doma
Nevihtna kanalizacija
Ozon ima strukturo. Kemična formula ozona

Ozon ima strukturo. Kemična formula ozona

OZON (O 3) je alotropna modifikacija kisika, njegova molekula je sestavljena iz treh atomov kisika in lahko obstaja v vseh treh agregacijskih stanjih. Molekula ozona ima kotno strukturo v obliki enakokrakega trikotnika z vrhom 127 o. Vendar se zaprt trikotnik ne oblikuje in ima molekula verižno strukturo 3 atomov kisika z razdaljo med njimi 0,224 nm. Glede na to molekularno strukturo je dipolni moment 0,55 debye. V elektronski strukturi molekule ozona je 18 elektronov, ki tvorijo mezomerno stabilen sistem, ki obstaja v različnih mejnih stanjih. Mejne ionske strukture odražajo dipolno naravo molekule ozona in pojasnjujejo njeno specifično reakcijsko obnašanje v primerjavi s kisikom, ki tvori radikal z dvema neparnima elektronoma. Molekula ozona je sestavljena iz treh atomov kisika. Kemična formula tega plina je O 3 Reakcija tvorbe ozona: 3O 2 + 68 kcal / mol (285 kJ / mol) ⇄ 2O 3 Molekulska masa ozona - 48 Pri sobni temperaturi je ozon brezbarven plin z značilnim vonjem. Vonj po ozonu čutimo pri koncentraciji 10 -7 M. V tekočem stanju je ozon temno modre barve s tališčem -192,50 C. Trden ozon so črni kristali z vreliščem -111,9 g.C. Pri temperaturi 0 gr. in 1 atm. = 101,3 kPa gostota ozona je 2,143 g/l. V plinastem stanju je ozon diamagneten in je izrinjen iz magnetnega polja, v tekočem stanju pa je šibko paramagneten, t.j. ima svoje magnetno polje in je vlečeno v magnetno polje.

Kemijske lastnosti ozona

Molekula ozona je nestabilna in se pri zadostnih koncentracijah v zraku v normalnih pogojih spontano spremeni v dvoatomski kisik s sproščanjem toplote. Zvišanje temperature in znižanje tlaka povečata hitrost razgradnje ozona. Stik ozona s celo majhnimi količinami organskih snovi, nekaterih kovin ali njihovih oksidov, močno pospeši transformacijo. Kemična aktivnost ozona je zelo visoka, je močan oksidant. Oksidi skoraj vse kovine (z izjemo zlata, platine in iridija) in številne nekovine. Reakcijski produkt je predvsem kisik. Ozon se v vodi raztopi bolje kot kisik in tvori nestabilne raztopine, hitrost njegovega razpada v raztopini pa je 5-8 krat večja kot v plinski fazi kot v plinski fazi (Razumovsky SD, 1990). To očitno ni posledica posebnosti kondenzirane faze, temveč njenih reakcij z nečistočami in hidroksilnim ionom, saj je hitrost razgradnje zelo občutljiva na vsebnost nečistoč in pH. Topnost ozona v raztopinah natrijevega klorida je v skladu s Henryjevim zakonom. S povečanjem koncentracije NaCl v vodni raztopini se topnost ozona zmanjša (Tarunina VN et al., 1983). Ozon ima zelo visoko afiniteto do elektronov (1,9 eV), kar določa njegove lastnosti kot močan oksidant, ki ga prekaša le fluor (Razumovsky SD, 1990).

Biološke lastnosti ozona in njegov vpliv na človeško telo

Zaradi visoke oksidacijske sposobnosti in dejstva, da se prosti kisikovi radikali tvorijo v številnih kemičnih reakcijah, ki se pojavljajo s sodelovanjem ozona, je ta plin izjemno nevaren za ljudi. Kako ozon vpliva na ljudi:
  • Draži in poškoduje dihala;
  • Vpliva na holesterol v človeški krvi, pri čemer tvori netopne oblike, kar vodi v aterosklerozo;
  • Dolgo bivanje v okolju z visoko koncentracijo ozona lahko povzroči moško neplodnost.
V Ruski federaciji je ozon uvrščen v prvi, najvišji razred nevarnosti škodljivih snovi. Navodila za ozon:
  • Največja enkratna največja dovoljena koncentracija (MAC m.r.) v atmosferskem zraku naseljenih območij 0,16 mg / m 3
  • Povprečna dnevna največja dovoljena koncentracija (MPC d.s.) - 0,03 mg / m 3
  • Največja dovoljena koncentracija (MAC) v zraku delovnega območja je 0,1 mg/m 3 (hkrati je prag človekovega vonja približno enak 0,01 mg/m 3).
Visoka toksičnost ozona, in sicer njegova sposobnost učinkovitega uničenja plesni in bakterij, se uporablja za dezinfekcijo. Uporaba ozona namesto razkužil na osnovi klora lahko bistveno zmanjša onesnaževanje okolja s klorom, ki je med drugim nevaren za stratosferski ozon. Stratosferski ozon igra vlogo zaščitnega zaslona za vse življenje na zemlji in preprečuje prodor trdega ultravijoličnega sevanja na zemeljsko površino.

Škodljive in koristne lastnosti ozona

Ozon je prisoten v dveh plasteh ozračja. Troposferski ali prizemni ozon, ki se nahaja v sloju atmosfere, ki je najbližje Zemljinemu površju - v troposferi - je nevaren. Je škodljiv za ljudi in druge žive organizme. Škodljivo vpliva na drevesa, pridelke. Poleg tega je troposferski ozon ena glavnih »sestavin« mestnega smoga. Hkrati je stratosferski ozon zelo koristen. Uničenje ozonske plasti, ki jo tvori (ozonski zaslon), vodi v dejstvo, da se pretok ultravijoličnega sevanja na zemeljsko površino poveča. Zaradi tega se povečuje število kožnih rakov (vključno z najnevarnejšim tipom melanoma) in primerov sive mrene. Izpostavljenost močnemu ultravijoličnemu sevanju oslabi imunski sistem. Prekomerno UV sevanje je lahko težava tudi za kmetijstvo, saj so nekateri pridelki izjemno občutljivi na UV svetlobo. Hkrati je treba spomniti, da je ozon strupen plin, na ravni zemeljske površine pa je škodljivo onesnaževalo. Poleti se zaradi intenzivnega sončnega sevanja in vročine v zraku tvori predvsem veliko škodljivega ozona.

Interakcija ozona in kisika med seboj. Podobnosti in razlike.

Ozon je alotropna oblika kisika. Alotropija je obstoj istega kemičnega elementa v obliki dveh ali več preprostih snovi. V tem primeru tako ozon (O3) kot kisik (O 2) tvori kemični element O. Pridobivanje ozona iz kisika Praviloma molekularni kisik (O 2) deluje kot izhodišče za proizvodnjo ozona, sam proces pa je opisan z enačbo 3O 2 → 2O 3. Ta reakcija je endotermna in zlahka reverzibilna. Za premik ravnotežja proti ciljnemu produktu (ozonu) se uporabljajo določeni ukrepi. Eden od načinov za proizvodnjo ozona je uporaba obločnega razelektritve. Toplotna disociacija molekul se z naraščanjem temperature močno poveča. Tako je pri T=3000K vsebnost atomskega kisika ~10%. Z uporabo obločnega razelektritve je mogoče doseči temperaturo več tisoč stopinj. Vendar pa se pri visokih temperaturah ozon razgradi hitreje kot molekularni kisik. Da bi to preprečili, lahko ravnotežje premaknemo tako, da najprej segrejemo plin in ga nato nenadoma ohladimo. Ozon je v tem primeru vmesni produkt pri prehodu zmesi O 2 + O v molekularni kisik. Največja koncentracija O 3, ki jo lahko dobimo s tem načinom proizvodnje, doseže 1 %. To zadostuje za večino industrijskih namenov. Oksidacijske lastnosti ozona Ozon je močan oksidant, veliko bolj reaktiven kot dvoatomski kisik. Oksidira skoraj vse kovine in številne nekovine s tvorbo kisika: 2 Cu 2+ (aq) + 2 H 3 O + (aq) + O 3 (g) → 2 Cu 3+ (aq) + 3 H 2 O (1) + O 2 (g) Ozon lahko sodeluje v reakcijah zgorevanja, temperatura zgorevanja je višja kot pri zgorevanju v atmosferi dvoatomskega kisika: 3 C 4 N 2 + 4 O 3 → 12 CO + 3 N 2 Standardni ozon potencial je 2,07 V, zato je molekula ozona nestabilna in se s sproščanjem toplote spontano spremeni v kisik. Pri nizkih koncentracijah se ozon razgrajuje počasi, pri visokih koncentracijah - z eksplozijo, ker njegova molekula ima odvečno energijo. Segrevanje in stik ozona z zanemarljivimi količinami organskih snovi (hidroksidi, peroksidi, kovine spremenljive valence, njihovi oksidi) močno pospeši transformacijo. Nasprotno, prisotnost majhnih količin dušikove kisline stabilizira ozon, v posodah iz stekla in nekaterih plastičnih ali čistih kovin pa se ozon praktično razgradi pri -78 0 C. Afiniteta ozona za elektron je 2 eV. Samo fluor in njegovi oksidi imajo tako močno afiniteto. Ozon oksidira vse kovine (z izjemo zlata in platine), pa tudi večino drugih elementov. Klor reagira z ozonom in tvori hipoklor OCL. Reakcije ozona z atomskim vodikom so vir tvorbe hidroksilnih radikalov. Ozon ima absorpcijski maksimum v UV območju pri valovni dolžini 253,7 nm z molarnim ekstinkcionim koeficientom: E = 2,900 Na podlagi tega je UV fotometrično določanje koncentracije ozona skupaj z jodometrično titracijo sprejeto kot mednarodni standard. Kisik za razliko od ozona ne reagira s KI.

