Озон, физични и химични свойства, приложение. Как озоносферата влияе на нашия живот в глобален мащаб

МОСКВА, 16 септември - РИА Новости.Международният ден за опазване на озоновия слой, тънък "щит", който защитава целия живот на Земята от вредното ултравиолетово лъчение на Слънцето, се отбелязва в понеделник, 16 септември - на този ден през 1987 г. е подписан известният Монреалски протокол.

При нормални условия озонът или O3 е бледосин газ, който при охлаждане се превръща в тъмносиня течност и след това в синьо-черни кристали. Като цяло озонът в атмосферата на планетата представлява около 0,6 части на милион по обем: това означава например, че във всеки кубичен метър от атмосферата има само 0,6 кубични сантиметра озон. За сравнение, въглеродният диоксид в атмосферата вече е около 400 части на милион - тоест повече от две чаши на същия кубичен метър въздух.

Всъщност такава малка концентрация на озон може да се нарече благодат за Земята: този газ, който образува спасителен озонов слой на надморска височина от 15-30 километра, е много по-малко "благороден" в непосредствена близост до човек. Озонът, според руската класификация, принадлежи към веществата от най-високия, първи клас на опасност - той е много силен окислител, който е изключително токсичен за хората.

Разберете различни свойстватруден озон, РИА Новости беше подпомогната от Вадим Самойлович, старши изследовател в Лабораторията по катализа и газова електрохимия, Химическия факултет на Московския държавен университет „Ломоносов“.

озонов щит

„Това е доста добре проучен газ, почти всичко е проучено - всичко никога не се случва, но основното е (известно) ... Озонът има много и всякакви приложения. Но не забравяйте, че най-общо казано, животът е възникнал благодарение на озоновия слой – това е може би основният момент“, казва Самойлович.

В стратосферата озонът се образува от кислород в резултат на фото химична реакция- такива реакции започват под въздействието на слънчевата радиация. Там концентрацията на озон вече е по-висока - около 8 милилитра на кубичен метър. Газът се разрушава, когато се "срещне" с определени съединения, например атомен хлор и бром - именно тези вещества са част от опасните хлорфлуорвъглеводороди, по-известни като фреони. Преди появата на Монреалския протокол те се използват, наред с други, в хладилната индустрия и като пропеленти в газови патрони.

През 2012 г., когато Монреалският протокол отпразнува своята 25-та годишнина, експерти от Програмата на ООН за околната среда (UNEP) посочиха защитата на озоновия слой като една от четирите ключови проблемите на околната среда, в разрешаването на които човечеството успя да постигне значителни успехи. В същото време UNEP отбеляза, че съдържанието на озон в стратосферата е престанало да намалява от 1998 г. и според учените до 2050-2075 г. може да се върне към нивата, регистрирани преди 1980 г.

Озонов смог

На 30 километра от повърхността на Земята озонът се "държа" добре, но в тропосферата, повърхностния слой, се оказва опасен замърсител. Според UNEP концентрациите на тропосферния озон в Северното полукълбо са се утроили през последните 100 години, което го прави третият по големина „антропогенен“ парников газ.

И тук озонът не се отделя в атмосферата, а се образува под въздействието на слънчевата радиация във въздуха, който вече е замърсен от "предшественици" на озона - азотни оксиди, летливи въглеводороди и някои други съединения. В градовете, където озонът е един от основните компоненти на смога, емисиите от превозните средства са косвено "виновни" за появата му.

Не само хората и климатът страдат от приземния озон. UNEP изчислява, че намаляването на тропосферния озон може да помогне за спасяването на около 25 милиона тона ориз, пшеница, соя и царевица, които се губят всяка година от този токсичен за растенията газ.

Именно защото приземният озон вече не е толкова полезен, специалистите по метеорология и мониторинг на околната среда непрекъснато следят концентрациите му във въздуха на големите градове, включително Москва.

Полезен озон

„Едно от много интересните свойства на озона е бактерицидността. Той е практически първият сред всички подобни вещества, хлор, манганов пероксид, хлорен оксид“, казва Вадим Самойлович.

