1. Что мы знаем об ОЗОНЕ?
Озон (от греческого ozon - пахнущий) - газ голубого цвета с резким запахом, сильный окислитель. Озон аллотроп кислорода. Молекулярная формула О3. Тяжелее кислорода в 2,5 раза. Используется для обеззараживания воды, продуктов питания и воздуха.
Технологии
Основываясь на технологии коронического разряда озона, был разработан многофункциональный анионный озонатор Green World, который использует озон для дезинфекции и стериализации.
Характеристики химического элемента озона
Озон, научное название которого О3, получается в процессе соединения трех атомов кислорода.Обладает высокими окислительными функциями, которые эффективны при дезинфекции и стеарилизации. Он способен уничтожить большинство бактерий в воде и воздухе. Его считают эффективным дезинфектором и антисептиком. Озон является важным компонентом атмосферы. В нашей атмосфере содержится 0.01ppm-0.04ppm озона, который балансирует уровень бактерий в природе. Озон также образуется в природе при разрядах молнии во время грозы. Во время электрического разряда молнии появляется приятный сладкий запах, который мы называем свежим воздухом.
Молекулы озона неустойчивы и очень быстро распадаются на молекулы кислорода. Благодаря этому качеству озон является ценным газом и очистителем воды. Молекулы озона соединяются с молекулами других веществ и распадаются, в итоге он окисляет органические соединения, превращая их в безвредные углекислый газ и воду. По причине того, что озон легко распадается на молекулы кислорода, он значительно менее токсичен, чем другие дезинфекционные вещества, такие как хлор. Эго твкже называют «самый чистый окислитель и дезинфикатор».
Свойства озона - убивает микроорганизмы
1. убивает бактерии
а) убивает большую часть коли-бактерий и стафилококков в воздухе
б) убивает 99.7% коли-бактерий и 99.9% стафилококков на поверхности предметов
в) убивает 100% of коли-бактерий, стафилококков и микробы группы сальмонелла в фосфатных соединениях
г) убивает 100% of коли-бактерий в воде
2. уничтожает споры бактерий
а) уничтожает brevibacteiumspores
б) способность уничтожать бактерии в воздухе
в) убивает 99.999% brevibacteiumspores в воде
3. разрушает вирусы
а) разрушает 99.99% HBsAg и 100% HAAg
б) разрушает вирус гриппа в воздухе
в) разрушает PVI и вирус Геппатита А в воде в течении нескольких секунд или минут
г) разрушает вирус SA-11 в воде
д) когда концентрация озона в сыворотке крови достигает 4мг/л, он способен разрушить HIV в 106cd50/ml
а) убивает 100% aspergillusversicolor и penicillium
б) убивает 100% aspergillusniger, fusariumoxysporumf.sp.melonogea и fusariumoxysporumf.sp. lycopersici
в) убивает aspergillus niger и candida bacteria
2. Как образуется озон в природе?
Образуется из молекулярного кислорода (О2) при электрическом разряде или под действием ультрафиолетового излучения. Особенно это ощутимо в местах, богатых кислородом: в лесу, в приморской зоне или около водопада. При попадании солнечных лучей, в капле воды кислород преобразуется в озон. Также Вы чувствуете запах озона после грозы, когда он образуется при электрическом разряде.
3. Почему воздух после грозы кажется чище?
Озон окисляет примеси органических веществ и обеззараживает воздух, придавая приятную свежесть (запах грозы). Характерный запах озона проявляется при концентрациях 10-7 %.
4. Что такое озоносфера? Каково ее влияние на жизнь на планете?
Основная масса озона в атмосфере расположена на высоте от 10 до 50 км с максимальной концентрацией на высоте 20-25 км, образуя слой, называемый озоносферой.
Озоносфера отражает жесткое ультрафиолетовое излучение, защищает живые организмы от губительного действия радиации. Именно, благодаря образованию "озона из кислорода воздуха стала возможна жизнь на суше.
5. Когда был открыт озон и какова история его использования?
Впервые озон описан в 1785г. голландским физиком Мак Ван Марум.
В 1832г. проф. Базельского университета Шонбейн опубликовал книгу «Получение озона химическим способом». Он же дал ему название «озон» от греческого «пахнущий».
В 1857г. Вернер фон Сименс сконструировал первую техническую установку для очистки питьевой воды. С тех пор озонирование позволяет получить гигиенически чистую воду.
К 1977г. во всем мире действует более 1000 установок по озонированию питьевой воды. В настоящее время 95% питьевой воды в Европе обрабатывается озоном. Большое распространение озонирование получило в Канаде и США. В России действует несколько крупных станций, которые используются для доочистки питьевой воды, подготовки воды плавательных бассейнов, при глубокой очистке сточных вод в оборотном водоснабжении автомобильных моек.
Впервые озон как антисептическое средство был использован во время первой мировой войны.
С 1935г. стали использовать ректально введение озонокислородной смеси для лечения различных заболеваний кишечника (проктит, геморрой, язвенный колит, свищи, подавление патогенных микроорганизмов, восстановление кишечной флоры).
Изучение действия озона позволили использовать его в хирургической практике при инфекционных поражениях, лечении туберкулеза, пневмонии, гепатитов, герпетической инфекции, анемии и пр.
В Москве в 1992г. под руководством Заслуженного деятеля науки РФ д.м.н. Змызговой А..В. создан «Научно-практический центр озонотерапии», где озон используется для лечения широкого круга заболеваний. Продолжаются разработки эффективных неповреждающих методов воздействия с использованием озона. Сегодня озон считается популярным и эффективным средством обеззараживания воды, воздуха и очищения продуктов питания. Так же кислородно-озоновые смеси используются в лечении различных заболеваний, косметологии и многих сферах хозяйствования.
6. Можно ли дышать озоном? Является ли озон вредным газом?
Действительно, дышать озоном высоких концентраций опасно, он способен сжечь слизистую оболочку дыхательных органов.
Озон является сильным окислителем. Здесь кроются его положительные и вредоносные свойства. Все зависит от концентрации, т.е. от процентного соотношения содержания озона в воздухе. Действие его подобно огню... В малых количествах он поддерживает и оздоравливает, в больших количествах - может погубить.
7. В каких случаях используются низкие и высокие концентрации озона?
Относительно высокие концентрации используются для дезинфекции, а более низкие концентрации озона не повреждают белковые структуры и способствуют заживлению.
8. Каково действие озона на вирусы?
Озон подавляет (инактивирует) вирус как вне, так и внутри клетки, частично разрушая его оболочку. Прекращается процесс его размножения и нарушается способность вирусов соединяться с клетками организма.
9. Как проявляется бактерицидное свойство озона при воздействии на микроорганизмы?
При воздействии озона на микроорганизмы, в том числе на дрожжи, локально повреждается их клеточная мембрана, что приводит к их гибели или невозможности размножаться. Отмечено повышение чувствительности микроорганизмов к антибиотикам.
В экспериментах установлено, что газообразный озон убивает практически все виды бактерий, вирусов, плесневых и дрожжеподобных грибов и простейших. Озон в концентрациях от 1 до 5 мг/л приводит к гибели 99,9% эшерихии коли, стрептококков, мукобактерий, филококков, кишечной и синегнойной палочек, протеев, клебсиеллы и др. в течении 4-20 мин.