Topnost ozona in njegova stabilnost v vodnih raztopinah

Hitrost razgradnje ozona v raztopini je 5-8 krat višja kot v plinski fazi. Topnost ozona v vodi je 10-krat večja od topnosti kisika. Po mnenju različnih avtorjev se koeficient topnosti ozona v vodi giblje od 0,49 do 0,64 ml ozona/ml vode. V idealnih termodinamičnih pogojih ravnotežje upošteva Henryjev zakon, t.j. koncentracija nasičene plinske raztopine je sorazmerna njenemu parcialnemu tlaku. C S = B × d × Рi kjer je: С S koncentracija nasičene raztopine v vodi; d je masa ozona; Pi je delni tlak ozona; B je koeficient raztapljanja; Izpolnjevanje Henryjevega zakona za ozon kot metastabilen plin je pogojno. Razpad ozona v plinski fazi je odvisen od parcialnega tlaka. V vodnem okolju potekajo procesi, ki presegajo obseg Henryjevega zakona. Namesto tega v idealnih pogojih velja zakon Gibs-Dukem-Margulesdu. V praksi je običajno topnost ozona v vodi izraziti z razmerjem med koncentracijo ozona v tekočem mediju in koncentracijo ozona v plinski fazi: nasičenost ozona je odvisna od temperature in kakovosti vode, saj se organske in anorganske nečistoče spreminjajo. pH medija. Pod enakimi pogoji v vodi iz pipe je koncentracija ozona 13 mg/l, v bidestilirani vodi - 20 mg/l. Razlog za to je precejšen razpad ozona zaradi različnih ionskih nečistoč v pitni vodi.

Razpad ozona in razpolovna doba (t 1/2)

V vodnem okolju je razpad ozona močno odvisen od kakovosti vode, temperature in pH okolja. Povečanje pH medija pospešuje razpad ozona in hkrati zmanjšuje koncentracijo ozona v vodi. Podobni procesi se pojavljajo z naraščanjem temperature. Razpolovna doba ozona v bidestilirani vodi je 10 ur, v demineralizirani vodi - 80 minut; v destilirani vodi - 120 minut. Znano je, da je razgradnja ozona v vodi zapleten proces reakcij radikalnih verig: Največjo količino ozona v vzorcu vode opazimo v 8-15 minutah. Po 1 uri v raztopini opazimo samo proste kisikove radikale. Med njimi je najpomembnejši hidroksilni radikal (OH') (Staehelin G., 1985), kar je treba upoštevati pri uporabi ozonirane vode v terapevtske namene. Ker se v klinični praksi uporabljata ozonizirana voda in ozonirana fiziološka raztopina, smo te ozonirane tekočine ovrednotili glede na koncentracije, ki se uporabljajo v domači medicini. Glavne metode analize so bile jodometrična titracija in intenzivnost kemiluminiscence z uporabo biokemiluminometra BKhL-06 (proizvajalca Nižni Novgorod) (Kontorshchikova K.N., Peretyagin S.P., Ivanova I.P. 1995). Pojav kemiluminiscence je povezan z rekombinacijskimi reakcijami prostih radikalov, ki nastanejo pri razgradnji ozona v vodi. Pri obdelavi 500 ml bi- ali destilirane vode z mehurčki z mešanico plina ozon-kisik s koncentracijo ozona v območju 1000-1500 μg/l in pretokom plina 1 l/min za 20 minut se zazna kemiluminiscenca v 160 minutah. Poleg tega je v bidestilirani vodi intenzivnost luminiscence bistveno višja kot v destilirani vodi, kar je razloženo s prisotnostjo nečistoč, ki dušijo luminiscenco. Topnost ozona v raztopinah NaCl upošteva Henryjev zakon, t.j. zmanjšuje z naraščajočo koncentracijo soli. Fiziološko raztopino smo 15 minut obdelali z ozonom v koncentraciji 400, 800 in 1000 μg/l. Skupna intenzivnost sijaja (v mv) se je povečevala z naraščajočo koncentracijo ozona. Trajanje žara je 20 minut. To je posledica hitrejše rekombinacije prostih radikalov in s tem gašenja sijaja zaradi prisotnosti nečistoč v fiziološki raztopini. Kljub visokemu oksidacijskemu potencialu ima ozon visoko selektivnost, kar je posledica polarne strukture molekule. Spojine, ki vsebujejo proste dvojne vezi (-C=C-), takoj reagirajo z ozonom. Posledično so nenasičene maščobne kisline, aromatske aminokisline in peptidi, zlasti tisti, ki vsebujejo SH skupine, občutljivi na ozon. Po Krigeju (1953) (citirano po Vieban R. 1994) je primarni produkt interakcije molekule ozona z bioorganskimi substrati 1-3 dipolarna molekula. Ta reakcija je glavna pri interakciji ozona z organskimi substrati pri 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). Ozoniranje aromatskih spojin poteka s tvorbo polimernih ozonidov. Dodatek ozona prekine aromatično konjugacijo v jedru in zahteva energijo, zato je hitrost ozoniranja homologov povezana z energijo konjugacije. Ozoniranje posušenih ogljikovodikov je povezano z mehanizmom vnosa. Ozoniranje organskih spojin, ki vsebujejo žveplo in dušik, poteka na naslednji način: Ozonidi so običajno slabo topni v vodi, dobro pa so v organskih topilih. Pri segrevanju se delovanje prehodnih kovin razgradi v radikale. Količina ozonidov v organski spojini je določena z jodnim številom. Jodno število je masa joda v gramih, dodana na 100 g organske snovi. Običajno je za maščobne kisline jodno število 100-400, za trdne maščobe 35-85, za tekoče maščobe - 150-200. Prvič je ozon kot antiseptično sredstvo testiral A. Wolff že leta 1915 med prvo svetovno vojno. V naslednjih letih so se postopoma kopičile informacije o uspešni uporabi ozona pri zdravljenju različnih bolezni. Vendar so se dolgo časa uporabljale le metode ozonoterapije, povezane z neposrednim stikom ozona z zunanjimi površinami in različnimi telesnimi votlinami. Zanimanje za ozonoterapijo se je povečalo z zbiranjem podatkov o biološkem učinku ozona na telo in pojavom poročil različnih klinik po svetu o uspešni uporabi ozona pri zdravljenju številnih bolezni. Zgodovina medicinske uporabe ozona se začne v 19. stoletju. Pionirji klinične uporabe ozona so bili zahodni znanstveniki v Ameriki in Evropi, zlasti C. J. Kenworthy, B. Lust, I. Aberhart, E. Payer, E. A. Fisch, N. N. Wolff in drugi. O terapevtski uporabi ozona v Rusiji je bilo malo znanega. Šele v 60-70-ih letih se je v domači literaturi pojavilo več del o inhalacijski ozonoterapiji in o uporabi ozona pri zdravljenju nekaterih kožnih bolezni, od 80. let prejšnjega stoletja pa se pri nas ta metoda intenzivno razvija in vse bolj uporablja. Temelje temeljnega razvoja tehnologij ozonoterapije so v veliki meri določili z delom Inštituta za kemijsko fiziko Akademije medicinskih znanosti ZSSR. Knjiga "Ozon in njegove reakcije z organskimi snovmi" (S. D. Razumovsky, G. E. Zaikov, Moskva, 1974) je bila izhodišče za utemeljitev mehanizmov terapevtskega učinka ozona s strani mnogih razvijalcev. Mednarodno združenje za ozon (IOA), ki je izvedlo 20 mednarodnih kongresov, je zelo aktivno v svetu, od leta 1991 pa se na teh kongresih udeležujejo tudi naši zdravniki in znanstveniki. Probleme uporabne uporabe ozona, in sicer v medicini, danes obravnavamo na povsem nov način. V terapevtskem območju koncentracij in odmerkov ozon kaže lastnosti močnega bioregulatorja, sredstva, ki lahko močno izboljša metode tradicionalne medicine, pogosto pa deluje tudi kot sredstvo za monoterapijo. Uporaba medicinskega ozona je kvalitativno nova rešitev nujnih težav pri zdravljenju številnih bolezni. Tehnologije ozonoterapije se uporabljajo v kirurgiji, porodništvu in ginekologiji, zobozdravstvu, nevrologiji, terapevtski patologiji, nalezljivih boleznih, dermatologiji in spolnih boleznih ter številnih drugih boleznih. Za ozonoterapijo je značilna enostavna izvedba, visoka učinkovitost, dobro prenašanje, praktična odsotnost stranskih učinkov in je stroškovno učinkovita. Zdravilne lastnosti ozona pri boleznih različnih etiologij temeljijo na njegovi edinstveni sposobnosti vplivanja na telo. Ozon v terapevtskih odmerkih deluje imunomodulatorno, protivnetno, baktericidno, protivirusno, fungicidno, citostatično, protistresno in analgetično sredstvo. Njegova sposobnost aktivnega popravljanja motene kisikove homeostaze telesa odpira velike možnosti za obnovitveno medicino. Široka paleta metodoloških možnosti omogoča uporabo zdravilnih lastnosti ozona z veliko učinkovitostjo za lokalno in sistemsko terapijo. V zadnjih desetletjih so v ospredje prišle metode, povezane s parenteralnim (intravenskim, intramuskularnim, intraartikularnim, subkutanim) dajanjem terapevtskih odmerkov ozona, katerih terapevtski učinek je povezan predvsem z aktivacijo različnih vitalnih sistemov telesa. Mešanica plinov kisik-ozon pri visokih (4000 - 8000 µg/l) koncentracijah ozona v njej je učinkovita pri zdravljenju močno okuženih, slabo celjenih ran, gangrene, preležanin, opeklin, glivičnih poškodb kože itd. Ozon v visokih koncentracijah se lahko uporablja tudi kot hemostatično sredstvo. Nizke koncentracije ozona spodbujajo reparacijo, pospešujejo epitelizacijo in celjenje. Pri zdravljenju kolitisa, proktitisa, fistul in številnih drugih črevesnih bolezni se uporablja rektalno dajanje plinske mešanice kisik-ozon. Ozon, raztopljen v fiziološki raztopini, se uspešno uporablja pri peritonitisu za sanacijo trebušne votline, ozonizirano destilirano vodo pa pri čeljustni kirurgiji itd. Za intravensko aplikacijo se uporablja ozon, raztopljen v fiziološki raztopini ali v pacientovi krvi. To so predpostavili pionirji Evropske šole glavni cilj ozonoterapije je: "Spodbujanje in reaktivacija metabolizma kisika brez motenj redoks sistemov", kar pomeni, da mora biti pri izračunu odmerkov za sejo ali tečaj terapevtski učinek ozona v mejah, v katerih so radikalni metaboliti kisika ali presežek peroksida encimsko usklajeni" (Z Rilling, R. Fiban 1996 v knjigi. Praksa ozonoterapije). V tuji medicinski praksi se za parenteralno dajanje ozona uporabljajo predvsem velika in majhna avtohemoterapija. Pri izvajanju obsežne avtohemoterapije se pacientu odvzeta kri temeljito zmeša z določeno količino plinske mešanice kisik-ozon in takoj po kapljicah vbrizga nazaj v veno istega bolnika. Z majhno avtohemoterapijo se ozonizirana kri injicira intramuskularno. Terapevtski odmerek ozona se v tem primeru vzdržuje zaradi fiksnih količin plina in koncentracije ozona v njem.