Същата екстремна природа на озона, която го прави много силен окислител, обяснява обхвата на този газ. Озонът се използва за стерилизация и дезинфекция на помещения, дрехи, инструменти и, разбира се, пречистване на вода - както питейна, така и промишлена и дори отпадна.

Освен това експертът подчертава, че в много страни озонът се използва като заместител на хлора в заводите за избелване на целулоза.

„Хлорът (когато реагира) с органичните вещества дава, съответно, органохлорини, които са много по-отровни от обикновения хлор. общо взето, това (появата на токсични отпадъци - бел.ред.) може да се избегне или чрез рязко намаляване на концентрацията на хлор, или просто чрез премахването му. Един от вариантите е хлорът да бъде заменен с озон“, обясни Самойлович.

Също така е възможно да се озонира въздуха и това също дава интересни резултати - например в Иваново специалисти от Всеруския научноизследователски институт по охрана на труда и техните колеги проведоха цяла поредица от изследвания, по време на които "в предачните цехове, известно количество озон беше добавено към обикновените вентилационни канали." В резултат на това разпространението на респираторните заболявания намалява, а производителността на труда, напротив, нараства. Озонирането на въздуха в складовете за хранителни стоки може да повиши безопасността им, а такъв опит има и в други страни.

Озонът е токсичен

Уловката с използването на озон е същата – неговата токсичност. В Русия пределно допустимата концентрация (ПДК) на озон в атмосферния въздух е 0,16 милиграма на кубичен метър, а във въздуха на работната зона - 0,1 милиграма. Следователно, отбелязва Самойлович, същото озониране изисква постоянен мониторинг, което значително усложнява въпроса.

"Това все още е доста сложна техника. Много по-лесно е да излеете кофа с някакъв бактерицид там, да го излеете и това е, но тук трябва да следвате, трябва да има някаква подготовка", казва ученият.

Озонът уврежда човешкия организъм бавно, но сериозно – продължителното излагане на замърсен с озон въздух увеличава риска от сърдечно-съдови и респираторни заболявания. Реагирайки с холестерола, той образува неразтворими съединения, което води до развитие на атеросклероза.

"При концентрации над пределно допустимите нива може да се появи главоболие, дразнене на лигавиците, кашлица, световъртеж, обща отпадналост, отслабване на сърдечната дейност. Токсичният приземен озон води до поява или обостряне на респираторни заболявания, деца, възрастните хора и астматиците са изложени на риск“, се отбелязва на уебсайта на Централната аерологична обсерватория (ЦАО) на Росхидромет.

Озон експлозив

Озонът е вреден не само при вдишване - клечките също трябва да бъдат скрити, защото този газ е много експлозивен. Традиционно 300-350 милилитра на литър въздух се считат за "праг" за опасни нива на озон, въпреки че някои учени работят с по-високи нива, казва Самойлович. Но течният озон - същата тази синя течност, която потъмнява, докато се охлажда - експлодира спонтанно.

Именно това пречи на използването на течен озон като окислител в ракетното гориво – такива идеи се появяват малко след началото на космическата ера.

"Нашата лаборатория в университета възникна точно на такава идея. Всяко ракетно гориво има своя собствена калоричност в реакцията, тоест колко топлина се отделя, когато изгори, и оттам колко мощна ще бъде ракетата. Така че, това Известно е, че най-мощният вариант е течният водород, смесен с течен озон… Но има един минус. Течният озон експлодира, и то спонтанно, тоест без видима причина“, казва представител на Московския държавен университет.

Според него и съветските, и американските лаборатории са похарчили "огромно много усилия и време, за да го направят по някакъв начин безопасен (бизнес) - оказа се, че е невъзможно да се направи". Самойлович си спомня, че един ден колеги от САЩ успяха да получат особено чист озон, който „изглеждаше“ не избухна, „всички вече биеха тимпаните“, но тогава цялата инсталация избухна и работата беше спряна.

