En enkel kemisk reaktion för att bilda ozon. biologisk effekt på kroppen. Vetenskapliga prestationer av inhemska forskare började regelbundet rapporteras vid internationella kongresser och symposier

Ozon är en naturgas som, i stratosfären, skyddar planetens befolkning från de negativa effekterna av ultravioletta strålar. Inom medicin används detta ämne ofta för att stimulera hematopoiesis och öka immuniteten. Samtidigt, med den naturliga bildningen av ozon i troposfären som ett resultat av interaktionen av direkt solljus och avgaser, är dess effekt på människokroppen motsatt. Inandning av luft med en ökad koncentration av gas kan leda inte bara till en förvärring av allergiska reaktioner, utan också till utvecklingen av neurologiska störningar.

Egenskaper hos ozon

Ozon är en gas som består av tre syreatomer. I naturen bildas det som ett resultat av verkan av direkt solljus på atomärt syre.

Beroende på form och temperatur kan färgen på ozon variera från ljusblått till mörkblått. Anslutningen av molekyler i denna gas är mycket instabil - några minuter efter bildningen sönderdelas ämnet till syreatomer.

Ozon är ett starkt oxidationsmedel, på grund av vilket det ofta används inom industri, raketvetenskap och medicin. Under produktionsförhållanden är denna gas närvarande under svetsning, vattenelektrolysprocedurer och tillverkning av väteperoxid.

Experter ger ett jakande svar på frågan om ozon är giftigt eller inte. Denna gas tillhör den högsta toxicitetsklassen, vilket motsvarar många kemiska krigföringsmedel, inklusive cyanvätesyra.

Effekten av gas på en person

Under loppet av många studier har forskare kommit till slutsatsen att effekten av ozon på människokroppen beror på hur mycket gas som kommer in i lungorna tillsammans med luft. Följande högsta tillåtna koncentrationer av ozon har fastställts av Världshälsoorganisationen:

• i bostadsområdet - upp till 30 μg / m 3;
• i industriområdet - inte mer än 100 mcg / m 3.

En enda maximal dos av ämnet bör inte överstiga 0,16 mg/m 3.

Negativ påverkan

De negativa effekterna av ozon på kroppen observeras ofta hos människor som måste hantera denna gas i en produktionsmiljö: specialister inom raketindustrin, arbetare som använder ozonisatorer och ultravioletta lampor.

Långvarig och regelbunden exponering för ozon på en person leder till följande konsekvenser:

• irritation av andningsorganen;
• utveckling av astma;
• andningsdepression;
• ökad risk för att utveckla allergiska reaktioner;
• öka möjligheten att utveckla manlig infertilitet;
• minskad immunitet;
• tillväxt av cancerframkallande celler.

Fyra grupper av människor är mest drabbade av ozon: barn, de med överkänslighet, friluftsidrottare och äldre. Dessutom inkluderar riskzonen patienter med kroniska patologier i andnings- och kardiovaskulära system.

Som ett resultat av kontakt under industriella förhållanden med flytande ozon, som kristalliseras vid en temperatur på -200 grader Celsius, kan djupa frostskador uppstå.

positiv påverkan

Den maximala mängden ozon finns i det stratosfäriska lagret av planetens lufthölje. Ozonskiktet som ligger där bidrar till absorptionen av den mest skadliga delen av solspektrumets ultravioletta strålar.

I noggrant anpassade doser har medicinsk ozon eller en syre-ozonblandning en gynnsam effekt på människokroppen, på grund av vilken det ofta används för medicinska ändamål.

Under överinseende av den behandlande läkaren tillåter användningen av detta ämne dig att uppnå följande resultat:

Berättelser från våra läsare

Vladimir
61 år gammal

Jag rengör kärlen stadigt varje år. Jag började göra det här när jag fyllde 30, för pressen var åt helvete. Läkare bara ryckte på axlarna. Jag var tvungen att ta hand om min egen hälsa. Jag har provat många olika sätt, men det här fungerar bäst för mig...
Mer >>>

• eliminera syrebrist;
• förbättra redoxprocesserna som förekommer i kroppen;
• minska effekterna av berusning genom att ta bort gifter;
• eliminera smärtsyndrom;
• förbättra blodflödet och säkerställa blodtillförseln till alla organ;
• återställa en korrekt funktion av levern i dess olika sjukdomar, inklusive hepatit.

Dessutom kan användningen av ozonterapi i medicinsk praxis förbättra patientens allmänna tillstånd: stabilisera sömnen, minska nervositeten, öka immuniteten och eliminera kronisk trötthet.

På grund av sin förmåga att oxidera andra kemiska element används ozon ofta som desinfektionsmedel. Detta ämne låter dig effektivt bekämpa svampar, virus och bakterier.

Användningen av ozonisatorer

De beskrivna positiva egenskaperna från ozon ledde till produktion och användning i industriella och hushållsförhållanden av ozonisatorer - enheter som producerar trevärt syre.

Användningen av sådana enheter i industrin gör att du kan utföra följande aktiviteter:

• desinficera luften i rummet;
• förstör mögel och svampar;
• desinficera vatten och avlopp;

I medicinska institutioner används ozonisatorer för desinfektion av lokaler, sterilisering av instrument och förbrukningsvaror.

Användningen av ozonisatorer är vanligt i hemmet. Sådana enheter används ofta för att berika luften med syre, desinficera vatten och eliminera virus och bakterier från rätter eller hushållsartiklar som används av en person med en infektionssjukdom.

När du använder en ozonator i vardagen måste alla villkor som anges av tillverkaren av enheten följas. Det är strängt förbjudet att vara inomhus när enheten är påslagen, samt att omedelbart dricka vatten renat med den.

Symtom på förgiftning

Penetrering av en hög koncentration av ozon i människokroppen genom andningsorganen eller långvarig interaktion med detta ämne kan orsaka allvarlig förgiftning. Symtom på ozonförgiftning kan uppträda både skarpt - med en enda inandning av en stor mängd av detta ämne och kan upptäckas gradvis - med kronisk förgiftning på grund av bristande efterlevnad av arbetsförhållanden eller reglerna för användning av ozonisatorer för hushåll.

De första tecknen på förgiftning från andningsorganen upptäcks:

• svett och sveda i halsen;
• andnöd, andnöd;
• oförmåga att ta ett djupt andetag;
• uppkomsten av frekvent och intermittent andning;
• smärta i bröstområdet.

När de utsätts för gas i ögonen, kan deras tårar, uppkomsten av smärta, rodnad i slemhinnan och vasodilatation observeras. I vissa fall uppstår försämring eller fullständig synförlust.

Med systematisk kontakt kan ozon påverka människokroppen på följande sätt:

• strukturella transformationer av bronkierna inträffar;
• olika sjukdomar i luftvägarna utvecklas och förvärras: lunginflammation, bronkit, astma, emfysem;
• en minskning av andningsvolymen leder till attacker av kvävning och ett fullständigt upphörande av andningsfunktionen.

Förutom att påverka andningssystemet, innebär kronisk ozonförgiftning patologiska processer i funktionen hos andra kroppssystem:

• utvecklingen av neurologiska störningar - en minskning av nivån av koncentration och uppmärksamhet, utseende av huvudvärk, försämrad koordination av rörelser;
• exacerbation av kroniska sjukdomar;
• kränkning av blodkoagulering, utveckling av anemi, förekomsten av blödning;
• exacerbation av allergiska reaktioner;
• kränkning av oxidativa processer i kroppen, som ett resultat av vilka fria radikaler sprids och förstörelsen av friska celler inträffar;
• utveckling av ateroskleros;
• försämring av den sekretoriska funktionaliteten i magen.

Första hjälpen vid ozonförgiftning

Akut ozonförgiftning kan leda till allvarliga konsekvenser, till och med dödsfall, därför, om man misstänker förgiftning, bör första hjälpen omedelbart ges till offret. Före ankomsten av specialister är det nödvändigt att utföra följande aktiviteter:

1. Ta bort offret från det drabbade området med ett giftigt ämne eller se till att frisk luft strömmar in i rummet.
2. Lossa åtsittande kläder, ge personen en halvsittande position, förhindra att huvudet lutar bakåt.
3. Vid upphörande av spontan andning och hjärtstillestånd, utför återupplivningsåtgärder - konstgjord andning från mun till mun och bröstkompressioner.

Om ozon kommer i kontakt med ögonen, skölj med mycket rinnande vatten.

Om en person utsätts för flytande ozon, bör du inte i något fall försöka ta bort kläder från offret på platsen för kontakt med kroppen. Före ankomsten av specialister är det värt att tvätta det drabbade området med mycket vatten.

Förutom att ge första hjälpen till offret är det nödvändigt att omedelbart leverera honom till en medicinsk institution eller ringa en ambulans, eftersom ytterligare berusningsåtgärder endast kan utföras av kvalificerad medicinsk personal.