O znanstvenih dosežkih domačih znanstvenikov so začeli redno poročati na mednarodnih kongresih in simpozijih

  • 1991 - Kuba, Havana,
  • 1993 - ZDA San Francisco,
  • 1995 - France Lille,
  • 1997 - Japonska, Kjoto,
  • 1998 - Avstrija, Salzburg,
  • 1999 – Nemčija, Baden-Baden,
  • 2001 - Anglija, London,
  • 2005 - Francija, Strasbourg,
  • 2009 - Japonska, Kjoto,
  • 2010 - Španija, Madrid
  • 2011 Turčija (Istanbul), Francija (Pariz), Mehika (Cancun)
  • 2012 - Španija Madrid
Kliniki v Moskvi in ​​Nižnjem Novgorodu so postali znanstvena središča za razvoj ozonske terapije v Rusiji. Zelo kmalu so se jim pridružili znanstveniki iz Voroneža, Smolenska, Kirova, Novgoroda, Jekaterinburga, Saranska, Volgograda, Iževska in drugih mest. Širjenje ozonoterapevtskih tehnologij je zagotovo pripomoglo k rednemu izvajanju vseruskih znanstvenih in praktičnih konferenc z mednarodno udeležbo, ki se od leta 1992 organizirajo na pobudo Združenja ruskih ozonoterapevtov v Nižnjem Novgorodu in zbirajo strokovnjake iz vse države.

Vseruske znanstvene in praktične konference z mednarodno udeležbo o ozonski terapiji