„Имали сме случаи, когато, да речем, колба с течен озон стои, стои, в нея се налива течен азот и след това - или азотът е изкипял там, или нещо такова - идваш, но половината от инсталацията я няма , всичко се е пръснало на прах. Защо е избухнало – кой знае“, отбелязва ученият.

ОЗОН O3 (от гръцки озон - миришещ) е алотропна модификация на кислорода, която може да съществува и в трите агрегатни състояния. Озонът е нестабилно съединение и дори при стайна температура бавно се разлага до молекулярен кислород, но озонът не е радикал.

Физични свойства

Молекулно тегло = 47,9982 g/mol. Газообразният озон има плътност 2,144 10-3 g/cm3 при налягане 1 atm и 29°C.

Озонът е специално вещество. Той е изключително нестабилен и с увеличаване на концентрацията лесно се диспропорционира по общата схема: 2O3 -> 3O2 В газообразно състояние озонът има синкав оттенък, забележим при съдържание на озон във въздуха 15-20%.

Озонът при нормални условия е газ с остра миризма. При много ниски концентрации миризмата на озон се възприема като приятна свежест, но с увеличаване на концентрацията става неприятна. Миризмата на замръзнало пране е миризмата на озон. Лесно се свиква с него.

Основното му количество е съсредоточено в така наречения „озонов пояс” на височина 15-30 км. На повърхността на земята концентрацията на озон е много по-малка и абсолютно безопасна за живите същества; дори има мнение, че пълното му отсъствие също се отразява негативно на работата на човек.

При концентрации около 10 MPC озонът се усеща много добре, но след няколко минути усещането изчезва почти напълно. Това трябва да се има предвид при работа с него.

Озонът обаче осигурява и запазването на живота на Земята, т.к. Озоновият слой задържа най-вредната за живите организми и растения част от UV радиацията на Слънцето с дължина на вълната под 300 nm, заедно с CO2 поглъща инфрачервеното лъчение на Земята, предотвратявайки нейното охлаждане.

Озонът е по-разтворим от кислорода във вода. Във водата озонът се разлага много по-бързо, отколкото в газовата фаза, а наличието на примеси, особено метални йони, има изключително голям ефект върху скоростта на разлагане.

Фиг. 1. Разграждането на озона до различни видовевода с температура 20 ° C (1 - бидестилат; 2 - дестилат; 3 - чешмяна вода; 4 - филтрирана езерна вода)

Озонът се абсорбира добре от силикагел и алуминиев гел. При парциално налягане на озона, например 20 mm Hg. Art., а при 0 ° C силикагелът абсорбира около 0,19% озон от теглото. При ниски температури адсорбцията значително отслабва. В адсорбирано състояние озонът е много стабилен. Йонизационният потенциал на озона е 12,8 eV.

Химични свойства на озона

Различават се по две основни характеристики - неустойчивост и окислителна способност. Смесен с въздух в малки концентрации, той се разлага относително бавно, но с повишаване на температурата разлагането му се ускорява и става много бързо при температури над 100 °C.

Наличието на NO2, Cl във въздуха, както и каталитичното действие на металните оксиди - сребро, мед, желязо, манган - ускоряват разграждането на озона. Озонът има толкова силни окислителни свойства, защото един от кислородните атоми много лесно се отделя от неговата молекула. Лесно преминава в кислород.

Озонът окислява повечето метали при обикновени температури. Киселинните водни разтвори на озон са доста стабилни; в алкални разтвори озонът се разрушава бързо. Металите с променлива валентност (Mn, Co, Fe и др.), много оксиди, пероксиди и хидроксиди ефективно разрушават озона. Повечето метални повърхности са покрити с оксиден филм в най-високото валентно състояние на метала (например PbO2, AgO или Ag2O3, HgO).

Озонът окислява всички метали, с изключение на златото и металите от платиновата група, реагира с повечето други елементи, разлага халогеноводородите (с изключение на HF), превръща нисшите оксиди във висши и т.н.

Не окислява злато, платина, иридий, 75%Fe + 25%Cr сплав. Той превръща черен оловен сулфид PbS в бял сулфат PbSO4, арсенов анхидрид As2O3 в арсен As2O5 и др.