10. Как действует озон в неживой природе?
Озон реагирует с большинством органических и неорганических веществ. В процессе реакций образуется кислород, вода, оксиды углерода и высшие оксиды других элементов. Все эти продукты не загрязняют окружающую среду и не приводят к образованию концерагенных веществ в отличие от соединений хлора и фтора.
11. Могут ли быть опасными соединения, образующиеся в жилых помещениях при озонировании воздуха?
Концентрации озона, создаваемые бытовым озонатором приводят к образованию безвредных соединений в жилых помещениях. В результате озонирования помещения происходит увеличение содержания кислорода в воздухе и очистка от вирусов и бактерий.
12. Какие соединения образуются в результате озонирования воздуха в закрытых помещениях?
Большинство компонентов, окружающих нас соединений, реагируют с озоном, приводя к образованию безвредных соединений.
Большинство из них распадаются на углекислый газ, воду и свободный кислород. В ряде случаев образуются неактивные (безвредные) соединения (оксиды). Есть еще так называемые нереагентные вещества - оксиды титана, кремния, кальция и т.д. Они в реакцию с озоном не вступают.
13. Надо ли озонировать воздух в помещениях с кондиционерами?
После прохождения воздуха через кондиционеры и нагревательные приборы в воздухе снижается содержание кислорода и не снижается уровень токсичных компонентов воздуха. К тому же, старые кондиционеры сами являются источником загрязнения и заражения. «Синдром закрытых помещений» - головная боль, усталость, частые респираторные заболевания. Озонирование таких помещений просто необходимо.
14. Можно ли дезинфицировать кондиционер?
Да, можно.
15. Эффективно ли применение озонирования воздуха для устранения запахов прокуренных помещений и помещений после ремонта (запахи краски, лака)?
Да, эффективно. Обработку следует провести несколько раз, сочетая с влажной уборкой.
16. Какие концентрации озона губительны для бактерий, грибков в домашнем воздухе?
Концентрация 50-и частиц озона на 1000000000 частиц воздуха значительно снижает загрязнение воздуха. Особенно сильное воздействие оказывается на ешерихию коли, сальмонеллу, стафилококк, кандиду, аспергиллиус.
17. Проводились ли исследования воздействия озонированного воздуха на людей?
В частности, описан эксперимент, который проводился в течение 5-и месяцев с двумя группами людей - контрольной и тестируемой.
Воздух в помещении тестируемой группы наполнялся озоном с концентрацией 15 частиц озона на 1000000000 частиц воздуха. Все испытуемые отмечали хорошее самочувствие, исчезновение раздражительности. Медики отметили повышение содержания кислорода в крови, укрепление иммунной системы, нормализацию давления, исчезновение многих симптомов стресса.
18. Не является ли озон вредным для клеток организма?
Концентрации озона, создаваемые бытовыми озонаторами, подавляют вирусы и микроорганизмы, но не повреждают клеток организма, т.к. озон не повреждает кожу. Здоровые клетки организма человека имеют естественную защиту от повреждающего действия окисления (антиоксидантную). Иначе говоря, действие озона избирательно по отношению к живым организмам.
Это не исключает применения мер предосторожности. Во время процесса озонирования нахождение в помещении нежелательно, а после проведения озонирования помещение следует проветрить. Озонатор надо поместить в недоступное для детей место или предусмотреть невозможность его включения.
19. Какова производительность озонатора?
При нормальном режиме - 200 мг/час, при усиленном - 400 мг/час. Какова концентрация озона в помещении в результате работы озонатора? Концентрация зависит от объема помещения, от места расположения озонатора, от влажности воздуха и температуры. Озон не стойкий газ и быстро разлагается, поэтому концентрация озона сильно зависит от времени. Ориентировочные данные 0,01 - 0,04 РРm.
20. Какие концентрации озона в воздухе считаются предельными?
Безопасными считаются концентрации озона в пределах 0,5 - 2,5 РРm (0,0001 мг/л).
21. Для чего применяется озонирование воды?
Озон применяется для обеззараживания, удаления примесей, запаха и цветности воды.
1. В отличие от хлорирования и фторирования воды при озонировании в воду не вносится ничего постороннего (озон быстро распадается). При этом минеральный состав и pН остаются без изменений.
2. Озон обладает наибольшим обеззараживающим свойством против возбудителей болезней.
3. Разрушаются органические вещества в воде, предотвращая тем самым дальнейшее развитие микроорганизмов.
4. Без образования вредных соединений разрушаются большинство химикатов. К ним относятся пестициды, гербициды, нефтепродукты, моющие средства, соединения серы и хлора, являющиеся концерагенами.
5. Окисляются до неактивных соединений металлы, в том числе железо, марганец, алюминий, и пр. Окислы выпадают в осадок и легко фильтруются.
6. Быстро распадаясь озон превращается в кислород, улучшая вкусовые и лечебные свойства воды.
23. Каков показатель кислотности воды, прошедшей озонирование?
Вода имеет слабощелочную реакцию РН = 7,5 - 9,0. Эта вода рекомендуется для питья.
24. На сколько увеличивается содержание кислорода в воде после озонирования?
Содержание кислорода в воде увеличивается в 12 раз.
25. Как быстро распадается озон в воздухе, в воде?
В воздухе через 10 мин. концентрация озона уменьшается на половину, образуя кислород и воду.
В воде через 20-30 мин. озон распадается на половину, образуя гидроксильную группу и воду.
26. Как влияет нагрев воды на содержание в ней кислорода?
Содержание кислорода в воде после нагрева снижается.
27. От чего зависит концентрация озона в воде?
Концентрация озона зависит от примесей, температуры, кислотности воды, материала и геометрии емкости.
28. Почему используется молекула О 3 , а не О 2 ?
Озон примерно в 10 раз лучше растворим в воде, чем кислород, и хорошо сохраняется. Чем ниже температура воды, тем больше время сохранения.
29. Почему полезно пить насыщенную кислородом воду?
Использование озона усиливает потребление глюкозы тканями и органами, увеличивает насыщаемость кислородом плазмы крови, уменьшает степень кислородного голодания, улучшает микроциркуляцию.
Озон оказывает положительное действие на метаболизм печени и почек. Поддерживает работу сердечной мышцы. Уменьшает частоту дыхания и увеличивает дыхательный объем.
30. Для чего предназначен бытовой озонатор?
Бытовой озонатор можно использовать для:
дезинфекции и дезодорации воздуха в жилых помещениях, в ванной и туалетной комнатах, бытовках, шкафах, холодильнике и пр.;
обработки пищевых продуктов (мясо, рыба, яйца, овощи и фрукты);
улучшения качества воды (дезинфекция, обогащение кислородом, устранение хлора и др. вредных примесей);
домашней косметологии (устранение перхоти, угрей, полоскание горла, чистка зубов, устранение грибковых заболеваний, приготовление озонированного масла);
ухода за домашними животными и рыбками;
полива комнатных растений и обработка семян;
отбеливания и придания цветности белью;
обработки обуви.
31. Каков эффект применения озона в медицинской практике?
Озон оказывает антибактериальное, антивирусное действие (инактивация вирусов и уничтожение спор).
Озон активизирует и нормализует ряд биохимических процессов.