I - "OZON V BIOLOGIJI IN MEDICINI" - 1992., N.Novgorod II - "OZON V BIOLOGIJI IN MEDICINI" - 1995., N.Novgorod III - "OZON IN METODE EFERENTNE TERAPIJE" - 1998., N.Novgorod IV - "OZON IN METODE EFERENTNE TERAPIJE" - 2000., N.Novgorod V - "OZON V BIOLOGIJI IN MEDICINI" - 2003., N.Novgorod VI - "OZON V BIOLOGIJI IN MEDICINI" - 2005., N.Novgorod“I konferenca o ozonoterapiji Azijsko-evropske zveze ozonoterapevtov in proizvajalcev medicinske opreme”– 2006., Bolshoe Boldino, regija Nižni Novgorod VII - "OZON V BIOLOGIJI IN MEDICINI" - 2007., N.Novgorod U111 – "Ozon, reaktivne kisikove vrste in metode intenzivne nege v medicini" - 2009, Nižni Novgorod Do leta 2000 je ruska šola ozonoterapije končno oblikovala svoj, drugačen od evropskega, pristop k uporabi ozona kot terapevtskega sredstva. Glavne razlike so široka uporaba fiziološke raztopine kot nosilca ozona, uporaba bistveno nižjih koncentracij in odmerkov ozona, razvite tehnologije za ekstrakorporalno obdelavo velikih količin krvi (ozoniziran kardiopulmonalni bypass), individualna izbira odmerkov in koncentracij ozona. ozon pri sistemskem zdravljenju z ozonom. Želja večine ruskih zdravnikov po uporabi najnižjih učinkovitih koncentracij ozona odraža osnovno načelo medicine - "ne škodi". Varnost in učinkovitost ruskih metod ozonoterapije je bila večkrat potrjena in dokazana na različnih področjih medicine. Kot rezultat dolgoletnih temeljnih kliničnih raziskav znanstvenikov iz Nižnjega Novgoroda je bila »ugotovljena neznana pravilnost pri oblikovanju prilagoditvenih mehanizmov telesa sesalcev ob sistemski izpostavljenosti nizkim terapevtskim odmerkom ozona, ki je v tem, da sprožilec je učinek ozona na pro- in antioksidativno ravnovesje telesa in je posledica zmernega intenziviranja reakcij prostih radikalov, kar posledično poveča aktivnost encimskih in neencimskih komponent antioksidantnega obrambnega sistema. ”(Kontorshchikova K.N., Peretyagin S.P.), za katero so avtorji prejeli odkritje (Diploma št. 309 z dne 16. maja 2006). V delih domačih znanstvenikov so bile razvite nove tehnologije in vidiki uporabe ozona v terapevtske namene:
  • Široka uporaba fiziološke raztopine (0,9 % raztopina NaCl) kot nosilca raztopljenega ozona
  • Uporaba relativno nizkih koncentracij in odmerkov ozona za sistemsko izpostavljenost (intravaskularno in intraintestinalno dajanje)
  • Intraosalne infuzije ozoniziranih raztopin
  • Intrakoronarna uporaba ozoniranih kardioplegičnih raztopin
  • Popolna ekstrakorporalna ozonska obdelava velikih količin krvi med kardiopulmonalnim obvodom
  • Terapija z nizkim pretokom ozona
  • Intraportalna uporaba ozoniziranih raztopin
  • Uporaba ozona v prizorišču operacij
  • Spremljanje sistemske ozonoterapije z biokemičnimi kontrolnimi metodami
V letih 2005-2007 prvič v svetovni praksi v Rusiji je ozonoterapija dobila uradni status na državni ravni v obliki odobritve s strani Ministrstva za zdravje in socialni razvoj Ruske federacije novih medicinskih tehnologij za uporabo ozona v dermatologiji in kozmetologiji, porodništvo in ginekologija ter travmatologija. Trenutno v naši državi poteka aktivno delo za širjenje in uvajanje metode ozonoterapije. Analiza ruskih in evropskih izkušenj z ozonoterapijo nam omogoča, da naredimo pomembne zaključke:
  1. Ozonoterapija je metoda terapevtskega učinka brez zdravil, ki omogoča doseganje pozitivnih rezultatov pri patologijah različnega izvora.
  2. Biološki učinek parenteralno danega ozona se kaže na ravni nizkih koncentracij in odmerkov, kar spremljajo klinično izraziti pozitivni terapevtski učinki, ki imajo izrazito odvisnost od odmerka.
  3. Izkušnje ruske in evropske šole ozonoterapije kažejo, da uporaba ozona kot terapevtskega sredstva znatno poveča učinkovitost zdravljenja z zdravili, v nekaterih primerih pa omogoča nadomestitev ali zmanjšanje farmakološke obremenitve bolnika. V ozadju ozonoterapije se obnovijo lastne reakcije, odvisne od kisika, in procesi obolelega organizma.
  4. Tehnične zmogljivosti sodobnih medicinskih ozonatorjev z izjemno natančnimi dozirnimi zmogljivostmi omogočajo uporabo ozona v območju nizkih terapevtskih koncentracij, podobnih običajnim farmakološkim sredstvom.

Ozon je beseda grškega izvora, ki v prevodu pomeni »vošljiv«. Kaj je ozon? Ozon O3 je v svojem bistvu modri plin z značilnim vonjem, ki je povezan z vonjem zraka po nevihti. Še posebej se čuti v bližini virov električnega toka.

Zgodovina odkritja ozona s strani znanstvenikov

Kaj je ozon? Kako je bilo odprto? Leta 1785 je nizozemski fizik Martin van Marum izvedel več poskusov, katerih cilj je bil preučiti učinek električnega toka na kisik. Po njihovih rezultatih je znanstvenik raziskal pojav specifične "električne snovi". Ko je nadaljeval z delom v tej smeri, mu je leta 1850 uspelo ugotoviti sposobnost ozona za interakcijo z organskimi spojinami in njegovo lastnost kot oksidant.

Razkužilne lastnosti ozona so bile prvič uporabljene leta 1898 v Franciji. V mestu Bon Voyage so zgradili obrat, ki je razkužil in razkužil vodo iz reke Vasyubi. V Rusiji je bila leta 1911 v Sankt Peterburgu zagnana prva tovarna za ozoniranje.

Ozon je bil med prvo svetovno vojno široko uporabljen kot antiseptik. Mešanica ozon-kisik je bila uporabljena za zdravljenje črevesnih bolezni, pljučnice, hepatitisa in je bila uporabljena za infekcijske lezije po operaciji. Posebej aktiven pri ozoniranju se je začel leta 1980, spodbuda za to je bil pojav na trgu zanesljivih in varčnih z energijo.Trenutno se ozon uporablja za čiščenje približno 95% vode v ZDA in po vsej Evropi.

Tehnologija proizvodnje ozona

Kaj je ozon? Kako nastane? V naravnem okolju se ozon nahaja v Zemljini atmosferi na nadmorski višini 25 km. Pravzaprav gre za plin, ki nastane kot posledica ultravijoličnega sevanja Sonca. Na površini tvori plast debeline 19-35 km, ki ščiti Zemljo pred prodiranjem sončnega sevanja. Po razlagi kemikov je ozon aktivni kisik (spojina treh atomov kisika). V plinastem stanju je modre barve, v tekočem stanju ima indigo odtenek, v trdnem stanju pa so temno modri kristali. O3 je njegova molekularna formula.

Kakšna je škoda ozona? Spada v najvišji razred nevarnosti - je zelo strupen plin, katerega strupenost je enačena v kategorijo kemičnih bojnih sredstev. Razlog za njegov videz so električni razelektritve v atmosferi (3O2 = 2O3). V naravi ga lahko občutite po močnih bliskah strele. Ozon dobro sodeluje z drugimi spojinami in velja za enega od razlogov, zakaj se uporablja za ubijanje bakterij, virusov, mikroorganizmov, za čiščenje vode in zraka.

Negativni vpliv ozona

Kaj naredi ozon? Značilna lastnost tega plina je sposobnost hitre interakcije z drugimi snovmi. Če je v naravi presežek normativnih kazalnikov, se lahko zaradi njegove interakcije s človeškimi tkivi pojavijo nevarne snovi in ​​bolezni. Ozon je močan oksidant, pri interakciji s katerim se hitro uničijo:

  • naravna guma;
  • kovine, razen zlata, platine in iridija;
  • Naprave;
  • elektronika.

Pri visokih koncentracijah ozona v zraku pride do poslabšanja zdravja in dobrega počutja ljudi, zlasti:

  • sluznica oči je razdražena;
  • delovanje dihalnega sistema je moteno, kar bo povzročilo paralizo pljuč;
  • obstaja splošna utrujenost telesa;
  • pojavijo se glavoboli;
  • možne alergijske reakcije;
  • pekoč občutek v grlu in slabost;
  • obstaja negativen učinek na živčni sistem.

Koristne lastnosti ozona

Ali ozon čisti zrak? Da, kljub temu, da je plin zelo koristen za ljudi. V majhnih koncentracijah je znan po svojih odličnih dezinfekcijskih in deodorantnih lastnostih. Zlasti škodljivo vpliva na škodljive mikroorganizme in povzroča uničenje:

  • virusi;
  • različne vrste mikrobov;
  • bakterije;
  • glive;
  • mikroorganizmi.

Najpogosteje se ozon uporablja med epidemijo gripe in izbruhi nevarnih nalezljivih bolezni. Z njegovo pomočjo se voda očisti iz različnih vrst nečistoč in železovih spojin, hkrati pa jo obogati s kisikom in minerali.

Zanimive informacije o ozonu, njegovem obsegu

Odlične razkužilne lastnosti in odsotnost stranskih učinkov so privedle do pojava povpraševanja po ozonu in njegove široke uporabe v različnih sektorjih gospodarstva. Danes se ozon uspešno uporablja za:

  • zadovoljiti potrebe farmacevtske industrije;
  • čiščenje vode v akvarijih in ribogojnicah;
  • dezinfekcija bazena;
  • medicinske namene;
  • kozmetični postopki.