Реакцията на озон с метални йони с променлива валентност (Mn, Cr и Co) в последните годининамира практическо приложение за синтез на междинни продукти за багрила, витамин РР (изоникотинова киселина) и др. Смеси от манганови и хромови соли в кисел разтвор, съдържащ окисляемо съединение (например метилпиридини), се окисляват с озон. В този случай Cr3+ йони преминават в Cr6+ и окисляват метилпиридините само при метиловите групи. При липса на метални соли, предимно ароматното ядро ​​се разрушава.

Озонът реагира и с много газове, които присъстват в атмосферата. Сероводородът H2S, когато се комбинира с озон, освобождава свободна сяра, серният анхидрид SO2 се превръща в сярна SO3; азотен оксид N2O - в NO, азотният оксид NO бързо се окислява до NO2, от своя страна NO2 също реагира с озона и в крайна сметка се образува N2O5; амоняк NH3 - в азотна амониева сол NH4NO3.

Една от най-важните реакции на озона с неорганични вещества- разлагане на калиев йодид. Тази реакция се използва широко за количествено определяне на озон.

В някои случаи озонът реагира и с твърди вещества, образувайки озониди. Изолирани са озониди на алкални метали, алкалоземни метали: стронций, барий и температурата на тяхното стабилизиране се повишава в посочените серии; Ca(O3) 2 е стабилен при 238 K, Ba(O3) 2 при 273 K. Озонидите се разлагат до образуване на суперпероксид, например NaO3 -> NaO2 + 1/2O2. Различни озониди също се образуват при реакциите на озон с органични съединения.

Озонът окислява множество органични вещества, наситени, ненаситени и циклични въглеводороди. Публикувани са много работи за изследване на състава на реакционните продукти на озона с различни ароматни въглеводороди: бензен, ксилени, нафталин, фенантрен, антрацен, бензантрацен, дифениламин, хинолин, акрилова киселина и др. Той избелва индиго и много други органични багрила, поради което се използва дори за избелване на тъкани.

Скоростта на реакцията на озона с C=C двойна връзка е 100 000 пъти по-бърза от скоростта на реакцията на озона с единична C-C връзка. Следователно каучукът и каучукът се влияят предимно от озона. Озонът реагира с двойната връзка, за да образува междинен комплекс:

Тази реакция протича доста бързо още при температури под 0°C. В случай на наситени съединения, озонът е инициатор на обичайната окислителна реакция:

Интересно е взаимодействието на озона с някои органични багрила, които силно флуоресцират при наличие на озон във въздуха. Това са например ейкрозин, рибофлавин и луминол (триаминофталхидразид), и по-специално родамин-В и, подобен на него, родамин-С.

Високите окислителни свойства на озона, разрушаване на органични вещества и окисляване на метали (особено желязо) до неразтворима форма, способност за разлагане на водоразтворими газообразни съединения, насищане на водни разтвори с кислород, ниска устойчивост на озон във вода и саморазрушаване на неговите опасни свойства за хората - всичко това в комбинация прави озона най-привлекателното вещество за подготовка на битова вода и пречистване на различни отпадъчни води.

Синтез на озон

Озонът се образува в газова среда, съдържаща кислород, ако възникнат условия, при които кислородът се разпада на атоми. Това е възможно при всички форми на електрически разряд: тлеене, дъга, искра, корона, повърхност, бариера, без електроди и др. Основната причина за дисоциацията е сблъсъкът на молекулярен кислород с електрони, ускорени в електрическо поле.

В допълнение към разряда, дисоциацията на кислорода се причинява от UV радиация с дължина на вълната по-малка от 240 nm и различни високоенергийни частици: алфа, бета, гама частици, рентгенови лъчии т.н. Озонът се произвежда и чрез електролиза на вода.

В почти всички източници на образуване на озон има група от реакции, в резултат на които озонът се разлага. Те пречат на образуването на озон, но те наистина съществуват и трябва да се вземат предвид. Това включва термично разлагане в обема и по стените на реактора, неговите реакции с радикали и възбудени частици, реакции с добавки и примеси, които могат да влязат в контакт с кислород и озон.