Behandling av förgiftning

För att eliminera ozonförgiftning på ett medicinskt sjukhus vidtas följande åtgärder:

• utföra alkaliska inhalationer för att eliminera irritation i de övre luftvägarna;
• ordinera mediciner för att sluta hosta och återställa andningsfunktionen;
• vid akut andningssvikt är patienten ansluten till en ventilator;
• med ögonskador ordineras vasokonstriktor och desinficerande läkemedel;
• i händelse av allvarlig förgiftning utförs terapi för att normalisera det kardiovaskulära systemets funktioner;
• antioxidantterapi.

Konsekvenser

Långvarig exponering för ozon på människokroppen under olämpliga arbetsförhållanden eller brott mot reglerna för användning av ozonisatorn leder till kronisk förgiftning. Detta tillstånd medför ofta utvecklingen av sådana konsekvenser:

• Bildandet av tumörer. Orsaken till detta fenomen är den cancerframkallande effekten av ozon, vilket resulterar i skador på cellgenomet och utvecklingen av deras mutation.
• utveckling av manlig infertilitet. Med systematisk inandning av ozon uppstår en kränkning av spermatogenesen, på grund av vilken möjligheten till fortplantning går förlorad.
• neurologiska patologier. En person har en kränkning av uppmärksamhet, försämring av sömn, allmän svaghet, regelbunden förekomst av huvudvärk.

Förebyggande

För att undvika ozonförgiftning rekommenderar experter att du följer dessa rekommendationer:

• Avstå från att idrotta utomhus under den varma tiden på dagen, särskilt på sommaren. Det är tillrådligt att utföra fysiska övningar inomhus eller i områden långt från stora industriföretag och breda motorvägar, på morgonen och kvällen.
• Under den varma årstiden är det nödvändigt att vara utomhus så lite som möjligt, särskilt i områden med hög gasförorening.
• Vid kontakt med ozon i industriell miljö ska lokalen vara utrustad med frånluftsventilation. Dessutom, under produktionsprocessen, är det nödvändigt att använda skyddsanordningar, såväl som speciella sensorer som visar nivån av gas i rummet. Tiden för direktkontakt med ozon bör vara så kort som möjligt.

När du väljer en ozonisator för hushåll är det viktigt att vara uppmärksam på dess tekniska egenskaper och tillgången på ett lämpligt certifikat. Att köpa en icke-certifierad enhet kan leda till trivalent syretoxicitet. Innan du använder enheten måste du bekanta dig med reglerna för dess funktion och försiktighetsåtgärder.

Ozonförgiftning är ett ganska allvarligt tillstånd som kräver omedelbar läkarvård. Därför är det värt att komma ihåg att när du arbetar med denna gas eller använder hushållsozonisatorer, är det värt att följa säkerhetsåtgärder, och vid minsta misstanke om förgiftning, kontakta en medicinsk institution.

MOSKVA, 16 september - RIA Novosti. Internationella dagen för bevarande av ozonskiktet, en tunn "sköld" som skyddar allt liv på jorden från solens skadliga ultravioletta strålning, firas måndagen den 16 september – denna dag 1987 undertecknades det berömda Montrealprotokollet.

Under normala förhållanden är ozon, eller O3, en ljusblå gas som, när den svalnar, förvandlas till en mörkblå vätska och sedan blåsvarta kristaller. Totalt står ozonet i planetens atmosfär för cirka 0,6 delar per miljon i volym: det betyder till exempel att det i varje kubikmeter av atmosfären bara finns 0,6 kubikcentimeter ozon. Som jämförelse är koldioxiden i atmosfären redan cirka 400 ppm - det vill säga mer än två glas per samma kubikmeter luft.

Faktum är att en så liten koncentration av ozon kan kallas en välsignelse för jorden: denna gas, som bildar ett sparande ozonskikt på en höjd av 15-30 kilometer, är mycket mindre "ädel" i en persons omedelbara närhet. Ozon, enligt den ryska klassificeringen, tillhör ämnen av högsta, första klass av fara - det är ett mycket starkt oxidationsmedel, som är extremt giftigt för människor.

Internationella dagen för bevarande av ozonskiktet1994 utropade FN:s generalförsamling den 16 september till den internationella dagen för bevarande av ozonskiktet. Denna dag 1987 undertecknades Montrealprotokollet om ämnen som bryter ned ozonskiktet.

Vadim Samoilovich, senior forskare vid Laboratory of Catalysis and Gas Electrochemistry, Fakulteten för kemi, Lomonosov Moscow State University, hjälpte RIA Novosti att förstå de olika egenskaperna hos svårt ozon.

ozonsköld

"Detta är en ganska väl studerad gas, nästan allt har studerats - allt händer aldrig, men huvudsaken allt (är känt) ... Ozon har många alla möjliga tillämpningar. Men glöm inte att, generellt sett, liv uppstod tack vare ozonskiktet - det här är förmodligen huvudögonblicket", säger Samoylovich.

I stratosfären bildas ozon från syre som ett resultat av fotokemiska reaktioner - sådana reaktioner börjar under påverkan av solstrålning. Där är koncentrationen av ozon redan högre - cirka 8 milliliter per kubikmeter. Gasen förstörs när den "träffas" med vissa föreningar, till exempel atomärt klor och brom - det är dessa ämnen som ingår i de farliga klorfluorkolvätena, mer kända som freoner. Före tillkomsten av Montrealprotokollet användes de bland annat inom kylindustrin och som drivmedel i gaspatroner.

Protokoll för att skydda ozonskiktet slutförde uppgiften, säger forskareMontrealprotokollet har fullgjort sin uppgift – observationer visar att halten av ozonnedbrytande ämnen i atmosfären minskar, och med hjälp av avtalet har forskarvärlden gjort stora framsteg i att förstå de processer i atmosfären som är förknippade med ozonet. lager, berättade representanten för Ryssland i Internationella ozonkommissionen, en ledande forskare, till RIA Novosti Institute of Atmospheric Physics vid den ryska vetenskapsakademin uppkallad efter Obukhov Alexander Gruzdev.

2012, när Montrealprotokollet firade sitt 25-årsjubileum, utnämnde experter från FN:s miljöprogram (UNEP) skyddet av ozonskiktet som ett av endast fyra viktiga miljöproblem där mänskligheten har gjort betydande framsteg. Samtidigt noterade UNEP att ozonhalten i stratosfären hade upphört att minska sedan 1998, och, enligt forskare, kan den 2050-2075 återgå till nivåer som registrerats före 1980.

Ozon smog

På 30 kilometer från jordens yta "uppför sig" ozon bra, men i troposfären, ytskiktet, visar det sig vara en farlig förorening. Enligt UNEP har troposfäriska ozonkoncentrationer på norra halvklotet nästan tredubblats under de senaste 100 åren, vilket gör den till den tredje största "antropogena" växthusgasen.

Även här släpps inte ozon ut i atmosfären, utan bildas under inverkan av solstrålning i luften, som redan är förorenad av ozon-"prekursorer" - kväveoxider, flyktiga kolväten och några andra föreningar. I städer där ozon är en av huvudkomponenterna i smog, är fordonsutsläpp indirekt "skyldiga" för dess utseende.

Det är inte bara människorna och klimatet som lider av marknära ozon. UNEP uppskattar att en sänkning av troposfäriskt ozon kan hjälpa till att spara cirka 25 miljoner ton ris, vete, sojabönor och majs som går förlorade varje år till denna växtgiftiga gas.

Primorye-experter: ozonhål uppstår, men det är inte klart vem som är skyldigOrsakerna till uppkomsten av ozonhål är fortfarande ett kontroversiellt ämne bland specialister. På dagen för skyddet av ozonskiktet berättade experter från Primorye för RIA Novosti om teorierna om dess skador och hur grannlandet Kina, vars energi är baserad på kol, påverkar tillståndet i denna del av stratosfären.

Det är just för att marknära ozon inte längre är så användbart som meteorologiska och miljöövervakningsspecialister ständigt övervakar dess koncentrationer i luften i stora städer, inklusive Moskva.

Ozon användbart

"En av de mycket intressanta egenskaperna hos ozon är bakteriedödande. Det är praktiskt taget den första bland alla sådana ämnen, klor, manganperoxid, kloroxid", säger Vadim Samoylovich.

Samma extrema natur hos ozon, vilket gör det till ett mycket starkt oxidationsmedel, förklarar omfattningen av denna gas. Ozon används för sterilisering och desinfektion av lokaler, kläder, verktyg och, naturligtvis, vattenrening - både dricka och industri och även avfall.

Experten framhåller dessutom att ozon i många länder används som ersättning för klor i massablekningsanläggningar.

"Klor (när man reagerar) med organiska ämnen ger på motsvarande sätt organoklorer, som är mycket giftigare än bara klor. I stort sett kan detta (uppkomsten av giftigt avfall - red.) undvikas antingen genom att kraftigt minska koncentrationen av klor, eller helt enkelt eliminera det. Ett av alternativen - att ersätta klor med ozon," förklarade Samoylovich.