V medicinski industriji se ozoniranje izvaja za razjede, opekline, ekceme, krčne žile, rane in dermatološke bolezni. V kozmetologiji se ozon uporablja za boj proti staranju kože, celulitu in prekomerni teži.

Vpliv ozona na vitalno aktivnost živih bitij

Kaj je ozon? Kako vpliva na življenje na Zemlji? Po mnenju znanstvenikov je 10 % ozona v troposferi. Ta ozon je sestavni del smoga in deluje kot onesnaževalo. Škodljivo vpliva na dihalne organe ljudi, živali in upočasnjuje rast rastlin. Vendar je njegova količina zelo majhna, da bistveno škoduje zdravju. Pomemben del škodljivega ozona v sestavi smoga predstavljajo produkti delovanja avtomobilov in elektrarn.

Veliko več ozona (približno 90%) je v stratosferi. Ta absorbira biološko škodljivo ultravijolično sevanje sonca in s tem ščiti ljudi, rastlinstvo in živalstvo pred negativnimi posledicami.

Ozon je zemeljski plin, ki v stratosferi ščiti prebivalstvo planeta pred negativnimi učinki ultravijoličnih žarkov. V medicini se ta snov pogosto uporablja za spodbujanje hematopoeze in povečanje imunosti. Hkrati je z naravno tvorbo ozona v troposferi kot posledica interakcije neposredne sončne svetlobe in izpušnih plinov njegov učinek na človeško telo nasproten. Vdihavanje zraka s povečano koncentracijo plina lahko privede ne le do poslabšanja alergijskih reakcij, temveč tudi do razvoja nevroloških motenj.

Značilnosti ozona

Ozon je plin, sestavljen iz treh atomov kisika. V naravi nastane kot posledica delovanja neposredne sončne svetlobe na atomski kisik.

Glede na obliko in temperaturo se lahko barva ozona razlikuje od svetlo modre do temno modre. Povezava molekul v tem plinu je zelo nestabilna – nekaj minut po nastanku se snov razgradi na atome kisika.

Ozon je močan oksidant, zaradi katerega se pogosto uporablja v industriji, raketni znanosti in medicini. V proizvodnih pogojih je ta plin prisoten pri varjenju, postopkih vodne elektrolize in izdelavi vodikovega peroksida.

Na vprašanje, ali je ozon strupen ali ne, strokovnjaki dajejo pritrdilen odgovor. Ta plin spada v najvišji razred strupenosti, kar ustreza številnim kemičnim bojnim sredstvom, vključno s cianovodikovo kislino.

Učinek plina na osebo

Med številnimi študijami so znanstveniki prišli do zaključka, da je učinek ozona na človeško telo odvisen od tega, koliko plina skupaj z zrakom vstopi v pljuča. Svetovna zdravstvena organizacija je določila naslednje najvišje dovoljene koncentracije ozona:

  • v stanovanjskem območju - do 30 μg / m 3;
  • v industrijskem območju - ne več kot 100 mcg / m 3.

Največji enkratni odmerek snovi ne sme presegati 0,16 mg / m 3.

Negativni vpliv

Negativne učinke ozona na telo pogosto opazimo pri ljudeh, ki se morajo ukvarjati s tem plinom v proizvodnem okolju: strokovnjaki v raketni industriji, delavci, ki uporabljajo ozonizatorje in ultravijolične sijalke.

Dolgotrajna in redna izpostavljenost ozonu na osebi vodi do naslednjih posledic:

  • draženje dihalnega sistema;
  • razvoj astme;
  • depresija dihanja;
  • povečano tveganje za razvoj alergijskih reakcij;
  • povečanje možnosti za razvoj moške neplodnosti;
  • zmanjšana imuniteta;
  • rast kancerogenih celic.

Ozon najbolj prizadene štiri skupine ljudi: otroci, preobčutljivi, športniki na prostem in starejši. Poleg tega območje tveganja vključuje bolnike s kroničnimi patologijami dihalnega in srčno-žilnega sistema.

Zaradi stika v industrijskih pogojih s tekočim ozonom, ki kristalizira pri temperaturi -200 stopinj Celzija, lahko pride do globokih ozeblin.

pozitiven vpliv

Največjo količino ozona najdemo v stratosferski plasti zračnega ovoja planeta. Ozonska plast, ki se nahaja tam, prispeva k absorpciji najbolj škodljivega dela ultravijoličnih žarkov sončnega spektra.

V skrbno prilagojenih odmerkih ima medicinski ozon ali mešanica kisik-ozona ugoden učinek na človeško telo, zaradi česar se pogosto uporablja v medicinske namene.

Pod nadzorom lečečega zdravnika uporaba te snovi omogoča doseganje naslednjih rezultatov:

Zgodbe naših bralcev


Vladimir
star 61 let

  • odpraviti pomanjkanje kisika;
  • povečati redoks procese v telesu;
  • zmanjšati učinke zastrupitve z odstranjevanjem toksinov;
  • odpraviti sindrom bolečine;
  • izboljšati pretok krvi in ​​zagotoviti oskrbo s krvjo v vseh organih;
  • obnoviti pravilno delovanje jeter pri različnih boleznih, vključno s hepatitisom.

Poleg tega lahko uporaba ozonoterapije v medicinski praksi izboljša splošno stanje bolnika: stabilizira spanec, zmanjša živčnost, poveča imuniteto in odpravi kronično utrujenost.

Zaradi svoje sposobnosti oksidacije drugih kemičnih elementov se ozon pogosto uporablja kot razkužilo. Ta snov vam omogoča učinkovit boj proti glivam, virusom in bakterijam.

Uporaba ozonizatorjev

Opisane pozitivne lastnosti, ki jih zagotavlja ozon, so privedle do proizvodnje in uporabe v industrijskih in domačih razmerah ozonizatorjev - naprav, ki proizvajajo trivalentni kisik.

Uporaba takšnih naprav v industriji vam omogoča izvajanje naslednjih dejavnosti:

  • razkužiti zrak v prostoru;
  • uničiti plesen in glive;
  • razkužiti vodo in kanalizacijo;

V zdravstvenih ustanovah se ozonizatorji uporabljajo za dezinfekcijo prostorov, sterilizacijo instrumentov in potrošnega materiala.

Uporaba ozonizatorjev je pogosta doma. Takšne naprave se pogosto uporabljajo za obogatitev zraka s kisikom, razkuževanje vode ter odstranjevanje virusov in bakterij iz posode ali gospodinjskih predmetov, ki jih uporablja oseba z nalezljivo boleznijo.

Pri uporabi ozonatorja v vsakdanjem življenju je treba upoštevati vse pogoje, ki jih je določil proizvajalec naprave. Strogo je prepovedano biti v zaprtih prostorih, ko je naprava vklopljena, pa tudi takoj piti vodo, prečiščeno z njo.

Simptomi zastrupitve

Prodor visoke koncentracije ozona v človeško telo skozi dihalne organe ali dolgotrajna interakcija s to snovjo lahko povzroči hudo zastrupitev. Simptomi zastrupitve z ozonom se lahko pojavijo tako ostro - z enkratnim vdihavanjem velike količine te snovi, kot tudi postopoma - s kronično zastrupitvijo zaradi neupoštevanja delovnih pogojev ali pravil za uporabo gospodinjskih ozonizatorjev.

Prvi znaki zastrupitve dihal so odkriti:

  • potenje in pekoč občutek v grlu;
  • kratka sapa, kratka sapa;
  • nezmožnost globokega vdiha;
  • pojav pogostega in občasnega dihanja;
  • bolečine v predelu prsnega koša.

Pri izpostavljenosti plinom na očeh lahko opazimo njihovo solzenje, pojav bolečine, pordelost sluznice in vazodilatacijo. V nekaterih primerih pride do poslabšanja ali popolne izgube vida.

S sistematičnim stikom lahko ozon vpliva na človeško telo na naslednje načine:

  • pride do strukturnih preobrazb bronhijev;
  • razvijajo se in poslabšajo različne bolezni dihal: pljučnica, bronhitis, astma, emfizem;
  • zmanjšanje volumna dihanja vodi v napade zadušitve in popolno prenehanje dihalne funkcije.