Эффект, получаемый при озонотерапии, характеризуется:
активизацией процессов детоксикации, происходит подавление
активности внешних и внутренних токсинов;
активизацией процессов метаболизма (обменных процессов);
усилением микроциркуляции (кровоснабжение
улучшением реологических свойств крови (кровь становитсяподвижной);
имеет четко выраженный обезболивающий эффект.
32. Как действует озон на иммунитет человека?
Повышается клеточный и гуморальный иммунитет. Активизируется фагоцитоз, усиливается синтез интерферонов и прочих неспецифических систем организма.
33. Как влияет озонирование на процессы метаболизма?
Использование озона усиливает потребление глюкозы тканями и органами, увеличивает насыщаемость кислородом плазмы крови, уменьшает степень кислородного голодания, улучшает микроциркуляцию. Озон оказывает положительное действие на метаболизм печени и почек. Поддерживает работу сердечной мышцы. Уменьшает частоту дыхания и увеличивает дыхательный объем.
34. Озон образуется при проведении сварочных работ и при работе ксерокса. Вреден ли этот озон?
Да, вреден, так как при этом образуются опасные примеси. Озон, вырабатываемый озонатором, чист и поэтому безвреден.
35. Есть ли разница между индустриальными, медицинскими и бытовыми озонаторами?
Индустриальные озонаторы дают большую концентрацию озона, опасную для домашнего применения.
Медицинские и бытовые озонаторы близки по показателям производительности, но медицинские рассчитаны на большее время непрерывной работы.
36. Каковы сравнительные характеристики дезинфекции при использовании ультрафиолетовых установок и озонаторов?
Озон по своим свойствам уничтожения бактерий и вирусов в 2,5 - 6 раз эффективнее ультрафиолетовых лучей и в 300 - 600 раз эффективнее хлора. При этом в отличии от хлора озон уничтожает даже цисты глистов и вируса герпеса и туберкулеза.
Озон удаляет из воды органические и химические вещества, разлагая их до воды, углекислого газа, образуя осадок неактивных элементов.
Озон легко окисляет соли железа и марганца, образуя нерастворимые вещества, которые устраняются отстаиванием или фильтрацией. В результате озонированная вода безопасна, прозрачна и приятна на вкус.
37. Можно ли дезинфицировать посуду с помощью озона?
Да! Хорошо дезинфицировать детскую посуду, посуду для консервирования и пр. Для этого поместить посуду в емкость с водой, опустить воздуховод с рассекателем. Обрабатывать в течение 10-15 мин.
38. Из каких материалов должна быть посуда для озонирования?
Стеклянная, керамическая, деревянная, пластмассовая, эмалированная (баз сколов и трещин). Нельзя использовать металлическую, в том числе алюминиевую и медную посуду. Резина не выдерживает контакта с озоном.
Анионный озонатор от американской корпорации Green World поможет Вам не только сохранить, но и значительно укрепить здоровье. Вы имеете возможность использовать в своем доме незаменимый прибор - анионный озонатор, который объединил в себе все качества и функциональные возможности как ионизатора воздуха, так и озонатора (многофункционального...
Озонатор для автомобиля снабженподсветкой и ароматизатором. Одновременно может быть включен режим озонации и ионизации. Эти режимы могут быть включены и по отдельности. Этот озонатор незаменим при дальних поездках, когда увеличивается утомляемость водителя, ухудшается зрение и память. Озонатор снимаетсонливость, придавая бодрость за счет притока...
Озон, свойства, токсикология и применение. Роль озонового щита планеты.
1
Озон. Общая характеристика
Озон
(от др.- греч.
?
?? - пахну) - состоящая
из трёхатомных молекул O3 аллотропная
модификация кислорода. При нормальных
условиях - голубой газ. При сжижении
превращается в жидкость цвета индиго.
В твёрдом виде представляет собой тёмно-синие,
практически чёрные кристаллы.
Основная
масса озона в атмосфере расположена
на высоте от 10 до 50 км с максимальной концентрацией
на высоте 20-25 км, образуя слой, называемый
озоносферой.
Озоносфера
отражает жесткое ультрафиолетовое
излучение, защищает живые организмы
от губительного действия радиации. Именно,
благодаря образованию озона из кислорода
воздуха стала возможна жизнь на суше.
Впервые
озон обнаружил в 1785
году
голландский физик Мартинус
ван Марум
по характерному запаху, создающему
эффект свежести, и окислительным свойствам,
которые приобретает воздух после пропускания
через него «электрических искр». Однако
как новое вещество он описан не был, так
как ван Марум считал, что данный эффект
достигается образованием особой «электрической
материи».
Сам
термин «озон» (от греческого слова
«пахнущий») был предложен немецким
химиком X. Ф. Шейнбейном
в 1840 году
. В словари его ввели в конце
19 века. Многие источники отдают приоритет
открытия озона именно Х. Ф. Шейнбену, датируя
это событие 1839 годом.
2 Нахождение в природе. Основные способы получения
В
природе озон образуется из молекулярного
кислорода (О2) во время грозы или под действием
ультрафиолетового излучения. Особенно
это ощутимо в местах, богатых кислородом:
в лесу, в приморской зоне или около водопада.
При попадании солнечных лучей, в капле
воды кислород преобразуется в озон. Озон
обеззараживает воздух, окисляя примеси
различных веществ, придавая приятную
свежесть - запах грозы. Озон вступает
в реакцию с большинством органических
и неорганических веществ, в результате
образуется кислород, вода, оксиды углерода
и высшие оксиды других элементов. Все
эти продукты абсолютно безвредны и постоянно
присутствуют в чистом природном воздухе.
Озон
образуется в газовой среде, содержащей
кислород, если возникнут условия, при
которых кислород диссоциирует на атомы.
Это возможно во всех формах электрического
разряда: тлеющем, дуговом, искровом, коронном,
поверхностном, барьерном, безэлектродном
и т.п. Основной причиной диссоциации является
столкновение молекулярного кислорода
с электронами, ускоренными в электрическом
поле.
Кроме
разряда диссоциацию кислорода вызывают
УФ-излучение. Озон получают также при
электролизе воды.
Получение
озона
Озон
образуется из кислорода. Существует несколько
способов получения озона, среди
которых наиболее распространенными
являются: электролитический, фотохимический
и электросинтез в плазме газового
разряда. Чтобы избежать нежелательных
окисей, предпочтительнее получать озон
из чистого медицинского кислорода, используя
электросинтез. Концентрацию получаемой
озоно-кислородной смеси в таких аппаратах
легко варьировать - либо задавая определенную
мощность электрического разряда, либо
регулируя поток входящего кислорода
(чем быстрее кислород проходит через
озонатор, тем меньше озона образуется).
Фотохимический
способ
Фотохимический
метод получения озона представляет из
себя наиболее распространенный в природе
способ. Образование озона происходит
при диссоциации молекулы кислорода под
действием коротковолнового УФ излучения.
Этот метод не позволяет получать озон
высокой концентрации. Приборы, основанные
на этом методе, получили распространение
для лабораторных целей, в медицине и пищевой
промышленности.
Электролитический
метод синтеза.
Первое
упоминание об образовании озона
в электролитических процессах
относится к 1907 г. Электролитический
метод синтеза озона осуществляется в
специальных электролитических ячейках.
