic au loc procese care depășesc sfera de aplicare a legii lui Henry. In schimb, in conditii ideale, se aplica legea Gibs-Dukem-Margulesdu. În practică, se obișnuiește să se exprime solubilitatea ozonului în apă în termeni de raportul dintre concentrația de ozon într-un mediu lichid și concentrația de ozon în faza gazoasă: Saturația ozonului depinde de temperatură și calitatea apei, deoarece impuritățile organice și anorganice se modifică. pH-ul mediului. In aceleasi conditii in apa de la robinet, concentratia ozonului este de 13 mg/l, in apa bidistilata - 20 mg/l. Motivul pentru aceasta este degradarea semnificativă a ozonului din cauza diferitelor impurități ionice din apa potabilă.Dezintegrarea ozonului și timpul de înjumătățire (t 1/2)
În mediul acvatic, degradarea ozonului depinde în mare măsură de calitatea apei, temperatura și pH-ul mediului. O creștere a pH-ului mediului accelerează degradarea ozonului și, în același timp, reduce concentrația de ozon în apă. Procese similare apar cu creșterea temperaturii. Timpul de înjumătățire al ozonului în apa bidistilată este de 10 ore, în apa demineralizată - 80 de minute; în apă distilată - 120 de minute. Se știe că descompunerea ozonului în apă este un proces complex de reacții ale lanțurilor de radicali:
Cantitatea maximă de ozon din proba de apă este observată în 8-15 minute. După 1 oră, în soluție se observă doar radicali liberi de oxigen. Dintre acestea, cel mai important este radicalul hidroxil (OH') (Staehelin G., 1985), iar acest lucru trebuie luat în considerare la utilizarea apei ozonizate în scop terapeutic. Întrucât în practica clinică se folosesc apa ozonizată și soluția salină ozonizată, am evaluat aceste lichide ozonizate în funcție de concentrațiile utilizate în medicina casnică. Principalele metode de analiză au fost titrarea iodometrică și intensitatea chemiluminiscenței folosind un dispozitiv biochimiluminometru BKhL-06 (fabricat de Nijni Novgorod) (Kontorshchikova K.N., Peretyagin S.P., Ivanova I.P. 1995). Fenomenul de chemiluminiscență este asociat cu reacții de recombinare a radicalilor liberi formați în timpul descompunerii ozonului în apă. La procesarea a 500 ml de apă bi- sau distilată prin barbotare cu un amestec gazos ozon-oxigen cu o concentrație de ozon în intervalul 1000-1500 μg/l și un debit de gaz de 1 l/min timp de 20 de minute, se detectează chemiluminiscența în 160 de minute. Mai mult, în apa bidistilată, intensitatea luminiscenței este semnificativ mai mare decât în apa distilată, ceea ce se explică prin prezența impurităților care stinge luminiscența. Solubilitatea ozonului în soluții de NaCl respectă legea lui Henry, adică. scade odata cu cresterea concentratiei de sare. Soluția fiziologică a fost tratată cu ozon la o concentrație de 400, 800 și 1000 μg/l timp de 15 minute. Intensitatea totală a strălucirii (în mv) a crescut odată cu creșterea concentrației de ozon. Durata strălucirii este de 20 de minute. Acest lucru se datorează recombinării mai rapide a radicalilor liberi și, prin urmare, stingerii strălucirii datorită prezenței impurităților în soluția fiziologică. În ciuda potențialului de oxidare ridicat, ozonul are o selectivitate ridicată, care se datorează structurii polare a moleculei. Compușii care conțin duble legături libere (-C=C-) reacționează instantaneu cu ozonul. Ca rezultat, acizii grași nesaturați, aminoacizii aromatici și peptidele, în special cele care conțin grupări SH, sunt sensibile la ozon. Potrivit Krige (1953) (citat din Vieban R. 1994), produsul primar al interacțiunii moleculei de ozon cu substraturile bioorganice este o moleculă 1-3 dipolară. Această reacție este principala în interacțiunea ozonului cu substraturile organice la pH< 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).
Ozonarea compușilor aromatici are loc cu formarea de ozonide polimerice. Adăugarea de ozon rupe conjugarea aromatică din nucleu și necesită energie, astfel încât rata de ozonizare a omologilor se corelează cu energia de conjugare. Ozonarea hidrocarburilor uscate este asociată cu mecanismul de introducere. Ozonarea compușilor organici care conțin sulf și azot se desfășoară după cum urmează: 
Ozonidele sunt de obicei slab solubile în apă, dar bune în solvenți organici. Când este încălzită, acțiunea metalelor de tranziție se descompune în radicali. Cantitatea de ozonide dintr-un compus organic este determinată de numărul de iod. Cifra de iod este masa de iod în grame adăugată la 100 g de materie organică. În mod normal, pentru acizii grași, numărul de iod este 100-400, pentru grăsimile solide 35-85, pentru grăsimile lichide - 150-200. Pentru prima dată, ozonul ca agent antiseptic a fost testat de A. Wolff în 1915, în timpul Primului Război Mondial. În anii următori, informațiile despre utilizarea cu succes a ozonului în tratamentul diferitelor boli s-au acumulat treptat. Cu toate acestea, pentru o lungă perioadă de timp, s-au folosit doar metode de terapie cu ozon, asociate cu contacte directe ale ozonului cu suprafețele externe și diverse cavități ale corpului. Interesul pentru terapia cu ozon a crescut odată cu acumularea de date privind efectul biologic al ozonului asupra organismului și apariția rapoartelor din diverse clinici din întreaga lume despre utilizarea cu succes a ozonului în tratamentul unui număr de boli. Istoria utilizării medicale a ozonului începe în secolul al XIX-lea. Pionierii utilizării clinice a ozonului au fost oamenii de știință occidentali din America și Europa, în special, C. J. Kenworthy, B. Lust, I. Aberhart, E. Payer, E. A. Fisch, N. N. Wolff și alții. Se știa puțin despre utilizarea terapeutică a ozonului în Rusia. Abia în anii 60-70 au apărut în literatura internă mai multe lucrări despre ozonoterapia prin inhalare și despre utilizarea ozonului în tratamentul anumitor afecțiuni ale pielii, iar din anii 80 la noi această metodă a fost intens dezvoltată și utilizată pe scară largă. Bazele dezvoltării fundamentale a tehnologiilor de terapie cu ozon au fost în mare măsură determinate de activitatea Institutului de Fizică Chimică al Academiei de Științe Medicale a URSS. Cartea „Ozonul și reacțiile sale cu substanțele organice” (S. D. Razumovsky, G. E. Zaikov, Moscova, 1974) a fost punctul de plecare pentru fundamentarea mecanismelor efectului terapeutic al ozonului de către mulți dezvoltatori. Asociația Internațională a Ozonului (IOA), care a organizat 20 de congrese internaționale, este activă pe scară largă în lume, iar din 1991, medicii și oamenii de știință noștri au luat parte și la aceste congrese. Astăzi, problemele utilizării aplicate a ozonului, și anume în medicină, sunt considerate într-un mod complet nou. În intervalul terapeutic de concentrații și doze, ozonul prezintă proprietățile unui bioregulator puternic, un agent care poate îmbunătăți în mare măsură metodele medicinei tradiționale și acționează adesea ca agent de monoterapie. Utilizarea