Luft kan också ozoniseras, och detta ger också intressanta resultat - till exempel i Ivanovo genomförde specialister från All-Russian Research Institute of Labor Protection och deras kollegor en serie studier, under vilka "i spinningbutiker, en viss mängd av ozon tillsattes vanliga ventilationskanaler." Som ett resultat minskade förekomsten av luftvägssjukdomar, medan arbetsproduktiviteten tvärtom växte. Luftozonisering i livsmedelslager kan öka dess säkerhet, och det finns sådana erfarenheter även i andra länder.

Ozon är giftigt

Flygningar i Australien producerar det giftigaste ozonetForskare har hittat en tusen kilometer bred "plats" i Stilla havet där troposfäriskt ozon genereras mest effektivt, och de mest ozonproducerande flygningarna, alla avsedda för Australien eller Nya Zeeland.

Fångsten med användningen av ozon är densamma - dess toxicitet. I Ryssland är den högsta tillåtna koncentrationen (MPC) för ozon i den atmosfäriska luften 0,16 milligram per kubikmeter och i luften i arbetsområdet - 0,1 milligram. Därför, noterar Samoylovich, kräver samma ozonering konstant övervakning, vilket avsevärt komplicerar saken.

"Det är fortfarande en ganska komplicerad teknik. Det är mycket lättare att hälla ut en hink med någon slags bakteriedödande medel, hälla ut det och det är allt, men här måste du följa, det måste finnas någon form av förberedelse", säger forskaren.

Ozon skadar människokroppen långsamt men allvarligt – långvarig exponering för ozonförorenad luft ökar risken för hjärt-kärl- och luftvägssjukdomar. Reagerar med kolesterol och bildar olösliga föreningar, vilket leder till utvecklingen av ateroskleros.

"Vid koncentrationer över högsta tillåtna nivåer kan huvudvärk, irritation av slemhinnorna, hosta, yrsel, allmän trötthet och minskad hjärtaktivitet uppstå. Giftigt marknära ozon leder till uppkomst eller förvärring av luftvägssjukdomar, barn, äldre och astmatiker är i riskzonen", noteras på webbplatsen för Central Aerological Observatory (CAO) i Roshydromet.

Ozonexplosiv

Ozon är inte bara skadligt att andas in - tändstickor bör också gömmas undan, eftersom denna gas är mycket explosiv. Traditionellt har 300-350 milliliter per liter luft ansetts vara en "tröskel" för farliga nivåer av ozongas, även om vissa forskare arbetar med högre nivåer, säger Samoylovich. Men flytande ozon - samma blå vätska som mörknar när den svalnar - exploderar spontant.

Det är detta som förhindrar användningen av flytande ozon som oxidationsmedel i raketbränsle - sådana idéer dök upp strax efter rymdålderns början.

"Vårt laboratorium på universitetet uppstod just på en sådan idé. Varje raketbränsle har sitt eget värmevärde i reaktionen, det vill säga hur mycket värme som frigörs när den brinner ut, och därmed hur kraftfull raketen kommer att vara. Så det är känt att det mest kraftfulla alternativet är flytande väte blandat med flytande ozon... Men det finns en nackdel: flytande ozon exploderar och det exploderar spontant, det vill säga utan någon uppenbar anledning, säger en representant för Moskvas statliga universitet.

Enligt honom spenderade både sovjetiska och amerikanska laboratorier "en enorm mängd ansträngning och tid för att göra det säkert (affärer) på något sätt - det visade sig att det var omöjligt att göra det." Samoylovich påminner om att kollegor från USA en dag lyckades få fram särskilt rent ozon, som "verkade" inte explodera, "alla slog redan paukerna", men sedan exploderade hela anläggningen och arbetet stoppades.

"Vi hade fall när, säg, en kolv med flytande ozon står, står, flytande kväve hälls i den, och sedan - antingen har kvävet kokat bort där, eller något - du kommer, men hälften av installationen är inte där, allt har blåst till damm. Varför det exploderade - vem vet", konstaterar forskaren.

1. Vad vet vi om OZON?

Ozon (från grekiskan ozon - luktande) är en blå gas med en stickande lukt, ett starkt oxidationsmedel. Ozon är en allotrop av syre. Molekylformel för O3. Det är 2,5 gånger tyngre än syre. Den används för desinfektion av vatten, mat och luft.

Teknologier

Baserat på corona-ozonteknologi utvecklades Green World multifunktionella anjonozonisator, som använder ozon för desinfektion och sterilisering.

Egenskaper för det kemiska grundämnet ozon

Ozon, vars vetenskapliga namn är O3, erhålls genom att kombinera tre syreatomer och har en hög oxiderande funktion, vilket är effektivt vid desinfektion och stearylisering. Det kan förstöra de flesta bakterier i vatten och luft. Det anses vara ett effektivt desinfektionsmedel och antiseptisk. Ozon är en viktig komponent i atmosfären. Vår atmosfär innehåller 0,01 ppm-0,04 ppm ozon, vilket balanserar halterna av bakterier i naturen. Ozon produceras också naturligt av blixtnedslag under åskväder. Under den elektriska urladdningen av blixten frigörs en behaglig söt lukt, som vi kallar frisk luft.

Ozonmolekyler är instabila och bryts ner mycket snabbt till syremolekyler. Denna kvalitet gör ozon till en värdefull gas- och vattenrenare. Ozonmolekyler kombineras med molekyler av andra ämnen och bryter ner, som ett resultat, oxiderar det organiska föreningar och förvandlar dem till ofarlig koldioxid och vatten. Eftersom ozon lätt bryts ner till syremolekyler är det betydligt mindre giftigt än andra desinfektionsmedel som klor. Det kallas också "det renaste oxidations- och desinfektionsmedlet".

Egenskaper hos ozon - dödar mikroorganismer

1. dödar bakterier

a) dödar de flesta coli-bakterier och stafylokocker i luften

b) dödar 99,7 % av coli-bakterierna och 99,9 % av stafylokocker på ytan av föremål

c) dödar 100 % av coli-bakterier, stafylokocker och salmonellagruppmikrober i fosfatföreningar

d) Dödar 100% av coli-bakterier i vatten

2. Förstör bakteriesporer

a) förstör brevibacteiumsporer

b) förmågan att förstöra bakterier i luften

c) Dödar 99,999 % av brevibacteiumsporer i vatten

3. förstör virus

a) förstör 99,99 % HBsAg och 100 % HAAg

b) förstör influensaviruset i luften

c) förstör PVI och hepatit A-virus i vatten inom några sekunder eller minuter

d) förstör SA-11-viruset i vatten

e) när koncentrationen av ozon i blodserumet når 4 mg/l kan det förstöra HIV i 106cd50/ml

a) dödar 100 % aspergillus versicolor och penicillium

b) dödar 100 % av aspergillusniger, fusariumoxysporumf.sp.melonogea och fusariumoxysporumf.sp. lycopersici

c) dödar aspergillus niger och candida bakterier

2. Hur bildas ozon i naturen?

Det bildas av molekylärt syre (O2) under en elektrisk urladdning eller under inverkan av ultraviolett strålning. Detta är särskilt märkbart på platser som är rika på syre: i skogen, vid havet eller nära ett vattenfall. När det utsätts för solljus omvandlas syre i en droppe vatten till ozon. Man luktar också ozon efter ett åskväder, då det bildas av en elektrisk urladdning.

3. Varför verkar luften renare efter ett åskväder?

Ozon oxiderar orenheter av organiska ämnen och desinficerar luften, vilket ger en behaglig fräschör (doften av åskväder). Den karakteristiska lukten av ozon uppträder vid koncentrationer på 10-7%.

4. Vad är ozonosfären? Vad är dess inverkan på livet på planeten?

Huvudmassan av ozon i atmosfären ligger på en höjd av 10 till 50 km med en maximal koncentration på en höjd av 20-25 km, vilket bildar ett lager som kallas ozonosfären.

Ozonosfären reflekterar hård ultraviolett strålning, skyddar levande organismer från strålningens skadliga effekter. Det var tack vare bildandet av "ozon från luftens syre som liv på land blev möjligt.

5. När upptäcktes ozon och vad är historien om dess användning?

Ozon beskrevs första gången 1785. Den holländska fysikern Mac Van Marum.

År 1832 prof. Schonbein vid universitetet i Basel publicerade boken "Kemisk produktion av ozon". Han gav den namnet "ozon" från grekiskan "luktande".

År 1857 Werner von Siemens designade den första tekniska installationen för rening av dricksvatten. Sedan dess har ozonisering gjort det möjligt att få hygieniskt rent vatten.

Senast 1977 Det finns mer än 1000 ozoneringsanläggningar för dricksvatten runt om i världen. För närvarande är 95 % av dricksvattnet i Europa behandlat med ozon. Ozonisering har blivit utbredd i Kanada och USA. I Ryssland finns det flera stora stationer som används för efterbehandling av dricksvatten, beredning av vatten för simbassänger och för djuprening av avloppsvatten i biltvättarnas återvinningsvatten.