В качестве электролитов используются
растворы различных кислот и их соли (H2SO4,
HClO4, NaClO4, KClO4). Образование озона происходит
за счет разложения воды и образования
атомарного кислорода, который присоединясь
к молекуле кислорода образует озон и
молекулу водорода. Этот метод позволяет
получить концентрированный озон, однако
он весьма энергоемкий, и поэтому он не
нашел широкого распространения.
Н2О
+ О2 -> О3 + 2Н+ + e-
с
возможным промежуточным образованием
ионов или радикалов.
Электросинтез
озона получил наибольшее распространение.
Этот метод сочетает в себе возможность
получения озона высоких концентраций
с большой производительностью и относительно
невысокими энергозатратами.
В
результате многочисленных исследований
по использованию различных видов газового
разряда для электросинтеза озона распространение
получили аппараты использующие три формы
разряда:
1 Барьерный разряд;
2 Поверхностный разряд;
3 Импульсный разряд.
Образование
озона под действием
ионизирующего излучения.
Озон
образуется в ряде процессов, сопровождающихся
возбуждением молекулы кислорода либо
светом, либо электрическим полем. При
облучении кислорода ионизирующей
радиацией также могут возникать
возбужденные молекулы, и наблюдается
образование озона
Образование
озона в СВЧ-поле.
При
пропускании струи кислорода
через СВЧ-поле наблюдалось образование
озона. Этот процесс мало изучен, хотя
генераторы, основанные на этом явлении,
часто используются в лабораторной
практике.
3 Физические и химические свойства озона.
Физические свойства:
5 Основные области применения.
После
открытия озона было сразу отмечено его
главное свойство - огромная окислительная
способность, значительно превосходящая
таковую у кислорода. Поэтому неудивительно,
что озон стал использоваться для борьбы
с микроорганизмами.
В
1881 году в книге, посвященной дифтерии,
доктор Келлог (Kellogg) рекомендовал его
использование в качестве средства для
дезинфекции. Но подлинная революция в
использовании озона для стерилизации
произошла после патентования и начала
массового производства генераторов озона
- предшественников озоновых стерилизаторов.
До середины XIX века попытки создания таких
генераторов были безуспешными. Считается,
что первый образец создал Werner von Siemens в
1857 году. Однако понадобилось еще 29 лет
для того, чтобы запатентовать промышленный
генератор озона, который отвечал определенным
требованиям. Патент на его изобретение
принадлежит Николе Тесла. Он же в 1900 году
начал выпуск данного продукта для медицины.
С
этих пор начинает развиваться несколько
направлений по применению озона
- дезинфекция,
стерилизация и лечение.
При
стерилизации происходит уничтожение
микроорганизмов путем насыщения
озоном замкнутого объема, где находятся
медицинские инструменты, приспособления,
устройства. Во время лечения применяют
озонированную воду, водные растворы и
озонокислородную смесь. Для дезинфекции
помещений, емкостей, трубопроводов -
озоновоздушную или озонокислородную
смеси.
Все
три метода обладают одним неоспоримым
преимуществом: озон оказывает быстрое
и эффективное воздействие
Время
воздействия озона на некоторые
виды микроорганизмов измеряется секундами.
По качеству стерилизации и некоторым
техническим характеристикам современные
озоновые стерилизаторы превосходят
ультрафиолетовые, сухожаровые шкафы,
паровые автоклавы, жидкостную и газовую
стерилизацию. Лечение с применением озона
позволяет безболезненно и с высокой эффективностью
уничтожать микроорганизмы, проникшие
в органы и ткани человека. Это стало возможным
еще и потому, что наш организм, в отличие
от бактерий, обладает достаточно мощной
системой антиоксидантной защиты. При
воздействии определенных концентраций
озона в течение ограниченного времени
клетки нашего организма сохраняют достаточную
устойчивость к образованию нежелательных
агрессивных продуктов.
Озон
оказывает положительное действие
на метаболизм печени и почек, поддерживает
работу сердечной мышцы, уменьшает
частоту дыхания и увеличивает
дыхательный объем. Положительное
влияние озона на людей с заболеваниями
сердечно-сосудистой системы (снижается
уровень холестерина в крови, снижается
риск тромбообразования, активизируется
процесс "дыхания" клетки).
Озонотерапия
в последние годы довольно широко
применяется и в гинекологии,
и в терапии, и в хирургии, и
в проктологии, и в урологии, и в офтальмологии,
и в стоматологии, и в других направлениях
медицины.
Озон
широко используют в химической
отрасли промышленности.
Особая
роль отводится озону в пищевой
промышленности
. Являясь сильно дезинфицирующим
и химически безопасным средством, он
используется для предотвращения биологического
роста нежелательных организмов в продуктах
питания и на технологическом пищевом
оборудовании. Озон обладает свойством
убивать микроорганизмы, не создавая новых
вредных химических веществ.
Самое
распространенное применение - для очистки
воды
. В 1907 году был построен первый
завод по озонированию воды в городе Бон
Вуаяж (Франция), который обрабатывал 22500
кубических метров воды из реки Вазюби
в сутки для нужд города Ниццы. В 1911 году
была пущена в эксплуатацию станция озонирования
питьевой воды в Санкт-Петербурге. В 1916
году действует уже 49 установок по озонированию
питьевой воды.
К
1977 году во всем мире действует более
1000 установок. В настоящее время
95% питьевой воды в Европе проходит
озонную подготовку. В США идет процесс
перевода с хлорирования на озонирование.
В России действуют несколько крупных
станций (в Москве, Нижнем Новгороде и
ряде других городах). Приняты программы
перевода на озонирование еще нескольких
крупных станций водоподготовки.
Широкие
спектр областей применения озона
в сельском хозяйстве
: растениеводство,
животноводство, рыбоводство, кормопроизводство
и хранение продуктов, обуславливает множество
озонных технологий, которые условно можно
разделить на два больших направления.
Первое имеет целью стимулировать жизнедеятельность
живых организмов. С этой целью применяются
концентрации озона на уровне ПДК, например
санация помещений с животными и растениями
для улучшения комфортности их пребывания.
Второе направление связано с подавлением
жизнедеятельности вредных организмов
или с устранением вредных загрязнений
из окружающей атмосферы и гидросферы.
Концентрации озона в этом случае намного
превышают значения ПДК. К таким технологиям
относятся дезинфекция тары и помещений,
очистка газовых выбросов птицеферм, свинарников,
обезвреживание сточных вод сельскохозяйственных
предприятий и т.д.
5 Озон в атмосфере. Озоновый слой - ультрафиолетовый щит Земли
Озоновый слой начинается на высотах около 8 км над полюсами (или 17 км над Экватором) и простирается вверх до высот приблизительно равных 50-ти км. Однако плотность озона очень низкая, и если сжать его до плотности, которую имеет воздух у поверхности земли, то толщина озонового слоя не превысит 3,5 мм. Озон образуется, когда солнечное ультрафиолетовое излучение бомбардирует молекулы кислорода (О22 -> О3).
5.1 Изучение озонового слоя. Причины его разрушения.
С
начала 20 века ученые наблюдают за состоянием
озонового слоя атмосферы. Сейчас уже
все понимают, что стратосферный озон
является своего рода естественным фильтром,
препятствующим проникновению в нижние
слои атмосферы жесткого космического
излучения - ультрафиолета-В.