ozonului medical este o soluție calitativ nouă la problemele urgente în tratamentul multor boli. Tehnologiile de ozonterapie sunt utilizate în chirurgie, obstetrică și ginecologie, stomatologie, neurologie, patologie terapeutică, boli infecțioase, dermatologie și boli venerice și o serie de alte boli. Terapia cu ozon se caracterizează prin ușurință de execuție, eficiență ridicată, tolerabilitate bună, absența practică a efectelor secundare și este rentabilă. Proprietățile terapeutice ale ozonului în boli de diferite etiologii se bazează pe capacitatea sa unică de a influența organismul. Ozonul in doze terapeutice actioneaza ca agent imunomodulator, antiinflamator, bactericid, antiviral, fungicid, citostatic, antistres si analgezic. Capacitatea sa de a corecta în mod activ homeostazia perturbată a oxigenului a organismului deschide perspective mari pentru medicina restaurativă. O gamă largă de posibilități metodologice face posibilă utilizarea proprietăților curative ale ozonului cu o mare eficiență pentru terapia locală și sistemică. În ultimele decenii, au ieșit în prim-plan metodele asociate cu administrarea parenterală (intravenoasă, intramusculară, intraarticulară, subcutanată) a dozelor terapeutice de ozon, al căror efect terapeutic este asociat în principal cu activarea diferitelor sisteme vitale ale organismului. Amestecul gazos oxigen-ozon la concentrații mari (4000 - 8000 µg/l) de ozon în el este eficient în tratamentul rănilor puternic infectate, care se vindecă prost, gangrenă, escare, arsuri, leziuni fungice ale pielii etc. Ozonul în concentrații mari poate fi folosit și ca agent hemostatic. Concentrațiile scăzute de ozon stimulează repararea, promovează epitelizarea și vindecarea. În tratamentul colitei, proctitei, fistulelor și a unui număr de alte boli intestinale, se utilizează administrarea rectală a unui amestec de gaz oxigen-ozon. Ozonul dizolvat in ser fiziologic este folosit cu succes in peritonita pentru igienizarea cavitatii abdominale, iar apa distilata ozonizata in operatia maxilarului etc. Pentru administrarea intravenoasa se foloseste ozonul dizolvat in ser fiziologic sau in sangele pacientului. Pionierii Școlii Europene au postulat că Scopul principal al terapiei cu ozon este: „Stimularea și reactivarea metabolismului oxigenului fără a perturba sistemele redox”, ceea ce înseamnă că la calcularea dozelor pentru o sesiune sau curs, efectul terapeutic al ozonului ar trebui să fie în limitele în care metaboliții radicali ai oxigenului sau excesul de peroxid sunt aliniați enzimatic” (Z Rilling, R. Fiban 1996 in carte. Practica terapiei cu ozon).În practica medicală străină, pentru administrarea parenterală a ozonului, se utilizează în principal autohemoterapia mare și mică. Atunci când se efectuează o autohemoterapie mare, sângele prelevat de la pacient este amestecat bine cu un anumit volum de amestec de gaz oxigen-ozon și imediat picurarea este injectată înapoi în vena aceluiași pacient. Cu o mică autohemoterapie, sângele ozonizat este injectat intramuscular. Doza terapeutică de ozon în acest caz este menținută datorită volumelor fixe de gaz și concentrației de ozon în acesta. Realizările științifice ale oamenilor de știință autohtoni au început să fie raportate în mod regulat la congrese și simpozioane internaționale
- 1991 - Cuba, Havana,
- 1993 - SUA San Francisco,
- 1995 - Franța Lille,
- 1997 - Japonia, Kyoto,
- 1998 - Austria, Salzburg,
- 1999 – Germania, Baden-Baden,
- 2001 - Anglia, Londra,
- 2005 - Franța, Strasbourg,
- 2009 - Japonia, Kyoto,
- 2010 - Spania, Madrid
- 2011 Turcia (Istanbul), Franța (Paris), Mexic (Cancun)
- 2012 - Spania Madrid
Conferințe științifice și practice din întreaga Rusie cu participare internațională privind terapia cu ozon
I - "OZONUL ÎN BIOLOGIE ȘI MEDICINĂ" - 1992., N.Novgorod II - "OZONUL ÎN BIOLOGIE ȘI MEDICINĂ" - 1995., N.Novgorod III - "OZONUL ȘI METODE DE TERAPIE EFERENTĂ" - 1998., N.Novgorod IV - "OZONUL ȘI METODE DE TERAPIE EFERENTĂ" - 2000., N.Novgorod V - "OZONUL ÎN BIOLOGIE ȘI MEDICINĂ" - 2003., N.Novgorod VI - "OZONUL ÎN BIOLOGIE ȘI MEDICINĂ" - 2005., N.Novgorod„I Conferință privind terapia cu ozon a Uniunii Asiatico-Europene a terapeuților de ozon și a producătorilor de echipamente medicale”– 2006., Bolshoe Boldino, Regiunea Nijni Novgorod VII - „OZONUL ÎN BIOLOGIE ȘI MEDICINĂ” - 2007., N.Novgorod U111 – „Ozon, specii reactive de oxigen și metode de terapie intensivă în medicină” - 2009, Nijni Novgorod Până în 2000, școala rusă de ozonterapie și-a format în sfârșit propria abordare, diferită de cea europeană, a utilizării ozonului ca agent terapeutic. Principalele diferențe sunt utilizarea pe scară largă a soluției saline ca purtător de ozon, utilizarea unor concentrații și doze semnificativ mai mici de ozon, tehnologiile dezvoltate pentru prelucrarea extracorporală a unor volume mari de sânge (bypass cardiopulmonar ozonizat), alegerea individuală a dozelor și concentrațiilor de ozonul în ozonoterapia sistemică. Dorința majorității medicilor ruși de a utiliza cele mai scăzute concentrații eficiente de ozon reflectă principiul de bază al medicinei - „nu face rău”. Siguranța și eficacitatea metodelor rusești de terapie cu ozon au fost dovedite în mod repetat în relație cu diverse domenii ale medicinei. Ca rezultat al multor ani de cercetare clinică fundamentală a oamenilor de știință de la Nijni Novgorod, „a fost stabilită o regularitate necunoscută în formarea mecanismelor de adaptare a corpului mamiferelor sub expunere sistemică la doze terapeutice scăzute de ozon, care constă în faptul că declanșatorul este efectul ozonului asupra echilibrului pro și antioxidant al organismului și se datorează unei intensificări moderate a reacțiilor radicalilor liberi, care, la rândul lor, crește activitatea componentelor enzimatice și neenzimatice ale sistemului de apărare antioxidantă. ”(Kontorshchikova K.N., Peretyagin S.P.), pentru care autorii au primit o descoperire (Diploma nr. 309 din 16 mai 2006). În lucrările oamenilor de știință autohtoni, au fost dezvoltate noi tehnologii și aspecte ale utilizării ozonului în scopuri terapeutice:- Utilizarea pe scară largă a soluției saline (soluție de NaCl 0,9%) ca purtător de ozon dizolvat
- Utilizarea de concentrații și doze relativ scăzute de ozon pentru expunerea sistemică (administrare intravasculară și intraintestinală)
- Infuzii intraosoase de soluții ozonate
- Administrarea intracoronară de soluții cardioplegice ozonate
- Tratamentul cu ozon extracorporeal total al unor volume mari de sânge în timpul bypass-ului cardiopulmonar
- Ozonoterapia cu debit scăzut
- Administrarea intraportală a soluțiilor ozonizate
- Utilizarea ozonului în teatrul de operații
- Însoțirea terapiei sistemice cu ozon cu metode de control biochimic
- Ozonoterapia este o metodă non-medicamentală cu efect terapeutic care permite obținerea de rezultate pozitive în patologia de diverse origini.