Poleg vpliva na dihala kronična zastrupitev z ozonom vključuje patološke procese v delovanju drugih telesnih sistemov:

  • razvoj nevroloških motenj - zmanjšanje ravni koncentracije in pozornosti, pojav glavobolov, motena koordinacija gibov;
  • poslabšanje kroničnih bolezni;
  • kršitev strjevanja krvi, razvoj anemije, pojav krvavitev;
  • poslabšanje alergijskih reakcij;
  • kršitev oksidativnih procesov v telesu, zaradi česar se prosti radikali širijo in pride do uničenja zdravih celic;
  • razvoj ateroskleroze;
  • poslabšanje sekretorne funkcije želodca.

Prva pomoč pri zastrupitvi z ozonom

Akutna zastrupitev z ozonom lahko povzroči resne posledice, celo smrt, zato je treba v primeru suma zastrupitve žrtvi takoj zagotoviti prvo pomoč. Pred prihodom strokovnjakov je potrebno izvesti naslednje dejavnosti:

  1. Žrtev odstranite s prizadetega območja s strupeno snovjo ali zagotovite pretok svežega zraka v prostor.
  2. Odpnite tesna oblačila, dajte osebi napol sedeč položaj in preprečite, da bi se glava nagnila nazaj.
  3. V primeru prenehanja spontanega dihanja in srčnega zastoja izvedite ukrepe oživljanja - umetno dihanje iz ust v usta in stiskanje prsnega koša.

Če pride ozon v stik z očmi, jih sperite z veliko tekoče vode.

Če je oseba izpostavljena tekočemu ozonu, v nobenem primeru ne poskušajte odstraniti oblačil z žrtve na mestu stika s telesom. Pred prihodom strokovnjakov je vredno umiti prizadeto območje z veliko vode.

Poleg zagotavljanja prve pomoči žrtvi ga je treba nemudoma odpeljati v zdravstveno ustanovo ali poklicati rešilca, saj lahko nadaljnje ukrepe zastrupitve izvaja le usposobljeno medicinsko osebje.

Zdravljenje zastrupitve

Za odpravo zastrupitve z ozonom v zdravstveni bolnišnici se izvajajo naslednji ukrepi:

  • izvajati alkalne inhalacije za odpravo draženja zgornjih dihalnih poti;
  • predpisati zdravila za zaustavitev kašlja in obnovitev dihalne funkcije;
  • v primeru akutne respiratorne odpovedi je bolnik priključen na ventilator;
  • s poškodbami oči so predpisana vazokonstriktorska in dezinfekcijska zdravila;
  • v primeru hude zastrupitve se izvaja terapija za normalizacijo funkcij srčno-žilnega sistema;
  • antioksidantna terapija.

Učinki

Dolgotrajna izpostavljenost ozonu na človeškem telesu pri neustreznih delovnih pogojih ali kršitvi pravil za uporabo ozonizatorja vodi do kronične zastrupitve. To stanje pogosto povzroči razvoj takšnih posledic:

  • Nastajanje tumorjev. Razlog za ta pojav je rakotvorni učinek ozona, ki ima za posledico poškodbe celičnega genoma in razvoj njihove mutacije.
  • razvoj moške neplodnosti. Pri sistematičnem vdihavanju ozona pride do kršitve spermatogeneze, zaradi česar se izgubi možnost razmnoževanja.
  • nevrološke patologije. Oseba ima kršitev pozornosti, poslabšanje spanja, splošno šibkost, reden pojav glavobolov.

Preprečevanje

Da bi se izognili zastrupitvi z ozonom, strokovnjaki priporočajo upoštevanje teh priporočil:

  • V vročem dnevu, zlasti poleti, se vzdržite športnih aktivnosti na prostem. Telesne vaje je priporočljivo izvajati v zaprtih prostorih ali na območjih, oddaljenih od velikih industrijskih podjetij in širokih avtocest, zjutraj in zvečer.
  • V vroči sezoni je treba biti čim manj na prostem, zlasti na območjih z visoko onesnaženostjo s plini.
  • V primeru stika z ozonom v industrijskih okoljih mora biti prostor opremljen z izpušnim prezračevanjem. Poleg tega je med proizvodnim procesom potrebno uporabljati zaščitne naprave, pa tudi posebne senzorje, ki prikazujejo raven plina v prostoru. Čas neposrednega stika z ozonom naj bo čim krajši.

Pri izbiri gospodinjskega ozonatorja je pomembno biti pozoren na njegove tehnične lastnosti in razpoložljivost ustreznega certifikata. Nakup necertificirane naprave lahko povzroči trovalentno strupenost kisika. Pred uporabo naprave se morate seznaniti s pravili njenega delovanja in previdnostnimi ukrepi.

Zastrupitev z ozonom je precej resno stanje, ki zahteva takojšnjo zdravniško pomoč. Zato je vredno zapomniti, da je pri delu s tem plinom ali uporabi gospodinjskih ozonizatorjev vredno upoštevati varnostne ukrepe in ob najmanjšem sumu na zastrupitev se obrniti na zdravstveno ustanovo.

Leta 1785 je nizozemski fizik Van Marum med izvajanjem poskusov z elektriko opozoril na vonj pri nastajanju isker v električnem stroju in na oksidacijsko sposobnost zraka po prehodu električnih isker skozenj.

Leta 1840 je nemški znanstvenik Sheinbein, ki se je ukvarjal s hidrolizo vode, skušal z električnim lokom razgraditi na kisik in vodik. In potem je odkril, da je nastal nov, znanosti doslej neznan plin s posebnim vonjem. Ime "ozon" je plinu dal Sheinbein zaradi njegovega značilnega vonja, izhaja pa iz grške besede "osien", kar pomeni "vonj".

Leta 1857 je bila s pomočjo "popolne cevi magnetne indukcije", ki jo je ustvaril Werner von Siemens, zgrajena prva tehnična instalacija ozona. Leta 1901 je Siemens zgradil prvo hidroelektrarno z generatorjem ozona v Wiesbandu.

Zgodovinsko gledano se je uporaba ozona začela z napravami za pripravo pitne vode, ko je bila leta 1898 v mestu Saint Maur (Francija) testirana prva pilotna naprava. Že leta 1907 je bila v mestu Bon Voyage (Francija) zgrajena prva naprava za ozoniranje vode za potrebe mesta Nice. Leta 1911 je v Sankt Peterburgu začela obratovati postaja za ozoniranje pitne vode (trenutno ne obratuje). Leta 1916 je bilo že 49 naprav za ozoniranje pitne vode.

Do leta 1977 je delovalo več kot 1000 naprav po vsem svetu. Ozon je postal razširjen šele v zadnjih 30 letih, zahvaljujoč pojavu zanesljivih in kompaktnih naprav za njegovo sintezo - ozonizatorjev (generatorjev ozona).

Trenutno je 95 % pitne vode v Evropi obdelanih z ozonom. ZDA so v procesu prehoda s kloriranja na ozoniranje. V Rusiji je več velikih postaj (v Moskvi, Nižnjem Novgorodu in drugih mestih).

2. Ozon in njegove lastnosti

Mehanizem tvorbe ozona in molekulska formula

Znano je, da je molekula kisika sestavljena iz 2 atomov: O2. Pod določenimi pogoji lahko molekula kisika disociira, t.j. razpade na 2 ločena atoma. V naravi se te razmere ustvarijo med nevihto ob izpustih atmosferske elektrike, v zgornji atmosferi pa pod vplivom ultravijoličnega sevanja sonca (zemeljski ozonski plašč). Mehanizem nastanka in molekulska formula ozona. Vendar atom kisika ne more obstajati ločeno in se nagiba k ponovni združitvi. Med takšno preureditev nastanejo 3-atomske molekule.

Molekula ozona Molekula, sestavljena iz 3 atomov kisika, imenovana ozon ali aktivirani kisik, je alotropna modifikacija kisika in ima molekulsko formulo O3 (d = 1,28 A, q = 116,5°).

Opozoriti je treba, da je vez tretjega atoma v molekuli ozona relativno šibka, kar povzroča nestabilnost molekule kot celote in njeno nagnjenost k samorazpadu.