С
конца 70-х годов ученые стали отмечать
неуклонное истощение озонового
слоя. Различные причины приводят к истощению
озонового слоя. Среди них есть естественные,
как, например, извержения вулканов. Известно,
например, что при этом происходят выбросы
газов, содержащих соединения серы, которая
реагирует с находящимися в воздухе другими
газами, образуя сульфаты, разрушающие
озоновый слой. Но гораздо большее влияние
на стратосферный озон оказывают антропогенные
воздействия, т.е. деятельность человека.
И она многообразна.
Использование в хозяйственной
деятельности таких соединений, как ХФУ,
бромистый метил, галоны, растворители,
разрушающие озон, также приводят к истощению
озонового слоя. Хлорфторуглероды (ХФУ)
или другие ОРВ, выпущенные человеком
в атмосферу, достигают стратосферы, где
под действием коротковолнового ультрафиолетового
излучения Солнца их молекулы теряют атом
хлора. Агрессивный хлор начинает разбивать
одну за другой молекулы озона, сам при
этом не претерпевая никаких изменений.
Срок существования различных ХФУ в атмосфере
от 74 до 111 лет. Расчетным путем доказано,
что за это время один атом хлора способен
превратить в кислород 100 000 молекул озона.
Однако озоновый слой разрушает также
реактивная авиация и некоторые пуски
космических ракет
В
изучении проблемы озонового слоя наука
оказалась удивительно недальновидной.
Еще с 1975 г. содержание стратосферного
озона над Антарктидой в весенние месяцы
стало заметно падать. В середине 1980-х
годов его концентрация снизилась уже
на 40%. Вполне можно было говорить об образовании
озоновой дыры. Ее размеры достигли примерно
площади США. Тогда же появились еще слабовыраженные
- со снижением концентрации озона на 1,5-2,5%
- дыры вблизи Северного полюса и южнее.
Край одной из них зависал даже над Санкт-
Петербургом.
Однако
еще в первой половине 1980-х некоторые
ученые продолжали рисовать радужную
перспективу, предвещая убыль стратосферного
озона лишь на 1-2% и то чуть ли не через
70-100 лет.
В
1985 г. английские ученые опубликовали
статью, в которой утверждалось,
что каждой весной, начиная с 1980 г.,
над Антарктидой образуются значительные
области уменьшения общего содержания
озона. Выяснилось, что диаметр её свыше
1000 километров, площадь – около 9 миллионов
квадратных километров. Этот результат
журналисты превратили в сенсацию, объявив
о существовании "озоновой дыры"
над Антарктидой. Сегодня принято аномалии
озона относить к "озоновым дырам",
если дефицит озона превышает 30%.
5.2
Последствия разрушения
озонового слоя.
Озоновый
слой защищает жизнь на Земле от
вредного ультрафиолетового излучения
Солнца.
Утончение
этого слоя может привести к серьезным
последствиям для человечества. Содержание
озона в атмосфере менее 0.0001%, однако, именно
озон полностью поглощает жесткое ультрафиолетовое
излучение солнца с длиной волны l<280
нм и значительно ослабляет полосу УФ-Б
с 280
Падение
концентрации озона на 1% приводит в
среднем к увеличению интенсивности
жесткого ультрафиолета у поверхности
земли на 2%. Эта оценка подтверждается
измерениями, проведенными в Антарктиде
(правда, из-за низкого положения солнца,
интенсивность ультрафиолета в Антарктиде
все еще ниже, чем в средних широтах).
По своему воздействию на живые организмы
жесткий ультрафиолет близок к ионизирующим
излучениям, однако, из-за большей, чем
у g-излучения длины волны он не способен
проникать глубоко в ткани, и поэтому поражает
только поверхностные органы. Жесткий
ультрафиолет обладает достаточной энергией
для разрушения ДНК и других органических
молекул.
По
мнению врачей, каждый потерянный процент
озона в масштабах планеты вызывает
до 150 тысяч дополнительных случаев слепоты
из-за катаракты, вызывает 4%-ный скачок
в распространении рака кожи, значительно
возрастает число болезней, вызванных
ослаблением иммунной системы человека.
Наибольшему риску подвержены жители
северного полушария со светлой кожей.
Уже
сейчас во всем мире заметно увеличение
числа заболевания раком кожи, однако,
значительно количество других факторов
(например, возросшая популярность загара,
приводящая к тому, что люди больше времени
проводят на солнце, таким образом, получая
большую дозу УФ облучения) не позволяет
однозначно утверждать, что в этом повинно
уменьшение содержания озона. Жесткий
ультрафиолет плохо поглощается водой
и поэтому представляет большую опасность
для морских экосистем. Эксперименты показали,
что планктон, обитающий в приповерхностном
слое, при увеличении интенсивности жесткого
УФ может серьезно пострадать и даже погибнуть
полностью. Планктон находится в основании
пищевых цепочек практически всех морских
экосистем, поэтому без преувеличения
можно сказать, что практически вся жизнь
в приповерхностных слоях морей и океанов
может исчезнуть. Растения менее чувствительны
к жесткому УФ, но при увеличении дозы
могут пострадать и они. Если содержание
озона в атмосфере значительно уменьшится,
человечество легко найдет способ защититься
от жесткого УФ излучения но при этом рискует
умереть от голода.
5.3 Меры по сохранению и восстановлению озонового слоя
Многие
страны мира разрабатывают и осуществляют
мероприятия по выполнению Венских
конвенций об охране озонового слоя
и Монреальского протокола по веществам,
разрушающим озоновый слой.
Монреальский
протокол:
первое глобальное экологическое
соглашение, достигшее всеобщей ратификации
и всемирного участия 196 стран. Монреальский
протокол был подписан 16 сентября 1987 года.
Впоследствии по инициативе ООН этот день
стал отмечаться как День
защиты озонового слоя.
К концу 2009 года деятельность, осуществленная
в рамках Монреальского протокола привела
к выводу из обращения 98% веществ, разрушающих
озоновый слой. Другое важное достижение
Монреальского протокола – в ближайшем
будущем страны должны были прекратить
производство и потребление хлорфторуглеродов,
галонов, четырёххлористого углерода
и других гидрогенизованных соединений,
разрушающих озоновый слой. Все эти вещества
объединяются под единым названием –
озоноразрушающие вещества (далее по тексту
ОРВ).
Без Монреальского протокола
и Венской конвенции, содержание
ОРВ в атмосфере повысилось
бы в 10 раз к 2050, что привело
бы к 20 миллионам случаев рака
кожи и 130 миллионам случаев катаракты
глаза, не говоря об ущербе, нанесенном
иммунной системе человека, фауне и сельскому
хозяйству. Теперь мы также знаем, что
некоторые из этих газов воздействуют
на изменение климата. По некоторым оценкам,
выведение ОРВ с 1990 года способствовало
замедлению глобального потепления на
7-12 лет и каждый доллар, потраченный на
озон обернулся выгодой в других областях
экологии. Даже при быстрых и решительных
действиях правительств согласно Монреальскому
протоколу, полное восстановление защитного
слоя Земли займет еще 40-50 лет.
Согласно
международным соглашениям промышленно
развитые страны полностью прекращают
производство фреонов и тетрахлорида
углерода, которые также разрушают
озон, а развивающиеся страны – к 2010г.