- Efectul biologic al ozonului administrat parenteral se manifestă la nivelul concentraţiilor şi dozelor scăzute, care este însoţit de efecte terapeutice pozitive pronunţate clinic, care au o dependenţă pronunţată de doză.
- Experiența școlilor rusești și europene de terapie cu ozon arată că utilizarea ozonului ca agent terapeutic crește semnificativ eficacitatea terapiei medicamentoase și, în unele cazuri, face posibilă înlocuirea sau reducerea sarcinii farmacologice asupra pacientului. Pe fondul terapiei cu ozon, reacțiile și procesele pacientului dependente de oxigen proprii ale organismului bolnav sunt restaurate.
- Capacitățile tehnice ale ozonatoarelor medicale moderne cu capacități de dozare ultra-precise fac posibilă utilizarea ozonului în intervalul de concentrații terapeutice scăzute similare agenților farmacologici convenționali.
Ozonul este un cuvânt de origine greacă, care în traducere înseamnă „mirositoare”. Ce este ozonul? În esență, ozonul O3 este un gaz albastru cu un miros caracteristic care este asociat cu mirosul aerului după o furtună. Se simte mai ales în apropierea surselor de curent electric.
Istoria descoperirii ozonului de către oamenii de știință
Ce este ozonul? Cum a fost deschis? În 1785, fizicianul olandez Martin van Marum a efectuat mai multe experimente menite să studieze efectul curentului electric asupra oxigenului. Conform rezultatelor acestora, omul de știință a investigat apariția unei „materie electrice” specifice. Continuând să lucreze în această direcție, în 1850 a reușit să determine capacitatea ozonului de a interacționa cu compușii organici și proprietatea acestuia ca agent oxidant.
Proprietățile dezinfectante ale ozonului au fost utilizate pentru prima dată în 1898 în Franța. În orașul Bon Voyage a fost construită o fabrică care dezinfecta și dezinfecta apa din râul Vasyubi. În Rusia, prima instalație de ozonare a fost lansată la Sankt Petersburg în 1911.
Ozonul a fost utilizat pe scară largă în timpul primului război mondial ca antiseptic. Amestecul ozon-oxigen a fost folosit pentru tratarea bolilor intestinale, pneumonii, hepatite și a fost practicat pentru leziuni infecțioase după intervenții chirurgicale. Deosebit de activă în ozonare a început în 1980, impulsul pentru aceasta a fost apariția pe piață a fiabile și de economisire a energiei.În prezent, ozonul este folosit pentru a purifica aproximativ 95% din apă în Statele Unite și în toată Europa.
Tehnologia de generare a ozonului
Ce este ozonul? Cum se formează? În mediul natural, ozonul se găsește în atmosfera Pământului la o altitudine de 25 km. De fapt, este un gaz care se formează ca urmare a radiațiilor ultraviolete de la Soare. La suprafață, formează un strat gros de 19-35 km, care protejează Pământul de pătrunderea radiațiilor solare. Conform interpretării chimiștilor, ozonul este oxigen activ (un compus din trei atomi de oxigen). În stare gazoasă, este albastru, în stare lichidă are o nuanță indigo, iar în stare solidă este cristale albastru închis. O3 este formula sa moleculară.
Care este răul ozonului? Aparține celei mai înalte clase de pericol - este un gaz foarte toxic, a cărui toxicitate este echivalată cu categoria agenților de război chimic. Motivul apariției sale sunt descărcările electrice din atmosferă (3O2 = 2O3). În natură, îl poți simți după fulgere puternice. Ozonul interacționează bine cu alți compuși și este considerat unul dintre motivele pentru care este folosit pentru a ucide bacteriile, virușii, microorganismele, pentru a purifica apa și aerul.
Impactul negativ al ozonului
Ce face ozonul? O trăsătură caracteristică a acestui gaz este capacitatea de a interacționa rapid cu alte substanțe. Dacă în natură există un exces de indicatori normativi, atunci, ca urmare a interacțiunii sale cu țesuturile umane, pot apărea substanțe periculoase și boli. Ozonul este un agent oxidant puternic, la interacțiune cu care următoarele sunt distruse rapid:
- cauciuc natural;
- alte metale decât aur, platină și iridiu;
- Aparate;
- Electronică.
La concentrații mari de ozon în aer, are loc o deteriorare a sănătății și a bunăstării umane, în special:
- membrana mucoasă a ochilor este iritată;
- funcționarea sistemului respirator este perturbată, ceea ce va duce la paralizia plămânilor;
- există o oboseală generală a corpului;
- apar dureri de cap;
- posibile reacții alergice;
- arsuri în gât și greață;
- există un efect negativ asupra sistemului nervos.
Proprietăți utile ale ozonului
Ozonul purifică aerul? Da, în ciuda faptului că gazul său este foarte benefic pentru oameni. În concentrații mici, este remarcat pentru proprietățile sale excelente dezinfectante și dezodorizante. În special, are un efect dăunător asupra microorganismelor dăunătoare și provoacă distrugerea:
- virusuri;
- diverse tipuri de microbi;
- bacterii;
- ciuperci;
- microorganisme.
Cel mai adesea, ozonul este utilizat în timpul unei epidemii de gripă și a unor focare de boli infecțioase periculoase. Cu ajutorul ei, apa este purificată de diferite tipuri de impurități și compuși de fier, îmbogățindu-l în același timp cu oxigen și minerale.