Пълният механизъм се състои от значителен брой реакции. Реалните инсталации, независимо на какъв принцип работят, показват високи енергийни разходи за производство на озон. Ефективността на генератора на озон зависи от това каква - пълна или активна - мощност се изчислява на единица маса от генерирания озон.

бариерен разряд

Под бариерен разряд се разбира разряд, който възниква между два диелектрика или диелектрик и метал. Поради факта, че електрическата верига е прекъсната от диелектрик, захранването се подава само от променлив ток. За първи път озонатор, близък до съвременните, е предложен през 1897 г. от Siemens.

При ниска мощност озонаторът не може да се охлади, тъй като отделената топлина се отвежда с потока кислород и озон. В промишленото производство озонът се синтезира и в дъгови озонатори (плазмени горелки), в генератори на светещ озон (лазери) и повърхностни разряди.

Фотохимичен метод

По-голямата част от озона, произведен на Земята, се произвежда в природата чрез фотохимични процеси. В практическата човешка дейност методите за фотохимичен синтез играят по-малка роля от синтезите при бариерен разряд. Основната област на тяхното използване е получаването на средни и ниски концентрации на озон. Такива концентрации на озон са необходими например при изпитване на гумени изделия за устойчивост на напукване под действието на атмосферния озон. На практика за производството на озон по този метод се използват живачни и ексимерни ксенонови лампи.

Метод на електролитен синтез

Първото споменаване на образуването на озон в електролитни процеси датира от 1907 г. Въпреки това, механизмът на образуването му остава неясен досега.

Обикновено като електролит се използват водни разтвори на перхлорна или сярна киселина, електродите са направени от платина. Използването на киселини, маркирани с O18, показва, че те не се отказват от своя кислород по време на образуването на озон. Следователно брутната схема трябва да отчита само разлагането на водата:

H2O + O2 -> O3 + 2H+ + e-

с възможно междинно образуване на йони или радикали.

Образуването на озон под действието йонизиращо лъчение

Озонът се образува в редица процеси, придружени от възбуждане на кислородна молекула от светлина или от електрическо поле. При облъчване на кислород с йонизиращо лъчение могат да се появят и възбудени молекули и се наблюдава образуване на озон. Образуването на озон под действието на йонизиращо лъчение все още не е използвано за синтеза на озон.

Образуване на озон в микровълновото поле

При преминаване на кислородна струя през микровълновото поле се наблюдава образуването на озон. Този процес е малко проучен, въпреки че генераторите, базирани на това явление, често се използват в лабораторната практика.

Използването на озон в ежедневието и въздействието му върху хората

Озониране на вода, въздух и други вещества

Озонираната вода не съдържа токсични халометани - типични примеси при стерилизация на вода с хлор. Процесът на озониране се извършва в кипящи вани или миксери, в които пречистената от суспензиите вода се смесва с озониран въздух или кислород. Недостатъкът на процеса е бързото унищожаване на O3 във вода (период на полуразпад 15-30 минути).

Озонирането се използва и в хранително-вкусовата промишленост за стерилизиране на хладилници, складове, премахване на неприятни миризми; в медицинската практика - за дезинфекция отворена ранаи лечение на някои хронични заболявания (трофични язви, гъбични заболявания), озониране на венозна кръв, физиологични разтвори.

Съвременните озонатори, в които озонът се произвежда чрез електрически разряд във въздуха или в кислорода, се състоят от озонови генератори и захранващи устройства и са неразделна част от озонаторни инсталации, които включват в допълнение към озонаторите и спомагателни устройства.

Понастоящем озонът е газът, използван в така наречените озонови технологии: пречистване и подготовка пия вода, пречистване на отпадъчни води (битови и промишлени отпадъчни води), газови отпадъци и др.