Ozon användes först som ett antiseptiskt medel under första världskriget.

Sedan 1935 började använda rektal administrering av en ozon-syreblandning för behandling av olika tarmsjukdomar (proktit, hemorrojder, ulcerös kolit, fistlar, undertryckande av patogena mikroorganismer, återställande av tarmfloran).

Studien av effekten av ozon gjorde det möjligt att använda det i kirurgisk praxis för infektionsskador, behandling av tuberkulos, lunginflammation, hepatit, herpesinfektion, anemi, etc.

i Moskva 1992. under ledning av den hedrade forskaren från Ryska federationen, MD. Zmyzgovoy A.V. "Scientific and Practical Center for Ozon Therapy" skapades, där ozon används för att behandla ett brett spektrum av sjukdomar. Utvecklingen av effektiva icke-skadliga exponeringsmetoder med ozon fortsätter. Idag anses ozon vara ett populärt och effektivt sätt att desinficera vatten, luft och rena mat. Också syre-ozonblandningar används vid behandling av olika sjukdomar, kosmetologi och många hanteringsområden.

6. Kan du andas ozon? Är ozon en skadlig gas?

Faktum är att andas höga koncentrationer av ozon är farligt, det kan bränna slemhinnan i andningsorganen.

Ozon är ett starkt oxidationsmedel. Här ligger dess positiva och skadliga egenskaper. Allt beror på koncentrationen, d.v.s. från andelen ozon i luften. Dess verkan är som eld... I små mängder stöder och läker den, i stora mängder kan den förstöra.

7. När används låga och höga koncentrationer av ozon?

Relativt höga koncentrationer används för desinfektion, medan lägre koncentrationer av ozon inte skadar proteinstrukturer och främjar läkning.

8. Vilken effekt har ozon på virus?

Ozon undertrycker (inaktiverar) viruset både utanför och inuti cellen och förstör delvis dess skal. Processen för dess reproduktion avbryts och virusens förmåga att ansluta till kroppens celler störs.

9. Hur yttrar sig ozonets bakteriedödande egenskaper när det utsätts för mikroorganismer?

När de utsätts för ozon på mikroorganismer, inklusive jäst, skadas deras cellmembran lokalt, vilket leder till deras död eller oförmåga att föröka sig. En ökning av mikroorganismernas känslighet för antibiotika noterades.

Experiment har visat att gasformigt ozon dödar nästan alla typer av bakterier, virus, mögel och jästliknande svampar och protozoer. Ozon i koncentrationer från 1 till 5 mg/l leder till att 99,9 % av Escherichia coli, streptokocker, mucobacteria, phylococci, Escherichia och Pseudomonas aeruginosa, Proteus, Klebsiella, etc. dör inom 4-20 minuter.

10. Hur fungerar ozon i den livlösa naturen?

Ozon reagerar med de flesta organiska och oorganiska ämnen. I reaktionsprocessen bildas syre, vatten, koloxider och högre oxider av andra grundämnen. Alla dessa produkter förorenar inte miljön och leder inte till bildning av cancerframkallande ämnen, till skillnad från klor och fluorföreningar.

11. Kan föreningar som bildas i bostadsutrymmen vid luftozonering vara farliga?

Koncentrationerna av ozon som skapas av en hushållsozonator leder till att ofarliga föreningar bildas i bostadsområden. Som ett resultat av ozonisering av rummet sker en ökning av syrehalten i luften och rening från virus och bakterier.

12. Vilka föreningar bildas vid ozonisering av inomhusluften?

De flesta föreningar som omger oss reagerar med ozon och bildar ofarliga föreningar.

De flesta av dem sönderfaller till koldioxid, vatten och fritt syre. I vissa fall bildas inaktiva (ofarliga) föreningar (oxider). Det finns också så kallade icke-reaktiva ämnen - oxider av titan, kisel, kalcium, etc. De reagerar inte med ozon.

13. Är det nödvändigt att ozonisera luften i luftkonditionerade rum?

Efter att luften passerat genom luftkonditioneringsapparater och värmeanordningar, minskar syrehalten i luften och nivån av giftiga komponenter i luften minskar inte. Dessutom är gamla luftkonditioneringsapparater i sig en källa till föroreningar och infektioner. "Closed Room Syndrome" - huvudvärk, trötthet, frekventa andningsproblem. Ozonering av sådana lokaler är helt enkelt nödvändig.

14. Kan luftkonditioneringen desinficeras?

Jo det kan du.

15. Är användningen av luftozonering effektiv för att eliminera lukter från rökiga lokaler och lokaler efter reparation (lukt av färg, lack)?

Ja, det är effektivt. Bearbetning bör utföras flera gånger, kombinerat med våtrengöring.

16. Vilka koncentrationer av ozon är skadliga för bakterier, svampar i hemluften?

En koncentration på 50 ozonpartiklar per 1 000 000 000 luftpartiklar minskar luftföroreningarna avsevärt. En särskilt stark effekt är på coli coli, salmonella, Staphylococcus aureus, candida, aspergillus.

17. Har det gjorts någon forskning om effekterna av ozoniserad luft på människor?

Speciellt beskrivs ett experiment som genomfördes under 5 månader med två grupper av människor - kontroll och test.

Luften i testgruppens rum fylldes med ozon i en koncentration av 15 partiklar av ozon per 1 000 000 000 partiklar luft. Alla försökspersoner noterade god hälsa, försvinnandet av irritabilitet. Läkare noterade en ökning av syrehalten i blodet, en förstärkning av immunsystemet, normalisering av trycket och försvinnandet av många symptom på stress.

18. Är ozon skadligt för kroppens celler?

Koncentrationerna av ozon som skapas av hushållens ozonisatorer undertrycker virus och mikroorganismer, men skadar inte kroppens celler, eftersom. ozon skadar inte huden. Friska celler i människokroppen har ett naturligt försvar mot de skadliga effekterna av oxidation (antioxidant). Ozonets effekt är med andra ord selektiv i förhållande till levande organismer.

Detta utesluter inte tillämpningen av försiktighetsåtgärder. Under ozoniseringsprocessen är det inte önskvärt att vara i rummet och efter ozonisering bör rummet ventileras. Ozonisatorn bör placeras på ett ställe som är otillgängligt för barn, annars bör det vara omöjligt att slå på den.

19. Vilken prestanda har ozonatorn?

Under normalt läge - 200 mg / timme, med förbättrad - 400 mg / timme. Hur stor är koncentrationen av ozon i rummet som ett resultat av driften av ozonatorn? Koncentrationen beror på rummets volym, på ozonatorns placering, på luftfuktighet och temperatur. Ozon är inte en stabil gas och bryts ner snabbt, så koncentrationen av ozon är mycket tidsberoende. Indikativa data 0,01 - 0,04 PPm.

20. Vilka koncentrationer av ozon i luften anses vara begränsande?

Ozonkoncentrationer i intervallet 0,5 - 2,5 PPm (0,0001 mg/l) anses vara säkra.

21. Varför används vattenozonering?

Ozon används för desinfektion, avlägsnande av föroreningar, lukt och färg på vatten.

1. Till skillnad från klorering och fluorering av vatten, införs inget främmande i vattnet under ozonering (ozon sönderfaller snabbt). Samtidigt förblir mineralsammansättningen och pH oförändrade.

2. Ozon har den största desinficerande egenskapen mot patogener.

3. Organiska ämnen i vattnet förstörs, vilket förhindrar vidare utveckling av mikroorganismer.

4. Utan att det bildas skadliga föreningar förstörs de flesta kemikalier. Dessa inkluderar bekämpningsmedel, herbicider, petroleumprodukter, rengöringsmedel, svavel- och klorföreningar, som är cancerframkallande.

5. Metaller oxideras till inaktiva föreningar, inklusive järn, mangan, aluminium, etc. Oxider fälls ut och filtreras lätt.

6. Snabbt sönderfallande ozon förvandlas till syre, vilket förbättrar vattnets smak och läkande egenskaper.

23. Vad är surhetsindexet för vatten som har genomgått ozonisering?

Vatten har ett lätt alkaliskt pH = 7,5 - 9,0. Detta vatten rekommenderas att dricka.

24. Hur mycket ökar syrehalten i vatten efter ozonisering?

Syrehalten i vatten ökar 12 gånger.

25. Hur snabbt sönderfaller ozon i luft, i vatten?

I luften efter 10 minuter. ozonkoncentrationen reduceras till hälften och bildar syre och vatten.

I vatten efter 20-30 minuter. ozon delar sig på mitten och bildar en hydroxylgrupp och vatten.

26. Hur påverkar vattenuppvärmning syrehalten i den?

Syrehalten i vattnet minskar efter uppvärmning.