Informații interesante despre ozon, domeniul său de aplicare
Proprietățile dezinfectante excelente și absența efectelor secundare au dus la apariția cererii de ozon și la utilizarea pe scară largă a acestuia în diferite sectoare ale economiei. Astăzi, ozonul este folosit cu succes pentru:
- satisface nevoile industriei farmaceutice;
- purificarea apei în acvarii și piscicole;
- dezinfectarea piscinei;
- scopuri medicale;
- proceduri cosmetice.
În industria medicală, ozonarea se practică pentru ulcere, arsuri, eczeme, varice, răni și boli dermatologice. În cosmetologie, ozonul este folosit pentru a combate îmbătrânirea pielii, celulita și excesul de greutate.
Efectul ozonului asupra activității vitale a ființelor vii
Ce este ozonul? Cum afectează viața de pe Pământ? Potrivit oamenilor de știință, 10% din ozon se află în troposferă. Acest ozon este o componentă integrală a smogului și acționează ca un poluant. Afectează negativ organele respiratorii ale oamenilor, animalelor și încetinește creșterea plantelor. Cu toate acestea, cantitatea sa este foarte mică pentru a dăuna semnificativ sănătății. O parte semnificativă a ozonului dăunător din compoziția smog-ului o reprezintă produsele funcționării mașinilor și centralelor electrice.
Mult mai mult ozon (aproximativ 90%) este în stratosferă. Acesta absoarbe radiațiile ultraviolete dăunătoare din punct de vedere biologic de la Soare, protejând astfel oamenii, flora și fauna de consecințe negative.
Ozonul este un gaz natural care, aflându-se în stratosferă, protejează populația planetei de efectele negative ale razelor ultraviolete. În medicină, această substanță este adesea folosită pentru a stimula hematopoieza și pentru a crește imunitatea. În același timp, odată cu formarea naturală a ozonului în troposferă, ca urmare a interacțiunii luminii directe a soarelui și a gazelor de eșapament, efectul său asupra corpului uman este opus. Inhalarea aerului cu o concentrație crescută de gaz poate duce nu numai la o exacerbare a reacțiilor alergice, ci și la dezvoltarea tulburărilor neurologice.
Caracteristicile ozonului
Ozonul este un gaz compus din trei atomi de oxigen. În natură, se formează ca urmare a acțiunii directe a razelor solare asupra oxigenului atomic.
În funcție de formă și temperatură, culoarea ozonului poate varia de la albastru deschis la albastru închis. Conexiunea moleculelor din acest gaz este foarte instabilă - la câteva minute după formare, substanța se descompune în atomi de oxigen.
Ozonul este un agent oxidant puternic, datorită căruia este adesea folosit în industrie, știința rachetelor și medicină. În condiții de producție, acest gaz este prezent în timpul sudării, procedurilor de electroliză a apei și fabricării peroxidului de hidrogen.
Răspunzând la întrebarea dacă ozonul este otrăvitor sau nu, experții dau un răspuns afirmativ. Acest gaz aparține celei mai înalte clase de toxicitate, care corespunde multor agenți de război chimic, inclusiv acidul cianhidric.
Efectul gazului asupra unei persoane
Pe parcursul a numeroase studii, oamenii de știință au ajuns la concluzia că efectul ozonului asupra corpului uman depinde de cât de mult gaz intră în plămâni împreună cu aerul. Următoarele concentrații maxime admisibile de ozon au fost stabilite de către Organizația Mondială a Sănătății:
- în zona rezidențială - până la 30 μg / m 3;
- în zona industrială - nu mai mult de 100 mcg / m 3.
O singură doză maximă a substanței nu trebuie să depășească 0,16 mg/m3.
Influență negativă
Efectele negative ale ozonului asupra organismului sunt adesea observate la persoanele care au de a face cu acest gaz într-un mediu de producție: specialiști în industria rachetelor, lucrători care folosesc ozonizatoare și lămpi cu ultraviolete.
Expunerea pe termen lung și regulată la ozon a unei persoane duce la următoarele consecințe:
- iritarea sistemului respirator;
- dezvoltarea astmului;
- depresie respiratorie;
- risc crescut de a dezvolta reacții alergice;
- creșterea posibilității de a dezvolta infertilitate masculină;
- scăderea imunității;
- creșterea celulelor cancerigene.
Patru grupuri de oameni sunt cele mai afectate de ozon: copiii, cei cu hipersensibilitate, sportivii în aer liber și bătrânii. În plus, zona de risc include și pacienți cu patologii cronice ale sistemului respirator și cardiovascular.
Ca urmare a contactului în condiții industriale cu ozonul lichid, care se cristalizează la o temperatură de -200 de grade Celsius, pot apărea degerături profunde.
impact pozitiv
Cantitatea maximă de ozon se găsește în stratul stratosferic al învelișului aerian al planetei. Stratul de ozon situat acolo contribuie la absorbția celei mai dăunătoare părți a razelor ultraviolete din spectrul solar.
În doze atent ajustate, ozonul medical sau un amestec de oxigen-ozon are un efect benefic asupra organismului uman, datorită căruia este adesea folosit în scopuri medicinale.
Sub supravegherea medicului curant, utilizarea acestei substanțe vă permite să obțineți următoarele rezultate:
Povești de la cititorii noștri
Vladimir
61 de ani
- eliminarea deficienței de oxigen;
- intensifică procesele redox care au loc în organism;
- reduce efectele intoxicației prin eliminarea toxinelor;
- eliminarea sindromului de durere;
- îmbunătățește fluxul sanguin și asigură alimentarea cu sânge a tuturor organelor;
- restabilește buna funcționare a ficatului în diferitele sale boli, inclusiv hepatita.
În plus, utilizarea terapiei cu ozon în practica medicală poate îmbunătăți starea generală a pacientului: stabilizează somnul, reduce nervozitatea, crește imunitatea și elimină oboseala cronică.
Datorită capacității sale de a oxida alte elemente chimice, ozonul este adesea folosit ca dezinfectant. Această substanță vă permite să luptați eficient cu ciupercile, virușii și bacteriile.
Utilizarea ozonizatoarelor
Proprietățile pozitive descrise furnizate de ozon au dus la producerea și utilizarea în condiții industriale și casnice a ozonizatoarelor - dispozitive care produc oxigen trivalent.
Utilizarea unor astfel de dispozitive în industrie vă permite să desfășurați următoarele activități:
- dezinfectați aerul din cameră;
- distruge mucegaiul și ciupercile;
- dezinfectează apa și canalizarea;
În instituțiile medicale, ozonizatoarele sunt utilizate pentru dezinfecția spațiilor, sterilizarea instrumentelor și consumabilelor.
Utilizarea ozonizatoarelor este comună acasă. Astfel de dispozitive sunt adesea folosite pentru a îmbogăți aerul cu oxigen, a dezinfecta apa și a elimina virușii și bacteriile din vase sau articole de uz casnic folosite de o persoană cu o boală infecțioasă.