Россия из-за тяжелого финансово-экономического
положения попросила отсрочки на 3 – 4
года. Страны-члены Монреальского протокола
по веществам, разрушающим озоновый слой,
на встрече в Катаре договорились выделить
в общей сложности 490
миллионов долларов
в течение трех ле
Вторым этапом
должен стать запрет
на производство метилбромидов
и гидрофреонов.
Уровень производства
первых в промышленно развитых странах
с 1996 г. заморожен, гидрофреоны полностью
снимаются с производства к 2030 г. Однако
развивающиеся страны до сих пор не взяли
на себя обязательств по контролю над
этими химическими субстанциями.
Восстановить озоновый слой над
Антарктидой при помощи запуска специальных
воздушных шаров с установками для производства
озона надеется английская группа защитников
окружающей среды, которая называется
«Помогите озону». Один из авторов этого
проекта заявил, что озонаторы, работающие
от солнечных батарей, будут установлены
на сотнях шаров, наполненных водородом
или гелием.
Несколько лет назад была разработана
технология замены фреона специально
подготовленным пропаном. Сейчас промышленность
уже на треть сократила выпуск аэрозолей
с использованием фреонов, В странах ЕЭС
намечено полное прекращение использования
фреонов на заводах бытовой химии и т.д.
и т.д.................
Во время грозы, когда электрические разряды молнии "прошивают" атмосферу, образующийся озон мы ощущаем как свежесть воздуха. Озон действительно чистит наш воздух! Являясь сильным окислителем, он разлагает многие токсические примеси в атмосфере до простых безопасных соединений, тем самым обеззараживая воздух. Вот поэтому после грозы мы ощущаем приятную свежесть, нам легко дышится, и мы яснее видим все окружающее, особенно синеву неба.
Озон - это газ голубого цвета с характерным запахом, очень сильный окислитель. Молекулярная формула озона О3. Он тяжелее кислорода и нашего привычного воздуха.
Схема образования озона такова:
под действием электрического разряда часть молекул кислорода О2 распадается на атомы, затем атомарный кислород соединяется с молекулярным и образуется озон О3. В природе озон образуется в стратосфере под действием ультрафиолетового излучения Солнца, а также - при электрических разрядах в атмосфере.
Бытовые приборы озонирования дают безопасную концентрацию озона для человека. С помощью Вы всегда будете дышать свежим и чистым воздухом
Самое распространенное применение
- для очистки воды. Озон эффективно уничтожает бактерии и вирусы, устраняет органические загрязнения воды, уничтожает запахи, может
быть использован как отбеливающий реагент.
Особая роль отводится озону в пищевой промышленности. Являясь сильно дезинфицирующим и химически безопасным средством, он используется для предотвращения биологического роста нежелательных организмов в продуктах питания
и на технологическом пищевом оборудовании. Озон обладает свойством убивать микроорганизмы, не создавая новых вредных химических веществ.
Все химикаты, которые находятся в воздухе, реагируя с озоном, распадаются на безвредные соединения: углекислый газ, воду и кислород.
Озон в терапевтических дозах действует как иммуномодулирующее, противовоспалительное, бактерицидное, противовирусное, фунгицидное, цистостатическое, антистрессовое и анальгезирующее средство.
Озонотерапия успешно применяется практически во всех областях медицины:
в неотложной и гнойной хирургии, общей и инфекционной терапии, гинекологии, урологии,
дерматологии, гепатологии, гастроэнтерологии, стоматологии, косметологии и др.
Какие эффекты проявляются при озонотерапии?
Использование озона усиливает потребление глюкозы тканями и органами, увеличивает насыщаемость кислородом плазмы крови, уменьшает степень кислородного голодания,
улучшает микроциркуляцию.
Озон оказывает положительное действие на метаболизм печени и почек, поддерживает работу сердечной мышцы, уменьшает частоту дыхания и увеличивает дыхательный объем.
Положительное влияние озона на людей с заболеваниями сердечно-сосудистой системы (снижается уровень холестерина в крови, снижается риск тромбообразования, активизируется процесс "дыхания" клетки).
Озонотерапия при лечении герпеса позволяет значительно сократить курс и дозы противовирусных препаратов.
При снижении иммунитета озонотерапия стимулирует резистентность организма к таким заболеваниям как грипп, ангина, ОРВИ, ОРЗ так популярных в осенне-зимний период.
При заболевании "синдром хронической усталости , вызванном цитомегаловирусом и вирусом герпеса , озонотерапия помогает избавиться от головной боли, быстрой утомляемости, повышает работоспособность и общий жизненный тонус. Такой же эффект озонотерапия дает при лечении обычной усталости, хроническом недосыпании, переутомлении, почти мгновенно снимая синдромы.
Озонотерапия (аутогемотерапия с озоном) широко применяется и в косметологии для коррекции морщ общего"омоложения"кожи, лечения проблемной кожи и прыщей, в том числе и подростковых, угревой сыпи.
При помощи озона отлично уходят лишние килограммы! Для того чтобы снизить вес, вылечить целлюлит и убрать объем на животе, бедрах, ягодицах рекомендуется системное и местное применение озона.
Есть ли противопоказания к применению озонотерапии?
Да, есть противопоказания. Поэтому будьте очень внимательны при назначении озонотерапии, посоветуйтесь с врачом, обсудите способы и методы воздействия, возможные реакции организма.
Не следует использовать озонотерапию при остром инфаркте миокарда, внутренних кровотечениях, гипертиреозе, склонности к судорогам, тромбоцитопении.
Введение
Озон (О 3) является трехатомной модификацией кислорода (О 2), который при нормальных условиях представляет из себя газ. Озон - очень сильный окислитель, поэтому его реакции обычно очень быстрые и полные. Основные преимущества применения озона для обработки питьевой воды содержатся в самой его природе: результатом его реакции является только кислород и продукты окисления. Вредные побочные продукты, такие как хлорорганические соединения, при этом не образуются.
Газ голубоватого цвета озон (О 3) имеет характерный запах. Молекула озона нестабильна. Благодаря свойству самораспада озон является сильным окислителем и наиболее эффективным средством для очистки и обеззараживания воды и воздуха. Сильные окислительные свойства позволяют использовать озон в промышленных целях для получения многих органических веществ, для отбеливания бумаги, масел и т.д. Широко используется озон для удаления марганца и железа, улучшения вкуса, устранения цвета и запаха, а также для удаления органических соединений, опасных для окружающей среды. Он убивает микроорганизмы, поэтому озон применяют для очистки воды и воздуха. Установки по очистке воды и озонированию воздуха получили огромное распространение не только в промышленности, но и в быту.
Озон является постоянным компонентом атмосферы земли играет важнейшую роль для поддержания на ней жизни. В приземных слоях земной атмосферы концентрация озона резко возрастает. Общее состояние озона в атмосфере переменное, и колеблется в зависимости от времен года. Атмосферный озон играет ключевую роль для поддержания жизни на земле. Он защищает Землю от губительного воздействия определенной роли солнечной радиации, способствуя тем самым сохранению жизни на планете.
Таким образом, необходимо узнать, какие же действия может оказывать озон на биологические ткани.