27. Vad bestämmer koncentrationen av ozon i vatten?

Ozonkoncentrationen beror på föroreningar, temperatur, vattnets surhet, material och behållargeometri.

28. Varför används O 3 -molekylen och inte O 2 ?

Ozon är cirka 10 gånger mer lösligt i vatten än syre och är mycket konserverat. Ju lägre vattentemperatur, desto längre lagringstid.

29. Varför är det bra att dricka syresatt vatten?

Användningen av ozon ökar konsumtionen av glukos i vävnader och organ, ökar mättnaden av blodplasma med syre, minskar graden av syresvält och förbättrar mikrocirkulationen.

Ozon har en positiv effekt på metabolismen i levern och njurarna. Stödjer hjärtmuskelns arbete. Minskar andningsfrekvensen och ökar tidalvolymen.

30. Vad är en hushållsozonator till för?

Hushållsozonatorn kan användas för:

desinfektion och deodorisering av luft i bostadsutrymmen, i badrum och toalettrum, byteshus, skåp, kylskåp, etc.;

livsmedelsbearbetning (kött, fisk, ägg, grönsaker och frukter);

förbättra vattenkvaliteten (desinfektion, syreanrikning, eliminering av klor och andra skadliga föroreningar);

hemkosmetologi (eliminering av mjäll, akne, gurgling, borstning av tänder, eliminering av svampsjukdomar, beredning av ozoniserad olja);

ta hand om husdjur och fiskar;

vattning av krukväxter och fröbehandling;

blekning och färg åt linne;

skobearbetning.

31. Vad är effekten av att använda ozon i medicinsk praxis?

Ozon har en antibakteriell, antiviral effekt (inaktivering av virus och förstörelse av sporer).

Ozon aktiverar och normaliserar ett antal biokemiska processer.

Effekten som erhålls med ozonterapi kännetecknas av:

aktivering av avgiftningsprocesser, det finns ett undertryckande

aktivitet av externa och inre toxiner;

aktivering av metaboliska processer (metaboliska processer);

ökad mikrocirkulation (blodtillförsel

förbättring av blodets reologiska egenskaper (blodet blir rörligt);

har en uttalad smärtstillande effekt.

32. Hur påverkar ozon människans immunitet?

Ökar cellulär och humoral immunitet. Fagocytos aktiveras, syntesen av interferoner och andra ospecifika kroppssystem förbättras.

33. Hur påverkar ozonisering metaboliska processer?

Användningen av ozon ökar konsumtionen av glukos i vävnader och organ, ökar mättnaden av blodplasma med syre, minskar graden av syresvält och förbättrar mikrocirkulationen. Ozon har en positiv effekt på metabolismen i levern och njurarna. Stödjer hjärtmuskelns arbete. Minskar andningsfrekvensen och ökar tidalvolymen.

34. Ozon bildas vid svetsning och under drift av en kopiator. Är detta ozon skadligt?

Ja, det är skadligt, eftersom farliga föroreningar bildas i det här fallet. Ozonet som produceras av ozonisatorn är rent och därför ofarligt.

35. Finns det någon skillnad mellan ozonisatorer för industri, medicin och hushåll?

Industriella ozonisatorer ger en hög koncentration av ozon, farligt för hemmabruk.

Medicinska och hushållsozonisatorer är nära när det gäller prestanda, men medicinska är utformade för en längre period av kontinuerlig drift.

36. Vilka är de jämförande egenskaperna för desinfektion vid användning av ultravioletta enheter och ozonisatorer?

Ozon är 2,5 - 6 gånger effektivare än ultravioletta strålar och 300 - 600 gånger effektivare än klor när det gäller dess förmåga att förstöra bakterier och virus. Samtidigt, till skillnad från klor, förstör ozon även cystor av maskar och herpesvirus och tuberkulos.

Ozon avlägsnar organiska och kemiska ämnen från vatten, sönderdelar dem till vatten, koldioxid och bildar en fällning av inaktiva element.

Ozon oxiderar lätt järn- och mangansalter och bildar olösliga ämnen som avlägsnas genom sedimentering eller filtrering. Som ett resultat är ozonerat vatten säkert, klart och behagligt för smaken.

37. Kan man desinficera disk med ozon?

Ja! Det är bra att desinficera barnrätter, konserver etc. För att göra detta, placera disken i en behållare med vatten, sänk luftkanalen med en avdelare. Bearbeta i 10-15 minuter.

38. Vilka material ska redskapen för ozonisering vara gjorda av?

Glas, keramik, trä, plast, emaljerad (inga spån eller sprickor). Använd inte metall, inklusive aluminium- och kopparredskap. Gummi tål inte kontakt med ozon.

Den anjoniska ozonatorn från det amerikanska företaget Green World hjälper dig inte bara att upprätthålla, utan också avsevärt förbättra din hälsa. Du har möjlighet att använda en oumbärlig enhet i ditt hem - en anjonozonisator, som kombinerar alla kvaliteter och funktionalitet hos både en luftjonisator och en ozonisator (multifunktionell...

Ozonatorn till bilen är försedd med belysning och aromatizer. Ozoniserings- och joniseringslägena kan slås på samtidigt. Dessa lägen kan också aktiveras individuellt. Denna ozonisator är oumbärlig för långa resor, när förarens trötthet ökar, synen och minnet försämras. Ozonisatorn lindrar dåsighet och ger kraft på grund av inflödet av...

Forskare blev först medvetna om att det fanns en okänd gas när de började experimentera med elektrostatiska maskiner. Det hände på 1600-talet. Men de började studera den nya gasen först i slutet av nästa århundrade. År 1785 skapade den holländska fysikern Martin van Marum ozon genom att leda elektriska gnistor genom syre. Namnet ozon dök upp först 1840; den uppfanns av den schweiziska kemisten Christian Schönbein, härledde den från det grekiska ozon, luktande. Den kemiska sammansättningen av denna gas skilde sig inte från syre, men var mycket mer aggressiv. Så han oxiderade omedelbart färglös kaliumjodid med frisättningen av brun jod; Shenbein använde denna reaktion för att bestämma ozon genom graden av blåhet hos papper impregnerat med en lösning av kaliumjodid och stärkelse. Även kvicksilver och silver, som är inaktiva vid rumstemperatur, oxiderar i närvaro av ozon.

Det visade sig att ozonmolekyler, liksom syre, bara består av syreatomer, bara inte av två, utan av tre. Syre O2 och ozon O3 är det enda exemplet på bildandet av två gasformiga (under normala förhållanden) enkla ämnen av ett kemiskt element. I O3-molekylen är atomerna placerade i en vinkel, så dessa molekyler är polära. Ozon produceras som ett resultat av att "klibba" till O2-molekyler av fria syreatomer, som bildas av syremolekyler under inverkan av elektriska urladdningar, ultravioletta strålar, gammastrålar, snabba elektroner och andra högenergipartiklar. Ozon luktar alltid nära fungerande elektriska maskiner, där borstar "gnistrar", nära bakteriedödande kvicksilver-kvartslampor som avger ultraviolett strålning. Syreatomer frigörs också under vissa kemiska reaktioner. Ozon bildas i små mängder under elektrolysen av surgjort vatten, under den långsamma oxidationen av våt vit fosfor i luften, under nedbrytningen av föreningar med hög syrehalt (KMnO4, K2Cr2O7, etc.), under inverkan av fluor på vatten eller på bariumperoxid av koncentrerad svavelsyra. Syreatomer finns alltid i en låga, så om du riktar en ström av tryckluft över lågan på en syrgasbrännare kommer den karakteristiska lukten av ozon att finnas i luften.
Reaktionen 3O2 → 2O3 är mycket endoterm: 142 kJ måste användas för att producera 1 mol ozon. Den omvända reaktionen fortskrider med frigöring av energi och utförs mycket lätt. Följaktligen är ozon instabilt. I frånvaro av föroreningar sönderfaller gasformigt ozon långsamt vid en temperatur på 70°C och snabbt över 100°C. Ozonnedbrytningshastigheten ökar kraftigt i närvaro av katalysatorer. De kan vara gaser (till exempel kväveoxid, klor) och många fasta ämnen (även kärlväggar). Därför är rent ozon svårt att få fram, och att arbeta med det är farligt på grund av risken för en explosion.

Det är inte förvånande att i många decennier efter upptäckten av ozon var till och med dess grundläggande fysiska konstanter okända: under lång tid lyckades ingen få rent ozon. Som D.I. Mendeleev skrev i sin lärobok Fundamentals of Chemistry, "med alla metoder för att framställa gasformigt ozon är dess innehåll i syre alltid obetydligt, vanligtvis bara några tiondels procent, sällan 2%, och endast vid mycket låga temperaturer når det 20 %." Först 1880 erhöll de franska forskarna J. Gotfeil och P. Chappui ozon från rent syre vid en temperatur på minus 23 ° C. Det visade sig att ozon i ett tjockt lager har en vacker blå färg. När det kylda ozonerade syret långsamt komprimerades blev gasen mörkblå och efter det snabba tryckavlastningen sjönk temperaturen ännu mer och mörklila flytande ozondroppar bildades. Om gasen inte kyldes eller komprimerades snabbt, förvandlades ozonet omedelbart, med en gul blixt, till syre.