Când utilizați un ozonator în viața de zi cu zi, trebuie respectate toate condițiile specificate de producătorul dispozitivului. Este strict interzis să fii în interior când dispozitivul este pornit, precum și să bei imediat apă purificată cu acesta.
Simptome de otrăvire
Pătrunderea unei concentrații mari de ozon în corpul uman prin organele respiratorii sau interacțiunea prelungită cu această substanță poate provoca intoxicații severe. Simptomele intoxicației cu ozon pot apărea atât brusc - cu o singură inhalare a unei cantități mari din această substanță și pot fi detectate treptat - cu intoxicație cronică din cauza nerespectării condițiilor de muncă sau a regulilor de utilizare a ozonizatoarelor de uz casnic.
Sunt detectate primele semne de otrăvire din sistemul respirator:
- transpirație și arsuri în gât;
- dificultăți de respirație, dificultăți de respirație;
- incapacitatea de a respira adânc;
- apariția respirației frecvente și intermitente;
- durere în zona pieptului.
Când sunt expuse la gaze pe ochi, pot fi observate lăcrimarea acestora, apariția durerii, înroșirea membranei mucoase și vasodilatația. În unele cazuri, apare deteriorarea sau pierderea completă a vederii.
Cu un contact sistematic, ozonul poate afecta corpul uman în următoarele moduri:
- apar transformări structurale ale bronhiilor;
- se dezvoltă și se agravează diferite boli ale tractului respirator: pneumonie, bronșită, astm, emfizem;
- o scădere a volumului respirator duce la atacuri de sufocare și la încetarea completă a funcției respiratorii.
Pe lângă afectarea sistemului respirator, intoxicația cronică cu ozon implică procese patologice în funcționarea altor sisteme ale corpului:
- dezvoltarea tulburărilor neurologice - scăderea nivelului de concentrare și atenție, apariția durerilor de cap, tulburarea coordonării mișcărilor;
- exacerbarea bolilor cronice;
- încălcarea coagulării sângelui, dezvoltarea anemiei, apariția sângerării;
- exacerbarea reacțiilor alergice;
- încălcarea proceselor oxidative din organism, în urma cărora radicalii liberi se răspândesc și are loc distrugerea celulelor sănătoase;
- dezvoltarea aterosclerozei;
- deteriorarea funcționalității secretorii a stomacului.
Primul ajutor pentru otrăvirea cu ozon
Otrăvirea acută cu ozon poate duce la consecințe grave, chiar moarte, prin urmare, dacă se suspectează intoxicația, primul ajutor trebuie acordat imediat victimei. Înainte de sosirea specialiștilor, este necesar să se desfășoare următoarele activități:
- Scoateți victima din zona afectată cu o substanță toxică sau asigurați fluxul de aer proaspăt în cameră.
- Desfaceți îmbrăcămintea strânsă, oferiți persoanei o poziție pe jumătate așezată, împiedicând capul să se încline înapoi.
- În caz de încetare a respirației spontane și stop cardiac, efectuați măsuri de resuscitare - respirație artificială de la gură la gură și compresii toracice.
Dacă ozonul intră în contact cu ochii, clătiți cu multă apă curentă.
Dacă o persoană este expusă la ozon lichid, în niciun caz nu trebuie să încercați să îndepărtați hainele de pe victimă la locul de contact cu corpul. Înainte de sosirea specialiștilor, merită să spălați zona afectată cu apă din abundență.
Pe lângă acordarea primului ajutor victimei, este necesar să o predați imediat la o instituție medicală sau să apelați o ambulanță, deoarece măsurile suplimentare de intoxicație pot fi efectuate numai de personal medical calificat.
Tratamentul otrăvirii
Pentru a elimina otrăvirea cu ozon într-un spital medical, se iau următoarele măsuri:
- efectuați inhalații alcaline pentru a elimina iritația căilor respiratorii superioare;
- prescrie medicamente pentru oprirea tusei și restabilirea funcției respiratorii;
- în caz de insuficiență respiratorie acută, pacientul este conectat la un ventilator;
- cu leziuni oculare, se prescriu medicamente vasoconstrictoare și dezinfectante;
- în caz de otrăvire severă, se efectuează terapia pentru normalizarea funcțiilor sistemului cardiovascular;
- terapie antioxidantă.
Efecte
Expunerea prelungită la ozon asupra corpului uman în condiții necorespunzătoare de lucru sau încălcarea regulilor de utilizare a ozonizatorului duce la otrăvire cronică. Această condiție implică adesea dezvoltarea unor astfel de consecințe:
- Formarea tumorilor. Motivul acestui fenomen este efectul carcinogen al ozonului, care are ca rezultat deteriorarea genomului celular și dezvoltarea mutației acestora.
- dezvoltarea infertilității masculine. Odată cu inhalarea sistematică a ozonului, are loc o încălcare a spermatogenezei, din cauza căreia se pierde posibilitatea de procreare.
- patologii neurologice. O persoană are o încălcare a atenției, deteriorarea somnului, slăbiciune generală, apariția regulată a durerilor de cap.
Prevenirea
Pentru a evita otrăvirea cu ozon, experții recomandă să urmați aceste recomandări:
- Evitați să faceți sport în aer liber în timpul fierbinte al zilei, mai ales vara. Este indicat să se efectueze exerciții fizice în interior sau în zone îndepărtate de marile întreprinderi industriale și de autostrăzi largi, dimineața și seara.
- În sezonul cald este necesar să fie cât mai puțin în aer liber, mai ales în zonele cu poluare mare cu gaze.
- In cazul contactului cu ozonul in medii industriale, incaperea trebuie sa fie dotata cu ventilatie de evacuare. În plus, în timpul procesului de producție, este necesar să se utilizeze dispozitive de protecție, precum și senzori speciali care afișează nivelul de gaz din cameră. Timpul de contact direct cu ozonul trebuie să fie cât mai scurt posibil.
Atunci când alegeți un ozonizator de uz casnic, este important să acordați atenție caracteristicilor sale tehnice și disponibilității unui certificat corespunzător. Achiziționarea unui dispozitiv necertificat poate duce la toxicitate trivalentă a oxigenului. Înainte de a utiliza dispozitivul, trebuie să vă familiarizați cu regulile de funcționare și măsurile de precauție ale acestuia.
Intoxicația cu ozon este o afecțiune destul de gravă care necesită asistență medicală imediată. Prin urmare, merită să ne amintim că atunci când lucrați cu acest gaz sau utilizați ozonizatoare de uz casnic, merită să respectați măsurile de siguranță și, la cea mai mică suspiciune de otrăvire, contactați o instituție medicală.
În 1785, fizicianul olandez Van Marum, în timp ce efectua experimente cu electricitatea, a atras atenția asupra mirosului în timpul formării scânteilor într-o mașină electrică și asupra capacității de oxidare a aerului după trecerea scânteilor electrice prin acesta.