Общие свойства озона
Озон - состоящая из трехатомных молекул О 3 аллотропная модификация кислорода. Его молекула диамагнитна и имеет угловую форму. Связь в молекуле является делокализованной, трехцентровой
Строение молекулы озона можно изобразить разными способами. Например, комбинацией двух крайних (или резонансных) структур. Каждая из таких структур не существует в реальности (это как бы "чертеж" молекулы), а настоящая молекула представляет собой нечто среднее между двумя резонансными структурами.
Рис. 1 Строение озона
Обе связи O-O в молекуле озона имеют одинаковую длину 1,272 Ангстрем. Угол между связями составляет 116,78°. Центральный атом кислорода sp ²-гибридизован, имеет одну неподелённую пару электронов. Молекула полярна, дипольный момент 0,5337 D.
Характер химических связей в озоне обусловливает его неустойчивость (через определенное время озон самопроизвольно переходит в кислород: 2О3 ->3О2) и высокую окислительную способность (озон способен на ряд реакций в которые молекулярный кислород не вступает). Окислительное действие озона на органические вещества связанно с образованием радикалов: RH+ О3 RО2 +OH
Эти радикалы инициируют радикально цепные реакции с биоорганическими молекулами (липидами, белками, нуклеиновыми кислотами), что приводит к гибели клеток. Применение озона для стерилизации питьевой воды основано на его способности убивать микробы. Озон не безразличен и для высших организмов. Длительное пребывание в атмосфере, содержащей озон (например, в кабинетах физиотерапии и кварцевого облучения) может вызвать тяжелые нарушения нервной системы. Поэтому, озон в больших дозах является токсичным газом. Предельно допустимая концентрация его в воздухе рабочей зоны – 0,0001 мг/литр. Загрязнение озоном воздушной среды происходит при озонировании воды, вследствие его низкой растворимости.
История открытия
Впервые озон обнаружил в 1785 году голландский физик М. ван Марум по характерному запаху и окислительным свойствам, которые приобретаетвоздух после пропускания через него электрических искр, а также по способности действовать на ртуть при обыкновенной температуре, вследствие чего она теряет свой блеск и начинает прилипать к стеклу. Однако как новое вещество он описан не был, ван Марум считал, что образуется особая «электрическая материя».
Термин озон был предложен немецким химиком X. Ф. Шёнбейном в 1840 году за его пахучесть, вошёл в словари в конце XIX века. Многие источники именно ему отдают приоритет открытия озона в 1839 году. В 1840 году Шёнбейн показал способность озона вытеснять иод из иодида калия:
Факт уменьшения объёма газа при превращении кислорода в озон экспериментально доказали Эндрюс и Тэт при помощи стеклянной трубки с манометром, наполненной чистым кислородом, со впаянными в неё платиновыми проволками для получения электрического разряда.
Физические свойства.
Озон - газ, обладающий синим цветом, который можно заметить, если смотреть через значительный слой, до 1 метра толщиной, озонированного кислорода. В твёрдом состоянии озон чёрного цвета с фиолетовым отблеском. Жидкий озон обладает густым синим цветом; прозрачен в слое, не превышающем 2 мм. толщины; довольно прочен.
Свойства:
§ Молекулярная масса - 48 а.е.м.
§ Плотность газа при нормальных условиях - 2,1445 г/дм³. Относительная плотность газа по кислороду 1,5; по воздуху - 1,62
§ Плотность жидкости при −183 °C - 1,71 г/см³
§ Температура кипения - −111,9 °C. (у жидкого озона - 106 °C.)
§ Температура плавления - −197,2 ± 0,2 °С (приводимая обычно т.пл. −251,4 °C ошибочна, так как при её определении не учитывалась большая способность озона к переохлаждению).
§ Растворимость в воде при 0 °С - 0,394 кг/м³ (0,494 л/кг), она в 10 раз выше по сравнению с кислородом.
§ В газообразном состоянии озон диамагнитен, в жидком - слабопарамагнитен.
§ Запах - резкий, специфический «металлический» (по Менделееву - «запах раков»). При больших концентрациях напоминает запах хлора. Запах ощутим даже при разбавлении 1: 100000.
Xимuчecкие свойства.
Химические свойства озона определяются его большой способностью к окислению.
Молекула О 3 неустойчива и при достаточных концентрациях в воздухе при нормальных условиях самопроизвольно за несколько десятков минут превращается в O 2 с выделением тепла. Повышение температуры и понижение давления увеличивают скорость перехода в двухатомное состояние. При больших концентрациях переход может носить взрывной характер.
Озон - мощный окислитель, намного более реакционноспособный, чем двухатомный кислород. Окисляет почти все металлы (за исключением золота, платины и иридия) до их высших степеней окисления.
Свойства:
1) Окисляет многие неметаллы:
2) Озон повышает степень окисления оксидов:
3) Озон реагирует с углеродом при нормальной температуре с образованием диоксида углерода:
4) Озон не реагирует с аммониевыми солями, но реагирует с аммиаком с образованием нитрата аммония:
5) Озон реагирует с сульфидами с образованием сульфатов:
6) С помощью озона можно получить Серную кислоту как из элементарной серы, так и из диоксида серы:
7) Все три атома кислорода в озоне могут реагировать по отдельности в реакции хлорида олова с соляной кислотой и озоном:
8) В газовой фазе озон взаимодействует с сероводородом с образованием двуокиси серы:
15) Озон может быть использован для удаления марганца из воды с образованием осадка, который может быть отделён фильтрованием:
16)Озон превращает токсичные цианиды в менее опасные цианаты:
17)Озон может полностью разлагать мочевину
Способы получения озона
Озон образуется во многих процессах, сопровождающихся выделением атомарного кислорода, например при разложении перекисей, окислении фосфора и т. п. В промышленности его получают из воздуха или кислорода в озонаторах действием электрического разряда. Сжижается O3 легче, чем O2, и потому их несложно разделить. Озон для озонотерапии в медицине получают только из чистого кислорода. При облучении воздуха жёстким ультрафиолетовым излучением образуется озон. Тот же процесс протекает в верхних слоях атмосферы, где под действием солнечного излучения образуется и поддерживается озоновый слой.
Озон представляет собой едкий с характерным "металлическим" запахом, голубоватый газ. Молекула озона состоит из трех атомов кислорода O3 . При сжижении озон превращается в жидкость цвета индиго. В твердом состоянии озон представлен в виде темно-синих, практически черных, кристаллов. Озон очень неустойчивое соединение, которое легко распадается на кислород и отдельный атом кислорода.
Физические свойства озона
1. молекулярная масса озона - 47.998 а.е.м.
2. плотность газа при нормальных условиях - 2.1445 кг/м³.
3. плотность жидкого озона при -183 °C составляет - 1,71 кг/м³
4. температура кипения жидкого озона составляет - -111.9 °C
5. температура плавления кристаллов озона составляет - -251,4 °C
6. растворим в воде. Растворимость в 10 раз выше, чем у кислорода.
7. обладает резким запахом.
Химические свойства озона
Характерными химическими свойствами озона в первую очередь следует считать его
нестойкость, способность быстро разлагаться, и высокую окислительную активность.
Для озона установлено окислительное число И, которое характеризует число атомов кислорода, отдаваемых озоном окисляемому веществу. Как показали опыты, оно может быть равным 0,1, 3. В первом случае озон разлагается с увеличением объема: 2Оз--->ЗО 2 , во втором он отдает окисляемому веществу один атом кислорода: О3 ->О2+О (при этом, объем не увеличивается), и в третьем случае происходит присоединение озона к окисляемому веществу: О 3 ->ЗО (при этом объем его уменьшается) .