Senare utvecklades en bekväm metod för syntes av ozon. Om en koncentrerad lösning av perklorsyra, fosforsyra eller svavelsyra utsätts för elektrolys med en kyld anod gjord av platina- eller bly(IV)oxid, kommer gasen som frigörs vid anoden att innehålla upp till 50 % ozon. Ozonets fysiska konstanter förfinades också. Det flyter mycket lättare än syre vid -112°C (syre vid -183°C). Vid –192,7°C stelnar ozon. Fast ozon har en blå-svart färg.

Experiment med ozon är farliga. Gasformigt ozon kan explodera om dess koncentration i luften överstiger 9 %. Flytande och fast ozon exploderar ännu lättare, särskilt vid kontakt med oxiderande ämnen. Ozon kan lagras vid låga temperaturer i form av lösningar i fluorerade kolväten (freoner). Dessa lösningar är blå till färgen.

Ozonets kemiska egenskaper.

Ozon kännetecknas av en extremt hög reaktivitet. Ozon är ett av de starkaste oxidationsmedlen och är i detta avseende sämre än fluor och syrefluorid OF2. Den aktiva principen för ozon som oxidationsmedel är atomärt syre, som bildas under ozonmolekylens sönderfall. Eftersom ozonmolekylen fungerar som ett oxidationsmedel "använder" i regel bara en syreatom, medan de andra två frigörs i form av fritt syre, till exempel 2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + O2. Många andra föreningar oxideras på samma sätt. Det finns dock undantag när ozonmolekylen använder alla tre syreatomer den har för oxidation, till exempel 3SO2 + O3 → 3SO3; Na2S + O3 → Na2S03.

En mycket viktig skillnad mellan ozon och syre är att ozon uppvisar oxiderande egenskaper redan vid rumstemperatur. Till exempel reagerar inte PbS och Pb(OH)2 med syre under normala förhållanden, medan i närvaro av ozon omvandlas sulfid till PbSO4 och hydroxid till PbO2. Om en koncentrerad lösning av ammoniak hälls i ett kärl med ozon, kommer vit rök att uppstå - detta är ozonoxiderad ammoniak för att bilda ammoniumnitrit NH4NO2. Särskilt utmärkande för ozon är förmågan att "svärta" silverföremål med bildandet av AgO och Ag2O3.

Genom att fästa en elektron och förvandlas till en negativ jon O3– blir ozonmolekylen mer stabil. "Ozonatsalter" eller ozonider som innehåller sådana anjoner har varit kända under lång tid - de bildas av alla alkalimetaller utom litium, och ozonidernas stabilitet ökar från natrium till cesium. Vissa ozonider av alkaliska jordartsmetaller är också kända, till exempel Ca(O3)2. Om en ström av gasformigt ozon riktas mot ytan av en fast torr alkali, bildas en orangeröd skorpa innehållande ozonider, till exempel 4KOH + 4O3 → 4KO3 + O2 + 2H2O. Samtidigt binder fast alkali effektivt vatten, vilket förhindrar ozonid från omedelbar hydrolys. Men med ett överskott av vatten sönderdelas ozonider snabbt: 4KO3 + 2H2O → 4KOH + 5O2. Nedbrytning sker även under lagring: 2KO3 → 2KO2 + O2. Ozonider är mycket lösliga i flytande ammoniak, vilket gjorde det möjligt att isolera dem i sin rena form och studera deras egenskaper.

Organiska ämnen som ozon kommer i kontakt med, det förstör oftast. Så, ozon, till skillnad från klor, kan dela bensenringen. När du arbetar med ozon kan du inte använda gummirör och slangar - de kommer omedelbart att "läcka ut". Ozon reagerar med organiska föreningar med frigörande av en stor mängd energi. Till exempel antänds eter, alkohol, bomull fuktad med terpentin, metan och många andra ämnen spontant när de kommer i kontakt med ozonerad luft, och att blanda ozon med eten leder till en kraftig explosion.

Användningen av ozon.

Ozon "bränner" inte alltid organiskt material; i ett antal fall är det möjligt att utföra specifika reaktioner med mycket utspätt ozon. Till exempel ger ozonering av oljesyra (den finns i stora mängder i vegetabiliska oljor) azelainsyra HOOC(CH2)7COOH, som används för att producera högkvalitativa smörjoljor, syntetiska fibrer och mjukgörare för plast. På liknande sätt erhålls adipinsyra, som används vid syntes av nylon. 1855 upptäckte Schönbein reaktionen mellan omättade föreningar innehållande C=C-dubbelbindningar med ozon, men det var inte förrän 1925 som den tyske kemisten H. Staudinger etablerade mekanismen för denna reaktion. Ozonmolekylen förenar dubbelbindningen för att bilda en ozonid, denna gång organisk, och en syreatom ersätter en av C=C-bindningarna och gruppen –О–О– ersätter den andra. Även om vissa organiska ozonider har isolerats i ren form (till exempel etylenozonid), utförs denna reaktion vanligtvis i utspädd lösning, eftersom ozonider i fritt tillstånd är mycket instabila sprängämnen. Ozoniseringsreaktionen av omättade föreningar åtnjuter stor respekt bland organiska kemister; problem med denna reaktion erbjuds ofta även vid skololympiader. Faktum är att när ozoniden sönderdelas av vatten, bildas två molekyler av aldehyd eller keton, som är lätta att identifiera och ytterligare fastställa strukturen av den ursprungliga omättade föreningen. Sålunda, i början av 1900-talet, etablerade kemister strukturen för många viktiga organiska föreningar, inklusive naturliga, innehållande C=C-bindningar.

Ett viktigt användningsområde för ozon är desinfektion av dricksvatten. Vanligtvis är vattnet klorerat. Men vissa föroreningar i vattnet under inverkan av klor omvandlas till föreningar med en mycket obehaglig lukt. Därför har det länge föreslagits att ersätta klor med ozon. Ozonerat vatten får inte främmande lukt eller smak; när många organiska föreningar helt oxideras med ozon bildas bara koldioxid och vatten. Rena med ozon och avloppsvatten. Produkterna av ozonoxidation även av sådana föroreningar som fenoler, cyanider, ytaktiva ämnen, sulfiter, kloraminer är ofarliga föreningar utan färg och lukt. Överskott av ozon sönderfaller snabbt under bildning av syre. Vattenozonering är dock dyrare än klorering; dessutom kan ozon inte transporteras och måste produceras på plats.

Ozon i atmosfären.

Det finns inte mycket ozon i jordens atmosfär – 4 miljarder ton, d.v.s. i genomsnitt endast 1 mg/m3. Koncentrationen av ozon ökar med avståndet från jordens yta och når ett maximum i stratosfären, på en höjd av 20-25 km - detta är "ozonskiktet". Om allt ozon från atmosfären samlas upp nära jordytan vid normalt tryck, erhålls ett endast cirka 2–3 mm tjockt lager. Och så små mängder ozon i luften ger faktiskt liv på jorden. Ozon skapar en "skyddande skärm" som inte tillåter de hårda ultravioletta strålarna från solen att nå jordens yta, vilket är skadligt för allt levande.

Under de senaste decennierna har stor uppmärksamhet ägnats uppkomsten av så kallade "ozonhål" - områden med ett avsevärt minskat innehåll av stratosfäriskt ozon. Genom en sådan "läckande" sköld når den hårdare ultravioletta strålningen från solen jordens yta. Därför har forskare övervakat ozonet i atmosfären under lång tid. År 1930 föreslog den engelske geofysikern S. Chapman ett schema med fyra reaktioner för att förklara den konstanta koncentrationen av ozon i stratosfären (dessa reaktioner kallas Chapman-cykeln, där M betyder vilken atom eller molekyl som helst som bär bort överskottsenergi):

O2 → 2O
O + O + M → O2 + M
O + O3 → 202
O3 → O2 + O.

De första och fjärde reaktionerna i denna cykel är fotokemiska, de är under påverkan av solstrålning. För sönderdelning av en syremolekyl till atomer krävs strålning med en våglängd på mindre än 242 nm, medan ozon sönderfaller när ljus absorberas i området 240–320 nm (den senare reaktionen skyddar oss bara från hård ultraviolett ljus, eftersom syre absorberar inte i detta spektrala område). De återstående två reaktionerna är termiska, dvs. gå utan ljusets verkan. Det är mycket viktigt att den tredje reaktionen som leder till att ozon försvinner har en aktiveringsenergi; detta betyder att hastigheten för en sådan reaktion kan ökas genom inverkan av katalysatorer. Som det visade sig är den huvudsakliga katalysatorn för ozonnedbrytning kväveoxid NO. Det bildas i den övre atmosfären från kväve och syre under inverkan av den mest allvarliga solstrålningen. Väl i ozonosfären går den in i en cykel av två reaktioner O3 + NO → NO2 + O2, NO2 + O → NO + O2, som ett resultat av vilket dess innehåll i atmosfären inte förändras, och den stationära ozonkoncentrationen minskar. Det finns andra cykler som leder till en minskning av ozonhalten i stratosfären, till exempel med deltagande av klor:

Cl + O3 → ClO + O2
ClO + O → Cl + O2.