În 1840, omul de știință german Sheinbein, angajat în hidroliza apei, a încercat să o descompună în oxigen și hidrogen folosind un arc electric. Și apoi a descoperit că s-a format un gaz nou, necunoscut până acum științei, cu un miros specific. Denumirea de „ozon” a fost dată gazului de către Sheinbein datorită mirosului său caracteristic și provine din cuvântul grecesc „osien”, care înseamnă „miros”.
În 1857, cu ajutorul „tubului perfect de inducție magnetică” creat de Werner von Siemens, a fost construită prima instalație tehnică de ozon. În 1901, Siemens a construit prima stație hidroelectrică cu un generator de ozon în Wiesband.
Din punct de vedere istoric, utilizarea ozonului a început cu stațiile de tratare a apei potabile, când în 1898 a fost testată prima instalație pilot în orașul Saint Maur (Franța). Deja în 1907, prima instalație de ozonare a apei a fost construită în orașul Bon Voyage (Franța), pentru nevoile orașului Nisa. În 1911, la Sankt Petersburg a fost pusă în funcțiune o stație de ozonare a apei potabile (în prezent nu funcționează). În 1916, existau deja 49 de instalații pentru ozonarea apei potabile.
Până în 1977, peste 1.000 de instalații erau în funcțiune în întreaga lume. Ozonul s-a răspândit abia în ultimii 30 de ani, datorită apariției unor dispozitive fiabile și compacte pentru sinteza lui - ozonizatoare (generatoare de ozon).
În prezent, 95% din apa potabilă din Europa este tratată cu ozon. SUA se află în proces de trecere de la clorinare la ozonare. Există mai multe stații mari în Rusia (la Moscova, Nijni Novgorod și alte orașe).
2. Ozonul și proprietățile sale
Mecanismul de formare și formula moleculară a ozonului
Se știe că molecula de oxigen este formată din 2 atomi: O2. În anumite condiții, o moleculă de oxigen se poate disocia, adică. se descompun în 2 atomi separați. În natură, aceste condiții sunt create în timpul unei furtuni în timpul descărcărilor de electricitate atmosferică, iar în straturile superioare ale atmosferei, sub influența radiațiilor ultraviolete de la soare (stratul de ozon al Pământului). Mecanismul de formare și formula moleculară a ozonului. Cu toate acestea, atomul de oxigen nu poate exista separat și tinde să se regrupeze. În cursul unei astfel de rearanjamente, se formează molecule 3-atomice.
Molecula de ozon O moleculă formată din 3 atomi de oxigen, numită ozon sau oxigen activat, este o modificare alotropică a oxigenului și are formula moleculară O3 (d = 1,28 A, q = 116,5°).
Trebuie remarcat faptul că legătura celui de-al treilea atom din molecula de ozon este relativ slabă, ceea ce determină instabilitatea moleculei în ansamblu și tendința acesteia de a se autodegrada.
Proprietățile ozonului
Ozonul O3 este un gaz albăstrui cu un miros înțepător caracteristic, greutate moleculară 48 g/mol; densitate relativă la aer 1,657 (ozonul este mai greu decât aerul); densitate la 0°C si presiune 0,1 MPa 2,143 kg/m3. Obține ozon
În concentrații scăzute la nivelul de 0,01-0,02 mg/m3 (de cinci ori mai mici decât concentrația maximă admisă pentru om), ozonul conferă aerului un miros caracteristic de prospețime și puritate. Deci, de exemplu, după o furtună, mirosul subtil de ozon este asociat invariabil cu aerul curat.
După cum s-a menționat mai sus, molecula de ozon este instabilă și are proprietatea de a se autodegrada. Din cauza acestei proprietăți, ozonul este un agent oxidant puternic și un dezinfectant excepțional de eficient.
Potențialul de oxidare al ozonului
O măsură a eficienței unui oxidant este potențialul său electrochimic (de oxidare), exprimat în volți. Mai jos sunt valorile potențialului electrochimic al diferiților agenți oxidanți în comparație cu ozonul:
| Agent oxidant | Potential, V | În % din potențialul de ozon | Utilizarea unui agent oxidant în tratarea apei |
| Fluor (F2) | 2,87 | 139 | — |
| Ozon (O3) | 2,07 | 100 | + |
| Peroxid de hidrogen (H2O2) | 1,78 | 86 | + |
| Permanganat de potasiu (KMnO4) | 1,7 | 82 | + |
| Acid hipobromic (HOBr) | 1,59 | 77 | + |
| Acid hipocloric (HOCl) | 1,49 | 72 | + |
| Clor (Cl2) | 1,36 | 66 | + |
| Dioxid de clor (ClO2) | 1,27 | 61 | + |
| Oxigen (O2) | 1,23 | 59 | + |
| Acid cromic (H2CrO2) | 1,21 | 58 | — |
| Brom (Br2) | 1,09 | 53 | + |
| Acid azotic (HNO3) | 0,94 | 45 | — |
| Iod (I2) | 0,54 | 26 | — |
Tabelul arată că ozonul este cel mai puternic dintre toți oxidanții utilizați în tratarea apei.
Aplicație la fața locului
Instabilitatea ozonului impune utilizarea lui direct la locul de producere. Ozonul nu este supus ambalării, depozitării și transportului.
Solubilitatea ozonului în apă
În conformitate cu legea lui Henry, concentrația de ozon în apă crește odată cu creșterea concentrației de ozon în faza gazoasă amestecată în apă. În plus, cu cât temperatura apei este mai mare, cu atât concentrația de ozon în apă este mai mică.
Solubilitatea ozonului în apă este mai mare decât cea a oxigenului, dar mai mică decât cea a clorului de 12 ori. Dacă luăm în considerare 100% ozon, atunci concentrația limită a acestuia în apă este de 570 mg/l la o temperatură a apei de 20C. Concentrația de ozon din gaz la ieșirea instalațiilor moderne de ozonare ajunge la 14% în greutate. Mai jos este dependența concentrației de ozon dizolvat în apa distilată de concentrația de ozon din gaz și de temperatura apei.
| Concentrația de ozon în amestecul de gaze | Solubilitatea ozonului în apă, 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 |
Auto-descompunerea ozonului în apă și aer
Viteza de descompunere a ozonului în aer sau apă este estimată folosind timpul de înjumătățire, adică timpul necesar pentru ca concentrația de ozon să se înjumătățească.