Lastnosti ozona

Ozon O3 je modrikast plin z značilnim ostrim vonjem, molekulska masa 48 g/mol; gostota glede na zrak 1,657 (ozon je težji od zraka); gostota pri 0°C in tlak 0,1 MPa 2,143 kg/m3. Pridobivanje ozona

V nizkih koncentracijah na ravni 0,01-0,02 mg/m3 (petkrat nižje od najvišje dovoljene koncentracije za človeka) ozon daje zraku značilen vonj po svežini in čistosti. Tako je na primer po nevihti subtilni vonj ozona vedno povezan s čistim zrakom.

Kot že omenjeno, je molekula ozona nestabilna in ima lastnost samorazpada. Prav zaradi te lastnosti je ozon močan oksidant in izjemno učinkovito razkužilo.

Oksidacijski potencial ozona

Merilo učinkovitosti oksidanta je njegov elektrokemični (oksidacijski) potencial, izražen v voltih. Spodaj so vrednosti elektrokemičnega potenciala različnih oksidantov v primerjavi z ozonom:

Oksidacijsko sredstvo Potencial, V V % potenciala ozona Uporaba oksidacijskega sredstva pri obdelavi vode
Fluor (F2) 2,87 139 —
ozon (O3) 2,07 100 +
vodikov peroksid (H2O2) 1,78 86 +
Kalijev permanganat (KMnO4) 1,7 82 +
Hipobromska kislina (HOBr) 1,59 77 +
klorovodikova kislina (HOCl) 1,49 72 +
klor (Cl2) 1,36 66 +
klorov dioksid (ClO2) 1,27 61 +
kisik (O2) 1,23 59 +
kromova kislina (H2CrO2) 1,21 58 —
brom (Br2) 1,09 53 +
dušikova kislina (HNO3) 0,94 45 —
jod (I2) 0,54 26 —

Tabela kaže, da je ozon najmočnejši od vseh oksidantov, ki se uporabljajo pri obdelavi vode.

Aplikacija na kraju samem

Nestabilnost ozona zahteva njegovo uporabo neposredno na mestu proizvodnje. Ozon ni predmet pakiranja, skladiščenja in transporta.

Topnost ozona v vodi

V skladu s Henryjevim zakonom se koncentracija ozona v vodi povečuje s povečanjem koncentracije ozona v plinski fazi, pomešani z vodo. Poleg tega višja kot je temperatura vode, nižja je koncentracija ozona v vodi.

Topnost ozona v vodi je višja od topnosti kisika, vendar nižja od topnosti klora za 12-krat. Če upoštevamo 100% ozon, potem je njegova mejna koncentracija v vodi 570 mg/l pri temperaturi vode 20C. Koncentracija ozona v plinu na izhodu sodobnih ozonatorjev doseže 14 mas. Spodaj je odvisnost koncentracije ozona, raztopljenega v destilirani vodi, od koncentracije ozona v plinu in temperature vode.

Koncentracija ozona v mešanici plinov Topnost ozona v vodi, 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

Samorazgradnja ozona v vodi in zraku

Hitrost razgradnje ozona v zraku ali vodi je ocenjena z uporabo razpolovne dobe, t.j. čas, potreben, da se koncentracija ozona prepolovi.

Samorazgradnja ozona v vodi (pH 7)

Temperatura vode, °C Polovično življenje
15 30 minut
20 20 minut
25 15 minut
30 12 minut
35 8 minut

Samorazgradnja ozona v zraku

Temperatura zraka, °C Polovično življenje
-50 3 mesece
-35 18 dni
-25 8 dni
20 3 dni
120 1,5 ure
250 1,5 sekunde

Iz tabel je razvidno, da so vodne raztopine ozona veliko manj stabilne od plinastega ozona. Podatki o razpadu ozona v vodi so podani za čisto vodo brez raztopljenih in suspendiranih nečistoč. Hitrost razpada ozona v vodi se večkrat poveča v naslednjih primerih:

1. v prisotnosti nečistoč v vodi, oksidiranih z ozonom (kemijska potreba po vodi v ozonu)
2. s povečano motnostjo vode, ker na vmesniku med delci in vodo se reakcije samorazgradnje ozona odvijajo hitreje (kataliza)
3. ko je izpostavljen UV obsevanju vode

3. Metode za proizvodnjo ozona

Trenutno se široko uporabljata dve metodi za pridobivanje ozona:

* UV obsevanje

* pod vplivom tihega (tj. razpršenega, brez tvorbe isker) koronskega razelektritve

1. UV obsevanje

Ozon se lahko tvori v bližini UV žarnic, vendar le v majhnih koncentracijah (0,1 mas. %).

2. Korona razelektritev

Na enak način, kot ozon nastaja z električnimi razelektritvami med nevihtami, se v sodobnih električnih generatorjih ozona proizvajajo velike količine ozona. Ta metoda se imenuje koronska razelektritev. Visoka napetost se prenaša skozi plinski tok, ki vsebuje kisik. Visokonapetostna energija razdeli molekulo kisika O2 na 2 O atoma, ki se združijo z molekulo O2 in tvorijo O3 ozon.

Čisti kisik, ki vstopa v generator ozona, lahko nadomestimo z zunanjim zrakom, ki vsebuje visok odstotek kisika.

Ta metoda poveča vsebnost ozona na 10-15 mas.%.

Poraba energije: 20 - 30 W/g O3 za zrak 10 - 15 W/g O3 za kisik

4. Uporaba ozona za čiščenje in dezinfekcijo vode

Dezinfekcija vode

Ozon uničuje vse znane mikroorganizme: bakterije, viruse, protozoe, njihove spore, ciste itd.; medtem ko je ozon 51 % močnejši od klora in deluje 15-20 krat hitreje. Virus poliomielitisa umre pri koncentraciji ozona 0,45 mg / l po 2 minutah, od klora - le 3 ure pri 1 mg / l.

Ozon deluje na sporne oblike bakterij 300-600-krat močneje kot klor.

Ozon uničuje redoks sistem bakterij in njihovo protoplazmo.

Biološki smrtni koeficienti (BLK*) pri uporabi različnih razkužil

Razkužilo Enterobakterije Virusi polemika ciste
Ozon O3 500 5 2 0.5
Hipoklorova kislina HOCl 20 1 0.05 0.05
hipoklorit OCl- 0.2 <0.02 <0.0005 0.0005
kloramin NH2Cl 0.1 0.0005 0.001 0.02

* Višji kot je BLC, močnejše je razkužilo

Primerjava razkužil

OZON UV KLOR
E. coli da da da
salmonelo da da da
Giardia da da da
Legionar da ne ne
Kriptosporidij da ne ne
Virus da ne ne
mikroalge da ne ne
Nevarnost tvorbe trihalometanov ne ne da

Dezodoracija vode

Ozoniranje oksidira organske in mineralne nečistoče, ki so vir vonjav in okusov. Voda, obdelana z ozonom, vsebuje več kisika in ima okus kot sveža izvirska voda.

Končna priprava pitne vode na polnilnih linijah
Ozoniranje na liniji za polnjenje. Prečiščena in pripravljena za polnjenje vode, nasičena z ozonom, popolnoma razkužena in za relativno kratek čas sama pridobi dezinfekcijske lastnosti. S tem se poveča mikrobiološka varnost postopka polnjenja, ozonirana voda zanesljivo sterilizira stene posode, zamašek in zračno režo pod zamaškom. Rok uporabnosti vode po ozoniranju se večkrat poveča. Še posebej učinkovita je kombinirana obdelava vode z ozonom v kombinaciji z izpiranjem posode.

Oksidacija železa, mangana, vodikovega sulfida

Železo, mangan in vodikov sulfid zlahka oksidira ozon. V tem primeru železo preide v netopen hidroksid, ki se nato zlahka zadrži v filtrih. Mangan se oksidira v permanganatni ion, ki se zlahka odstrani na ogljikovih filtrih. Vodikov sulfid, sulfidi in hidrosulfidi se pretvorijo v neškodljive sulfate. Proces oksidacije in tvorbe filtrirnih usedlin med ozoniranjem poteka v povprečju 250-krat hitreje kot pri prezračevanju. Posebej učinkovita je uporaba ozona za odmrzovanje voda, ki vsebujejo železo-organske komplekse in bakterijske oblike železa, mangana in vodikovega sulfida.