Ozon förstörs också av damm och gaser, som i stora mängder kommer ut i atmosfären vid vulkanutbrott. Nyligen har det föreslagits att ozon också är effektivt för att förstöra väte som frigörs från jordskorpan. Helheten av alla reaktioner av bildning och sönderfall av ozon leder till det faktum att den genomsnittliga livslängden för en ozonmolekyl i stratosfären är cirka tre timmar.

Det antas att det förutom naturliga även finns artificiella faktorer som påverkar ozonskiktet. Ett välkänt exempel är freoner, som är källor till kloratomer. Freoner är kolväten där väteatomer är ersatta av fluor- och kloratomer. De används i kylning och för att fylla aerosolburkar. I slutändan kommer freoner ut i luften och stiger långsamt högre och högre med luftströmmar och når till slut ozonskiktet. Freoner sönderdelas under inverkan av solstrålning och börjar själva katalytiskt sönderdela ozon. Det är ännu inte känt exakt i vilken utsträckning freoner är skyldiga till "ozonhålen", och ändå har åtgärder länge vidtagits för att begränsa användningen av dem.

Beräkningar visar att om 60–70 år kan ozonkoncentrationen i stratosfären minska med 25 %. Och samtidigt kommer koncentrationen av ozon i ytskiktet - troposfären, att öka, vilket också är dåligt, eftersom ozon och produkterna av dess omvandlingar i luften är giftiga. Den huvudsakliga källan till ozon i troposfären är överföringen av stratosfäriskt ozon med luftmassor till de lägre skikten. Cirka 1,6 miljarder ton kommer in i markskiktet av ozon årligen. Livslängden för en ozonmolekyl i den nedre delen av atmosfären är mycket längre - mer än 100 dagar, eftersom det i ytskiktet är mindre intensitet av ultraviolett solstrålning som förstör ozon. Vanligtvis finns det väldigt lite ozon i troposfären: i ren frisk luft är dess koncentration i genomsnitt endast 0,016 μg / l. Koncentrationen av ozon i luften beror inte bara på höjden utan också på terrängen. Det finns alltså alltid mer ozon över haven än över land, eftersom ozon sönderfaller långsammare där. Mätningar i Sotji visade att luften nära havets kust innehåller 20 % mer ozon än i skogen 2 km från kusten.

Moderna människor andas mycket mer ozon än sina förfäder. Den främsta orsaken till detta är ökningen av mängden metan och kväveoxider i luften. Alltså har halten av metan i atmosfären ständigt ökat sedan mitten av 1800-talet, då användningen av naturgas började. I en atmosfär förorenad med kväveoxider kommer metan in i en komplex kedja av omvandlingar som involverar syre och vattenånga, vars resultat kan uttryckas med ekvationen CH4 + 4O2 → HCHO + H2O + 2O3. Andra kolväten kan också fungera som metan, till exempel de som finns i bilars avgaser vid ofullständig förbränning av bensin. Som ett resultat har koncentrationen av ozon tiodubblats i storstädernas luft under de senaste decennierna.

Man har alltid trott att under ett åskväder ökar koncentrationen av ozon i luften dramatiskt, eftersom blixten bidrar till omvandlingen av syre till ozon. I själva verket är ökningen obetydlig, och den inträffar inte under ett åskväder, utan flera timmar innan det. Under ett åskväder och i flera timmar efter det minskar koncentrationen av ozon. Detta förklaras av att det före ett åskväder sker en kraftig vertikal blandning av luftmassor, så att ytterligare en mängd ozon kommer från de övre lagren. Dessutom, före ett åskväder, ökar den elektriska fältstyrkan, och förutsättningar skapas för bildandet av en koronaurladdning vid punkterna för olika föremål, till exempel grenarnas spetsar. Det bidrar också till bildningen av ozon. Och sedan, med utvecklingen av ett åskmoln, uppstår kraftfulla stigande luftströmmar under det, som minskar ozonhalten direkt under molnet.
En intressant fråga handlar om ozonhalten i luften i barrskogar. Till exempel, i Course of Inorganic Chemistry av G. Remy, kan man läsa att "ozoniserad luft från barrskogar" är en fiktion. Är det så? Ingen växt släpper ut ozon, förstås. Men växter, särskilt barrträd, avger mycket flyktiga organiska föreningar till luften, inklusive omättade kolväten av terpenklassen (det finns många av dem i terpentin). Så en varm dag släpper en tall 16 mikrogram terpener per timme för varje gram torrvikt av nålar. Terpener kännetecknas inte bara av barrträd, utan också av några lövträd, bland vilka är poppel och eukalyptus. Och vissa tropiska träd kan frigöra 45 mikrogram terpener per 1 g torr bladmassa per timme. Som ett resultat kan en hektar barrskog släppa ut upp till 4 kg organiskt material per dag och cirka 2 kg lövskog. Jordens skogsområde är miljontals hektar, och alla släpper ut hundratusentals ton olika kolväten, inklusive terpener, per år. Och kolväten, som visades i exemplet med metan, under påverkan av solstrålning och i närvaro av andra föroreningar bidrar till bildandet av ozon. Experiment har visat att, under lämpliga förhållanden, terpener verkligen är mycket aktivt involverade i cykeln av atmosfäriska fotokemiska reaktioner med bildning av ozon. Så ozon i en barrskog är ingen uppfinning alls, utan ett experimentellt faktum.

Ozon och hälsa.

Vilket nöje att ta en promenad efter ett åskväder! Luften är ren och frisk, dess uppiggande strålar verkar strömma in i lungorna utan någon ansträngning. "Det luktar ozon", säger de ofta i sådana fall. "Mycket bra för hälsan." Är det så?

En gång i tiden ansågs ozon verkligen vara nyttigt för hälsan. Men om dess koncentration överstiger en viss tröskel kan det orsaka många obehagliga konsekvenser. Beroende på koncentrationen och tidpunkten för inandning orsakar ozon förändringar i lungorna, irritation av slemhinnor i ögon och näsa, huvudvärk, yrsel, sänkning av blodtrycket; ozon minskar kroppens motståndskraft mot bakteriella infektioner i luftvägarna. Dess högsta tillåtna koncentration i luften är bara 0,1 µg/l, vilket betyder att ozon är mycket farligare än klor! Om du tillbringar flera timmar inomhus med en ozonkoncentration på endast 0,4 μg/l, kan bröstsmärtor, hosta, sömnlöshet uppstå, synskärpan minskar. Om du andas in ozon under lång tid vid en koncentration på mer än 2 μg/l kan konsekvenserna bli allvarligare - upp till stupor och en minskning av hjärtaktiviteten. Med en ozonhalt på 8–9 μg/l uppstår lungödem efter några timmar, vilket är kantat av döden. Men sådana försumbara mängder av ett ämne är vanligtvis svåra att analysera med konventionella kemiska metoder. Lyckligtvis känner en person närvaron av ozon även vid mycket låga koncentrationer - cirka 1 μg / l, där stärkelsejodpapper inte kommer att bli blått. För vissa människor liknar lukten av ozon i små koncentrationer lukten av klor, för andra - svaveldioxid, för andra - vitlök.

Det är inte bara ozon i sig som är giftigt. Med dess deltagande i luften bildas till exempel peroxiacetylnitrat (PAN) CH3-CO-OONO2 - ett ämne som har ett starkt irriterande, inklusive tår, effekt som försvårar andningen och i högre koncentrationer orsakar hjärtförlamning. PAN är en av komponenterna i den så kallade fotokemiska smog som bildas på sommaren i förorenad luft (detta ord kommer från engelskan smoke - smoke and fog - fog). Koncentrationen av ozon i smog kan nå 2 μg/l, vilket är 20 gånger högre än det maximalt tillåtna. Man bör också beakta att den kombinerade effekten av ozon och kväveoxider i luften är tio gånger starkare än varje ämne för sig. Inte överraskande kan konsekvenserna av sådan smog i stora städer vara katastrofala, särskilt om luften ovanför staden inte blåses av "drag" och en stillastående zon bildas. Så i London 1952 dog mer än 4 000 människor av smog inom några dagar. En smog i New York 1963 dödade 350 människor. Liknande historier fanns i Tokyo och andra större städer. Inte bara människor lider av atmosfäriskt ozon. Amerikanska forskare har till exempel visat att i områden med hög halt av ozon i luften minskar livslängden på bildäck och andra gummiprodukter avsevärt.
Hur minskar man ozonhalten i markskiktet? Att minska utsläppen av metan till atmosfären är knappast realistiskt. Det återstår ett annat sätt - att minska utsläppen av kväveoxider, utan vilken cykeln av reaktioner som leder till ozon inte kan gå. Denna väg är inte heller lätt, eftersom kväveoxider släpps ut inte bara av bilar utan också (främst) av värmekraftverk.