Auto-descompunerea ozonului în apă (pH 7)
| Temperatura apei, °С | Jumătate de viață |
| 15 | 30 minute |
| 20 | 20 de minute |
| 25 | 15 minute |
| 30 | 12 minute |
| 35 | 8 minute |
Auto-descompunerea ozonului în aer
| Temperatura aerului, °C | Jumătate de viață |
| -50 | 3 luni |
| -35 | 18 zile |
| -25 | 8 zile |
| 20 | 3 zile |
| 120 | 1,5 ore |
| 250 | 1,5 secunde |
Din tabele se poate observa că soluțiile apoase de ozon sunt mult mai puțin stabile decât ozonul gazos. Datele despre degradarea ozonului în apă sunt date pentru apa pură, fără impurități dizolvate și în suspensie. Rata de descompunere a ozonului în apă crește de multe ori în următoarele cazuri:
1. în prezența impurităților în apă, oxidate de ozon (cererea chimică a apei în ozon)
2. cu turbiditate crescută a apei, deoarece la interfața dintre particule și apă, reacțiile de auto-descompunere a ozonului au loc mai rapid (cataliza)
3. atunci când sunt expuse la iradiere UV cu apă
3. Metode de producere a ozonului
În prezent, 2 metode de generare a ozonului sunt utilizate pe scară largă:
*Iradiere UV
* sub influența unei descărcări de tip corona silențioase (adică difuze, fără formarea de scântei)
1. Iradierea UV
Ozonul se poate forma în vecinătatea lămpilor UV, dar numai în concentrații mici (0,1% în greutate).
2. Descărcare corona
În același mod în care ozonul este produs prin descărcări electrice în timpul furtunilor, cantități mari de ozon sunt produse în generatoarele de ozon electrice moderne. Această metodă se numește descărcare corona. O tensiune înaltă este trecută printr-un curent de gaz care conține oxigen. Energia de înaltă tensiune împarte molecula de oxigen O2 în 2 atomi de O, care se combină cu molecula de O2 și formează ozonul O3.
Oxigenul pur care intră în generatorul de ozon poate fi înlocuit cu aer ambiental care conține un procent ridicat de oxigen.
Această metodă crește conținutul de ozon la 10-15% în greutate.
Consum de energie: 20 - 30 W/g O3 pentru aer 10 - 15 W/g O3 pentru oxigen
4. Utilizarea ozonului pentru purificarea și dezinfecția apei
Dezinfectarea apei
Ozonul distruge toate microorganismele cunoscute: bacterii, virusuri, protozoare, sporii acestora, chisturi etc.; în timp ce ozonul este cu 51% mai puternic decât clorul și acționează de 15-20 de ori mai repede. Virusul poliomielitei moare la o concentrație de ozon de 0,45 mg/l după 2 minute, iar din clor - doar 3 ore la 1 mg/l.
Ozonul acționează asupra formelor de spori ale bacteriilor de 300-600 de ori mai puternic decât clorul.
Ozonul distruge sistemul redox al bacteriilor și protoplasma acestora.
Coeficienți biologici letali (BL*) atunci când se utilizează diverși dezinfectanți
| Dezinfectant | Enterobacteriile | Viruși | controversă | chisturi |
| Ozon O3 | 500 | 5 | 2 | 0.5 |
| Acid hipocloros HOCl | 20 | 1 | 0.05 | 0.05 |
| hipoclorit OCl- | 0.2 | <0.02 | <0.0005 | 0.0005 |
| Cloramină NH2Cl | 0.1 | 0.0005 | 0.001 | 0.02 |
*Cu cât BLC este mai mare, cu atât dezinfectantul este mai puternic
Comparația dezinfectanților
| OZON | UV | CLOR | |
| E coli | da | da | da |
| Salmonella | da | da | da |
| Giardia | da | da | da |
| Legionar | da | Nu | Nu |
| Cripto-sporidiu | da | Nu | Nu |
| Virus | da | Nu | Nu |
| microalge | da | Nu | Nu |
| Risc de formare de trihalometani | Nu | Nu | da |
Dezodorizarea apei
Ozonarea oxidează impuritățile organice și minerale, care sunt sursa de mirosuri și gusturi. Apa tratată cu ozon conține mai mult oxigen și are gust de apă proaspătă de izvor.
Pregătirea finală a apei potabile pe liniile de îmbuteliere
Ozonare pe linia de îmbuteliere. Purificată și pregătită pentru îmbutelierea apei, saturată cu ozon, complet dezinfectată și pentru un timp relativ scurt propriu-zis 
dobândește proprietăți dezinfectante. Acest lucru crește siguranța microbiologică a procesului de îmbuteliere, apa ozonată sterilizează în mod fiabil pereții recipientului, dopul și golul de aer de sub dopul. Perioada de valabilitate a apei după ozonare crește de multe ori. Deosebit de eficient este tratarea combinată a apei cu ozon în combinație cu clătirea recipientului.
Oxidarea fierului, manganului, hidrogenului sulfurat
Fierul, manganul și hidrogenul sulfurat sunt ușor oxidate de ozon. În acest caz, fierul trece în hidroxid insolubil, care este apoi ușor reținut în filtre. Manganul este oxidat la ionul permanganat, care este ușor îndepărtat pe filtrele de carbon. Hidrogenul sulfurat, sulfurile și hidrosulfurile sunt transformate în sulfați inofensivi. Procesul de oxidare și formare a sedimentelor filtrabile în timpul ozonării se desfășoară în medie de 250 de ori mai rapid decât în timpul aerării. Deosebit de eficientă este utilizarea ozonului pentru deferizarea apelor care conțin complecși fier-organic și forme bacteriene de fier, mangan și hidrogen sulfurat.
Purificarea apelor de suprafață de impuritățile antropice
Ozonarea apei pre-clarificate urmată de filtrare prin cărbune activ este o modalitate fiabilă de purificare a apei de suprafață de fenoli, produse petroliere, pesticide și metale grele (tratament de oxidare-sorbție).
Purificarea și dezinfectarea apei în fermele și fermele avicole
Ozonarea la o fermă de păsări. Furnizarea cu apă dezinfectată cu ozon în bolurile de băut pentru păsări și animale nu numai că ajută la reducerea incidenței și riscului de epidemii în masă, dar provoacă și o creștere accelerată în greutate la păsări și animale.
Tratarea si dezinfectarea apelor uzate
Ozonul înălbește apele reziduale.
Cu ajutorul ozonării, apele uzate pot fi aduse în conformitate cu cerințele stricte ale rezervoarelor de pescuit pentru conținutul de fenoli, produse petroliere și agenți tensioactivi, precum și indicatorii microbiologici.
Ozonarea apei pentru igienizarea alimentelor si a echipamentelor
După cum sa menționat mai sus, termenul de valabilitate al apei ozonizate în timpul procesului de îmbuteliere crește semnificativ datorită faptului că apa din produs capătă proprietățile unei soluții dezinfectante.
În timpul procesării alimentelor, echipamentele contaminate generează bacterii, care sunt sursa de mirosuri puternice de descompunere și degradare. Clătirea echipamentului cu apă ozonată după îndepărtarea cea mai mare parte a contaminanților duce la dezinfecția suprafețelor, la un efect revigorant asupra aerului din încăpere și la îmbunătățirea stării generale sanitare și igienice a producției.