Окислительными свойствами характеризуются химические реакции озона с неорганическими веществами.
Озон окисляет все металлы, за исключением золота ■ и группы платины. Сернистые соединения окисляются им до сернокислых, нитриты - в нитраты. В реакциях с соединениями йода и брома озон проявляет восстановительные свойства, и на этом основан ряд методов его количественного определения. В реакцию с озоном вступают азот, углерод и их окислы. В реакции озона с водородом образуются гидроксильные радикалы: Н+О 3 -> HO+O 2 . Окислы азота реагируют с озоном быстро, образуя высшие окислы:
NO+Оз->NO 2 +O 2 ;
NO 2 +O 3 ----->NO 3 +O 2 ;
NO 2 +O 3 ->N 2 O 5 .
Аммиак окисляется озоном в азотнокислый аммоний.
Озон разлагает галогеноводороды и переводит низшие окислы в высшие. Галогены, участвующие в качестве активаторов процесса, также образуют высшие окислы.
Восстановительный потенциал озон - кислород достаточно высокий и в кислой среде определен величиной 2,07 В, а в щелочном растворе - 1,24 В. Сродство озона с электроном определено величиной в 2 эВ, и только фтор, его окислы и свободные радикалы обладают более сильным сродством к электрону.
Высокое окислительное действие озона было использовано для перевода ряда трансурановых элементов в семивалентное состояние, хотя высшее валентное состояние их равно 6. Реакция озона с металлами переменной валентности (Сг, Сог и др.) находит практическое применение при получении исходного сырья в производстве красителей и витамина PP.
Щелочные и щелочно-земельные металлы под действием озона окисляются, а их гидроокиси образуют озониды (триоксиды). Известны озониды давно, о них упоминал еще в 1886 г. французский химик-органик Шарль Адольф Вюрц. Они представляют собой кристаллическое вещество красно-коричневого цвета, в решетку молекул которого входят однократно отрицательные ионы озона (O 3 -), чем и обусловлены их парамагнитные свойства. Предел термической устойчивости озонидов -60±2° С, содержание активного кислорода - 46% по весу. Как многие пе-рекисные соединения озониды щелочных металлов нашли широкое применение в регенеративных процессах.
Озониды образуются в реакциях озона с натрием, калием, рубидием, цезием, которые идут через промежуточный неустойчивый комплекс типа М+ О- Н+ O 3 - -с дальнейшей реакцией с озоном, в результате чего образуется смесь озонида и водного гидрата окиси щелочного металла.
Озон активно вступает в химическое взаимодействие со многими органическими соединениями. Так, первичным продуктом взаимодействия озона с двойной связью непредельных соединений является малозоид, который нестоек и распадается на биполярный ион и карбонильные соединения (альдегид или кетон). Промежуточные продукты, которые образуются в этой реакции, вновь соединяются в другой последовательности, образуя озо-нид. В присутствии веществ, способных вступать в реакцию с биполярным ионом (спирты, кислоты), вместо озонидов образуются различные перекисные соединения.
Озон активно вступает в реакцию с ароматическими соединениями, при этом реакция идет как с разрушением ароматического ядра, так и без его разрушения.
В реакциях с насыщенными углеводородами озон вначале распадается с образованием атомарного кислорода, который инициирует цепное окисление, при этом выход продуктов окисления соответствует расходу озона. Взаимодействие озона с насыщенными углеводородами протекает как в газовой фазе, так и в растворах.
С озоном легко реагируют фенолы, при этом происходит разрушение последних до соединений с нарушенным ароматическим ядром (типа хиноина), а также малотоксичных производных непредельных альдегидов и кислот.
Взаимодействие озона с органическими соединениями находит широкое применение в химической промышленности и в смежных отраслях. Использование реакции озона с непредельными соединениями позволяет получать искусственным путем различные жирные кислоты, аминокислоты, гормоны, витамины и полимерные материалы; реакции озона с ароматическими углеводородами - дифениловую кислоту, фталевый диальдегид и фталевую кислоту, глиоксалевую кислоту и др.
Реакции озона с ароматическими углеводородами легли в основу разработки методов дезодорации различных сред, помещений, сточных вод, абгазов, а с серосодержащими соединениями - в основу разработки методов очистки сточных вод и отходящих газов различных производств, включая сельское хозяйство, от серосодержащих вредных соединений (сероводород, меркаптаны, сернистый ангидрид).
Влияние озона на человека
При воздействии озоном на человека у него прежде всего наступает раздражение верхних частей дыхательного тракта, а затем и головная боль - уже при концентрации озона в воздухе 2,0 мг/м4. При 3,0 мг/м3 через 30 мин вдыхания у человека появляются сухой кашель, сухость во рту, снижается способность концентрировать свое внимание, нарушаются аппетит и сон, появляются боли под ложечкой, чувство «ватносш» рук и ног, кашель с прозрачной мокротой, чувство оглушения, воспаление легких, повышается давление в глазном яблоке и ухудшается зрение, угнетается секреторная функция желудка, снижается чувство восприятия боли.
В связи с высокой поражаемостью легких озоном наибольшее количество работ в литературе посвящено этому вопросу.
Под воздействием озона меняется и иммунобиологическая реактивность организма вследствие его сенсибилизации белковыми продуктами озонолиза, образующимися непосредственно в организме под воздействием пероксидов и других веществ. Процесс этот сложен. В его развитии, несомненно, принимают участие все указанные выше механизмы. Разрушение озоном фагоцитов в легких снижает способность организма к проявлению клеточной аллергической защитной реакции. В результате повышается проницаемость патогенных микроорганизмов в клетки и органы, снижается выработка организмом защитных факторов, например интерферрона, повышается чувствительность к респираторным инфекциям. Обстоятельные исследования этого вопроса на мышах показали, что под воздействием озона I мг/м3 за 7-35 дней развивались поражения в центре ацинусов бронхиол и альвеолярного протока с повышением количества макрофагов в периферических альвеолах, гипер-эргической пролиферацией бронхиального эпителия. На этом фоне гриппозная инфекция усиливала поражающее влияние озона на легкие. А сама гиперэргическая модулярная пролиферация бронхиального эпителия по характеру была сходна с предраковым состоянием. Тем не менее гибель мышей от гриппа при одновременном воздействии озона снижалась.
Снижались под воздействием озона и вирусные заболевания у человека. Вместе с тем длительное воздействие озона на человека повышает заболеваемость хроническими респираторными инфекциями, например туберкулезом, пневмониями, что связано, видимо, с. мутацией патогенной микрофлоры и неспособностью организма человека быстро реагировать на это выработкой соответствующих антител в связи с перенапряжением механизмов аллергизации, характеризующихся снижением содержания гистамина в легких на фоне повышения содержания воды при одновременном снижении чувствительности организма к экзогенному гистамину. Это подтверждает мнение о том, что при определенных условиях озон оказывает на организм иммунодепрессорное влияние с понижением устойчивости организма к микробным токсинам. Хотя даже в концентрациях 7,8 мг/м3 за 4 ч озон у человека не угнетал розетки Т-лимфоцитов, но активность В-лимфоцитов была снижена.