Ozonkällor finns inte bara på gatan. Det bildas i röntgenrum, i fysioterapirum (dess källa är kvicksilverkvartslampor), under driften av kopiatorer (kopiatorer), laserskrivare (här är orsaken till dess bildande en högspänningsurladdning). Ozon är en oundviklig följeslagare för produktion av perhydrol, argonbågsvetsning. För att minska de skadliga effekterna av ozon är det nödvändigt att utrusta huven med ultravioletta lampor, god ventilation av rummet.

Och ändå är det knappast korrekt att betrakta ozon som ovillkorligt skadligt för hälsan. Allt beror på dess koncentration. Studier har visat att frisk luft lyser mycket svagt i mörker; anledningen till glöden är oxidationsreaktionerna med deltagande av ozon. Glöd observerades också när vatten skakades i en kolv, i vilken ozoniserat syre preliminärt fylldes på. Denna glöd är alltid förknippad med närvaron av små mängder organiska föroreningar i luften eller vattnet. När man blandar frisk luft med en utandad person ökade intensiteten i glöden tiofaldig! Och detta är inte förvånande: mikroföroreningar av eten, bensen, acetaldehyd, formaldehyd, aceton och myrsyra hittades i utandningsluften. De "markeras" av ozon. Samtidigt, "stale", d.v.s. Helt utan ozon, även om den är mycket ren, orsakar inte luften en glöd, och en person känner att den är "inaktuell". Sådan luft kan jämföras med destillerat vatten: det är mycket rent, innehåller praktiskt taget inga föroreningar och det är skadligt att dricka det. Så den fullständiga frånvaron av ozon i luften är tydligen också ogynnsam för människor, eftersom det ökar innehållet av mikroorganismer i det, leder till ackumulering av skadliga ämnen och obehagliga lukter, som ozon förstör. Således blir det tydligt behovet av regelbunden och långvarig ventilation av lokalerna, även om det inte finns några människor i det: trots allt dröjer inte ozonet som har kommit in i rummet i det under lång tid - det sönderdelas delvis , och till stor del sätter sig (adsorberar) på väggarna och andra ytor. Det är svårt att säga hur mycket ozon som ska finnas i rummet. Men i minimala koncentrationer är ozon troligen nödvändigt och användbart.

Ilya Leenson

Introduktion

Ozon är ett enkelt ämne, en allotrop modifiering av syre. Till skillnad från syre består ozonmolekylen av tre atomer. Under vanliga förhållanden är det en skarpt luktande explosiv gas av blå färg och har starka oxiderande egenskaper.

Ozon är en permanent komponent i jordens atmosfär och spelar en viktig roll för att upprätthålla liv på den. I ytskikten av jordens atmosfär ökar koncentrationen av ozon kraftigt. Det övergripande tillståndet för ozon i atmosfären är varierande och fluktuerar med årstiderna. Atmosfäriskt ozon spelar en nyckelroll för att upprätthålla liv på jorden. Det skyddar jorden från de skadliga effekterna av en viss roll av solstrålning, och bidrar därmed till att bevara liv på planeten.

Därför är det nödvändigt att ta reda på vilka effekter ozon kan ha på biologiska vävnader.

Allmänna egenskaper hos ozon

Ozon är en allotrop modifiering av syre som består av triatomära O 3 -molekyler. Dess molekyl är diamagnetisk och har en kantig form. Bindningen i molekylen är delokaliserad, tre-center.

Ris. 1 Ozonets struktur

Båda O-O-bindningarna i ozonmolekylen har samma längd på 1,272 Ångström. Vinkeln mellan bindningarna är 116,78°. Central syreatom sp²-hybridiserad, har ett ensamt elektronpar. Molekylen är polär, dipolmomentet är 0,5337 D.

Naturen hos de kemiska bindningarna i ozon bestämmer dess instabilitet (efter en viss tid övergår ozon spontant till syre: 2O3 -> 3O2) och höga oxidationsförmåga (ozon är kapabel till ett antal reaktioner där molekylärt syre inte kommer in). Ozonets oxiderande effekt på organiska ämnen är förknippad med bildningen av radikaler: RH + O3 RO2 + OH

Dessa radikaler initierar radikala kedjereaktioner med bioorganiska molekyler (lipider, proteiner, nukleinsyror), vilket leder till celldöd. Användningen av ozon för att sterilisera dricksvatten baseras på dess förmåga att döda bakterier. Ozon är inte heller likgiltigt för högre organismer. Långvarig exponering för en atmosfär som innehåller ozon (till exempel i fysioterapi- och kvartsbestrålningsrum) kan orsaka allvarliga skador på nervsystemet. Därför är ozon i stora doser en giftig gas. Dess maximalt tillåtna koncentration i luften i arbetsområdet är 0,0001 mg / liter. Ozonförorening av luften uppstår under ozonering av vatten, på grund av dess låga löslighet.

Upptäcktshistoria.

Ozon upptäcktes första gången 1785 av den holländske fysikern M. van Marum genom den karakteristiska lukt och oxiderande egenskaper som luft erhåller sedan elektriska gnistor passerat genom den, samt genom förmågan att verka på kvicksilver vid vanlig temperatur, till följd av som den tappar sin lyster och börjar fastna på glas . Det beskrevs dock inte som ett nytt ämne, van Marum trodde att en speciell "elektrisk materia" bildades.

Termin ozon föreslogs av den tyske kemisten X. F. Schönbein 1840 för sin lukt, kom in i ordböckerna i slutet av 1800-talet. Många källor prioriterar upptäckten av ozon 1839 för honom. 1840 visade Schonbein ozonets förmåga att ersätta jod från kaliumjodid:

Faktumet med en minskning av volymen av gas under omvandlingen av syre till ozon bevisades experimentellt av Andrews och Tet med hjälp av ett glasrör med en tryckmätare fylld med rent syre, med platinatrådar lödda i det för att producera en elektrisk urladdning.

fysikaliska egenskaper.

Ozon är en blå gas som kan ses genom ett betydande lager, upp till 1 meter tjockt, av ozoniserat syre. I fast tillstånd är ozon svart med en violett nyans. Flytande ozon har en djupblå färg; transparent i ett lager som inte överstiger 2 mm. tjocklek; ganska hållbara.

Egenskaper:

§ Molekylvikt - 48 a.m.u.

§ Gasdensitet under normala förhållanden - 2,1445 g / dm³. Relativ densitet av gas för syre 1,5; med flyg - 1,62

§ Vätskedensitet vid −183 °C - 1,71 g/cm³

§ Kokpunkt - -111,9 °C. (flytande ozon har 106 °C.)

§ Smältpunkt - -197,2 ± 0,2 ° C (vanligtvis ges mp -251,4 ° C är felaktig, eftersom dess bestämning inte tog hänsyn till ozons stora förmåga att underkyla).

§ Löslighet i vatten vid 0 °C - 0,394 kg / m³ (0,494 l / kg), den är 10 gånger högre jämfört med syre.

§ I gasformigt tillstånd är ozon diamagnetiskt, i flytande tillstånd är det svagt paramagnetiskt.

§ Lukten är skarp, specifik "metallisk" (enligt Mendeleev - "lukten av kräftor"). Vid höga koncentrationer luktar det klor. Lukten är märkbar även vid en utspädning av 1:100 000.

Kemiska egenskaper.

Ozonets kemiska egenskaper bestäms av dess stora förmåga att oxidera.

O 3 -molekylen är instabil och vid tillräckliga koncentrationer i luft under normala förhållanden förvandlas den spontant till O 2 på några tiotals minuter med frigörande av värme. En ökning av temperaturen och en minskning av trycket ökar övergångshastigheten till diatomiskt tillstånd. Vid höga koncentrationer kan övergången vara explosiv.

Egenskaper:

§ Oxidation av metaller

§ Oxidation av icke-metaller

§ Interaktion med oxider

§ Brinnande

§ Bildning av ozonider

Metoder för att erhålla ozon

Ozon bildas i många processer åtföljda av frigöring av atomärt syre, till exempel under sönderdelning av peroxider, oxidation av fosfor etc. Inom industrin erhålls det från luft eller syre i ozonisatorer genom inverkan av en elektrisk urladdning. O3 smälter lättare än O2 och är därför lätt att separera. Ozon för ozonterapi inom medicin erhålls endast från rent syre. När luft bestrålas med hård ultraviolett strålning bildas ozon. Samma process sker i de övre skikten av atmosfären, där ozonskiktet bildas och upprätthålls under påverkan av solstrålning.