Ozonare pentru igienizare. Apa de igienizare a echipamentelor, spre deosebire de ozonarea apei înainte de îmbuteliere, creează concentrații mai mari de ozon.
În mod similar, peștele și fructele de mare, carcasele de pasăre și legumele pot fi tratate cu apă ozonizată înainte de ambalare. Durata de viață a produselor procesate înainte de depozitare crește, iar aspectul lor după depozitare diferă puțin de produsele proaspete.
5. Aspecte de siguranță în funcționarea echipamentelor cu ozon
Ozonul gazos este toxic și poate provoca arsuri ale căilor respiratorii superioare și otrăvire (ca orice alt agent oxidant puternic).
Concentrația maximă admisă (MAC) de ozon în aerul zonei de lucru este reglementată de GOST 12.1.005 „Cerințe generale sanitare și igienice pentru aerul zonei de lucru”, conform căreia este de 0,1 mg/m3.
Mirosul de ozon este fixat de o persoană în concentrații de 0,01-0,02 mg/m3, ceea ce este de 5-10 ori mai mic decât MPC, așa că apariția unui ușor miros de ozon în cameră nu este un semnal de alarmă. Pentru a asigura un control fiabil al conținutului de ozon din camera de producție, trebuie instalate analizoare de gaze care să permită monitorizarea concentrației de ozon și, dacă este depășit MPC, să ia măsuri în timp util pentru a-l reduce la un nivel sigur.
Orice schema tehnologica ce contine echipamente cu ozon trebuie sa fie echipata cu un separator de gaz, prin care ozonul in exces (nedizolvat) patrunde in destructorul catalitic, unde se descompune in oxigen. Un astfel de sistem elimină fluxul de ozon în aerul încăperii de producție.
pentru că ozonul este cel mai puternic agent oxidant, toate conductele de gaz trebuie să fie realizate din materiale rezistente la ozon, cum ar fi oțel inoxidabil și fluoroplastic.
Mai jos ne vom opri asupra obținerii de oxigen din aer, dar deocamdată vom intra în camera în care funcționează motoarele electrice și în care am oprit în mod intenționat ventilația.
În sine, aceste motoare nu pot servi ca sursă de poluare a aerului, deoarece nu consumă nimic din aer și nu eliberează nimic în aer. Cu toate acestea, atunci când respirați aici, se simte o oarecare iritație în gât. Ce s-a întâmplat cu aerul care era curat înainte de a porni motoarele?
În această cameră funcționează așa-numitele motoare colectoare. Pe contactele în mișcare ale motorului - lamele - se formează adesea o scânteie. Într-o scânteie la temperatură ridicată, moleculele de oxigen se combină între ele, formând ozon (O 3).
Molecula de oxigen este formată din 2 atomi, care prezintă întotdeauna două valențe (0 = 0).
Cum să ne imaginăm structura moleculei de ozon? Valența oxigenului nu se poate schimba: atomii de oxigen din ozon trebuie să aibă și o legătură dublă. Prin urmare, molecula de ozon este de obicei descrisă ca un triunghi, în colțurile căruia se află 3 atomi de oxigen.
Ozon- gaz de culoare albăstruie cu un miros specific ascuțit. Formarea ozonului din oxigen are loc cu o absorbție mare de căldură.
Cuvântul „ozon” este preluat din grecescul „allos” – altul și „tropos” – o întorsătură și înseamnă formarea unor substanțe simple din același element.
Ozonul este o modificare alotropă a oxigenului. Aceasta este o substanță simplă. Molecula sa este formată din 3 atomi de oxigen. În tehnologie, ozonul este produs în dispozitive speciale numite ozonizatoare.
În aceste dispozitive, oxigenul este trecut printr-un tub în care este plasat un electrod, conectat la o sursă de curent de înaltă tensiune. Al doilea electrod este un fir bobinat pe exteriorul tubului. Între electrozi se creează o descărcare electrică, în care se formează ozonul din oxigen. Oxigenul care iese din ozonator conține aproximativ 15 la sută ozon.
Ozonul se formează și atunci când oxigenul este expus la razele elementului radioactiv radiu sau la un flux puternic de raze ultraviolete. Lămpile cu cuarț, care sunt utilizate pe scară largă în medicină, emit raze ultraviolete. De aceea, într-o încăpere în care o lampă cu cuarț funcționează de mult timp, aerul devine sufocant.
Ozonul poate fi obtinut si pe cale chimica - prin actiunea acidului sulfuric concentrat asupra permanganatului de potasiu sau prin oxidarea fosforului umed.
Moleculele de ozon sunt foarte instabile și se descompun ușor pentru a forma oxigen molecular și atomic (О 3 = O 2 + O). Deoarece oxigenul atomic oxidează extrem de ușor diferiți compuși, ozonul este un agent oxidant puternic. La temperatura camerei, oxidează cu ușurință mercurul și argintul, care sunt destul de stabile într-o atmosferă de oxigen.
Sub influența ozonului, coloranții organici se decolorează, iar produsele din cauciuc sunt distruse, își pierd elasticitatea și crapă atunci când sunt ușor comprimate.
Substanțele combustibile precum eterul, alcoolul, gazul de iluminat se aprind în contact cu aerul puternic ozonizat. Se aprinde și vata prin care trece aerul ozonizat.
Proprietățile oxidante puternice ale ozonului sunt folosite pentru a dezinfecta aerul și apa. Aerul ozonat, trecut prin apă, distruge bacteriile patogene din ea și îi îmbunătățește oarecum gustul și culoarea.
Ozonarea aerului în scopul distrugerii bacteriilor dăunătoare nu este utilizată pe scară largă, deoarece o concentrație semnificativă de ozon este necesară pentru purificarea eficientă a aerului, iar în concentrație mare este dăunătoare sănătății umane - provoacă sufocare severă.
În concentrații mici, ozonul este chiar plăcut. Acest lucru se întâmplă, de exemplu, după o furtună, când ozonul se formează din oxigenul aerului într-o scânteie electrică uriașă de fulger intermitent, care se distribuie treptat în atmosferă, provocând o senzație ușoară, plăcută la respirație. Același lucru îl trăim în pădure, mai ales într-o pădure deasă de pini, unde, sub influența oxigenului, diferite rășini organice sunt oxidate cu eliberarea de ozon. Terebentina, care face parte din rășina unui conifer, se oxidează deosebit de ușor. De aceea, aerul din pădurile de conifere conține întotdeauna o anumită cantitate de ozon.
La o persoană sănătoasă, aerul unei păduri de pini provoacă o senzație plăcută. Și pentru o persoană cu plămâni bolnavi, acest aer este util și necesar pentru tratament. Statul sovietic folosește bogatele păduri de pin din diverse regiuni ale țării noastre și creează acolo sanatorie medicale.