Čiščenje površinskih voda pred antropogenimi nečistočami

Ozoniranje predhodno bistrene vode, ki ji sledi filtracija skozi aktivno oglje, je zanesljiv način za čiščenje površinske vode od fenolov, naftnih derivatov, pesticidov in težkih kovin (oksidacijsko-sorpcijsko čiščenje).

Čiščenje in dezinfekcija vode na perutninskih farmah in farmah

Ozoniranje na perutninski farmi. Oskrba z ozonom razkužene vode v posode za pitje za perutnino in živali ne pomaga le zmanjšati pojavnost in tveganje množičnih epidemij, temveč povzroča tudi pospešeno pridobivanje telesne mase pri pticah in živalih.

Čiščenje in dezinfekcija odpadne vode

Ozon beli odpadno vodo.

S pomočjo ozoniranja lahko odpadno vodo uskladimo s strogimi zahtevami ribiških rezervoarjev glede vsebnosti fenolov, naftnih derivatov in površinsko aktivnih snovi ter mikrobioloških kazalcev.

Ozoniranje vode za razkuževanje hrane in opreme

Kot že omenjeno, se rok uporabnosti ozonizirane vode med ustekleničenjem znatno poveča zaradi dejstva, da proizvodna voda pridobi lastnosti razkužilne raztopine.

Pri predelavi hrane se na kontaminirani opremi razmnožujejo bakterije, ki so vir močnih vonjav po razpadanju in razpadanju. Izpiranje opreme z ozonirano vodo po odstranitvi večje količine onesnaževal vodi do dezinfekcije površin, osvežilnega učinka na zrak v prostoru in izboljšanja splošnega sanitarno-higienskega stanja proizvodnje.

Ozoniranje za sanitarije. Voda za čiščenje opreme v nasprotju z ozoniranjem vode pred ustekleničenjem ustvarja višje koncentracije ozona.

Podobno lahko ribe in morske sadeže, trupe perutnine in zelenjavo pred pakiranjem obdelamo z ozonizirano vodo. Življenjska doba predelanih izdelkov pred skladiščenjem se poveča, njihov videz po skladiščenju pa se malo razlikuje od svežih izdelkov.

5. Varnostni vidiki pri delovanju opreme za ozon

Plinasti ozon je strupen in lahko povzroči opekline in zastrupitve zgornjih dihalnih poti (kot kateri koli drug močan oksidant).

Največjo dovoljeno koncentracijo ozona (MAC) v zraku delovnega območja ureja GOST 12.1.005 "Splošne sanitarne in higienske zahteve za zrak delovnega območja", v skladu s katerim je 0,1 mg/m3.

Vonj po ozonu človek fiksira v koncentracijah 0,01-0,02 mg/m3, kar je 5-10 krat manj od MPC, zato pojav rahlega vonja po ozonu v prostoru ni alarmni signal. Za zagotovitev zanesljivega nadzora vsebnosti ozona v proizvodnem prostoru je treba vgraditi plinske analizatorje, ki omogočajo spremljanje koncentracije ozona in ob prekoračitvi MPC pravočasno sprejeti ukrepe za njeno znižanje na varno raven.

Vsaka tehnološka shema, ki vsebuje ozonsko opremo, mora biti opremljena s plinskim separatorjem, skozi katerega presežek (neraztopljenega) ozona vstopi v katalitični destruktor, kjer se razgradi na kisik. Tak sistem odpravlja pretok ozona v zrak proizvodnega prostora.

Ker ozon je najmočnejši oksidant, vsi plinovodi morajo biti izdelani iz materialov, odpornih na ozon, kot sta nerjavno jeklo in fluoroplastika.

V nadaljevanju se bomo zadržali na pridobivanju kisika iz zraka, za zdaj pa se bomo odpravili v prostor, kjer delujejo elektromotorji in v katerem smo namenoma izklopili prezračevanje.

Ti motorji sami po sebi ne morejo služiti kot vir onesnaževanja zraka, saj ne porabijo ničesar iz zraka in ničesar ne spuščajo v zrak. Vendar se pri dihanju tukaj čuti nekaj draženja v grlu. Kaj se je zgodilo z zrakom, ki je bil čist pred zagonom motorjev?

V tem prostoru delujejo tako imenovani kolektorski motorji. Na gibljivih kontaktih motorja - lamelah - se pogosto tvori iskra. V iskri pri visoki temperaturi se molekule kisika združijo med seboj in tvorijo ozon (O 3).

Molekula kisika je sestavljena iz 2 atomov, ki vedno kažeta dve valenci (0 = 0).

Kako si predstavljati strukturo molekule ozona? Valence kisika se ne more spremeniti: atomi kisika v ozonu morajo imeti tudi dvojno vez. Zato je molekula ozona običajno prikazana kot trikotnik, v vogalih katerega so 3 atomi kisika.

ozon- plin modrikaste barve z ostrim specifičnim vonjem. Nastajanje ozona iz kisika poteka z veliko absorpcijo toplote.

Beseda "ozon" je vzeta iz grškega "allos" - drugo in "tropos" - obrat in pomeni nastanek preprostih snovi iz istega elementa.

Ozon je alotropna modifikacija kisika. To je preprosta snov. Njegova molekula je sestavljena iz 3 atomov kisika. V tehnologiji se ozon proizvaja v posebnih napravah, imenovanih ozonizatorji.

V teh napravah kisik prehaja skozi cev, v kateri je nameščena elektroda, povezana z visokonapetostnim virom toka. Druga elektroda je žica, navita na zunanji strani cevi. Med elektrodama nastane električna razelektritev, v kateri iz kisika nastane ozon. Kisik, ki zapusti ozonator, vsebuje približno 15 odstotkov ozona.

Ozon nastane tudi, ko je kisik izpostavljen žarkom radioaktivnega elementa radija ali močnemu toku ultravijoličnih žarkov. Kvarčne sijalke, ki se pogosto uporabljajo v medicini, oddajajo ultravijolične žarke. Zato v prostoru, kjer kvarčna svetilka že dolgo deluje, zrak postane zadušljiv.

Ozon lahko pridobimo tudi kemično – z delovanjem koncentrirane žveplove kisline na kalijev permanganat ali z oksidacijo mokrega fosforja.

Molekule ozona so zelo nestabilne in se zlahka razgradijo v molekularni in atomski kisik (О 3 = O 2 + O). Ker atomski kisik izjemno enostavno oksidira različne spojine, je ozon močan oksidant. Pri sobni temperaturi zlahka oksidira živo srebro in srebro, ki sta v kisikovi atmosferi precej stabilna.

Pod vplivom ozona se organska barvila razbarvajo, gumijasti izdelki pa se uničijo, izgubijo elastičnost in pri rahlem stiskanju počijo.

Gorljive snovi, kot so eter, alkohol, svetlobni plin, se vžgejo v stiku z močno ozoniranim zrakom. Vžge se tudi vata, skozi katero poteka ozoniziran zrak.

Močne oksidativne lastnosti ozona se uporabljajo za razkuževanje zraka in vode. Ozoniran zrak, ki prehaja skozi vodo, uniči patogene bakterije v njej in nekoliko izboljša njen okus in barvo.

Ozoniranje zraka z namenom uničevanja škodljivih bakterij se ne uporablja široko, saj je za učinkovito čiščenje zraka potrebna znatna koncentracija ozona, v visoki koncentraciji pa je škodljiv za zdravje ljudi - povzroči hudo zadušitev.

V majhnih koncentracijah je ozon celo prijeten. To se na primer zgodi po nevihti, ko se iz kisika zraka tvori ozon v ogromni električni iskri utripajoče strele, ki se postopoma porazdeli v ozračju in povzroči lahek, prijeten občutek pri dihanju. Enako doživljamo v gozdu, predvsem v gostem borovem gozdu, kjer se pod vplivom kisika oksidirajo različne organske smole s sproščanjem ozona. Še posebej enostavno oksidira terpentin, ki je del smole iglavcev. Zato zrak v iglastih gozdovih vedno vsebuje nekaj ozona.

Pri zdravem človeku zrak borovega gozda povzroča prijeten občutek. In za osebo z bolnimi pljuči je ta zrak koristen in potreben za zdravljenje. Sovjetska država uporablja bogate borove gozdove v različnih regijah naše države in tam ustvarja zdravstvene sanatorije.



Razdelki