В зависимост от технологията на използване на озона, производителността на генератора на озон може да бъде от части от грам до десетки килограми озон на час. Специални озонатори се използват за газова стерилизация на медицински инструменти и дребно оборудване. Стерилизацията се извършва в изкуствено навлажнена озоно-кислородна среда, която запълва стерилизационната камера. Цикълът на стерилизация се състои от етапа на заместване на въздуха в стерилизационната камера с навлажнена озоно-кислородна смес, етапа на експозиция на стерилизация и етапа на заместване на озоно-кислородната смес в камерата с микробиологично пречистен въздух.

Използваните в медицината озонатори за озонотерапия имат широк обхват на регулиране на концентрацията на озоно-кислородната смес. Гарантираната точност на генерираната концентрация на озоно-кислородната смес се контролира от системата за автоматизация на озонатора и се поддържа автоматично.

Биологичният ефект на озона

Биологичният ефект на озона зависи от начина на приложение, дозата и концентрацията му. Много от неговите ефекти се проявяват в различна степен в различни диапазони на концентрация. Основата на терапевтичния ефект на озонотерапията е използването на озоно-кислородни смеси. Високият редокс потенциал на озона обуславя неговия системен (възстановяване на кислородната хомеостаза) и локален (изразен дезинфектант) терапевтичен ефект.

Озонът е използван за първи път като антисептично средство от A. Wolff през 1915 г. за лечение на инфектирани рани. През последните години озонотерапията се използва успешно в почти всички области на медицината: в спешната и гнойна хирургия, обща и инфекциозна терапия, гинекология, урология, гастроентерология, дерматология, козметология и др. Използването на озон се дължи на неговия уникален спектър на въздействие върху организма, вкл. имуномодулиращо, противовъзпалително, бактерицидно, антивирусно, фунгицидно и др.

Въпреки това не може да се отрече, че методите за използване на озон в медицината, въпреки очевидните предимства в много биологични индикатори, все още не са широко използвани. Според литературни данни високите концентрации на озон са абсолютно бактерицидни за почти всички щамове микроорганизми. Поради това озонът се използва в клиничната практика като универсален антисептик при рехабилитация на инфекциозни и възпалителни огнища с различна етиология и локализация.

В литературата има данни за повишена ефективност на антисептичните препарати след тяхното озониране при лечението на остри гнойни хирургични заболявания.

Заключения относно домашната употреба на озон

На първо място, необходимо е безусловно да се потвърди фактът на използването на озон в лечебната практика в много области на медицината, като терапевтичен и дезинфекционен агент, но все още не е възможно да се говори за широкото му използване.

Озонът се възприема от човек с най-малко неблагоприятни алергични прояви. И дори ако в литературата може да се намери споменаване на индивидуална непоносимост към O3, тогава тези случаи не могат да бъдат сравнени, например, с хлорсъдържащи и други халогенирани антибактериални лекарства.

Озонът е триатомен кислород и е най-щадящ околната среда. Кой не познава миризмата му на „свежест“ – в горещите летни дни след гръмотевична буря?! Постоянното му присъствие в земната атмосфера се усеща от всеки жив организъм.

Прегледът е базиран на материали от Интернет.

Озонът е природен газ, който, намирайки се в стратосферата, предпазва населението на планетата от негативните ефекти на ултравиолетовите лъчи. В медицината това вещество често се използва за стимулиране на хемопоезата и повишаване на имунитета. В същото време, с естественото образуване на озон в тропосферата в резултат на взаимодействието на пряка слънчева светлина и изгорели газове, ефектът му върху човешкото тяло е противоположен. Вдишването на въздух с повишена концентрация на газ може да доведе не само до обостряне на алергичните реакции, но и до развитие на неврологични разстройства.

Характеристики на озона

Озонът е газ, съставен от три кислородни атома. В природата се образува в резултат на действието на пряката слънчева светлина върху атомарния кислород.

В зависимост от формата и температурата цветът на озона може да варира от светлосин до тъмносин. Връзката на молекулите в този газ е много нестабилна - няколко минути след образуването веществото се разлага на кислородни атоми.

Озонът е силен окислител, поради което често се използва в промишлеността, ракетната наука и медицината. При производствени условия този газ присъства при заваряване, процедури на водна електролиза и производство на водороден пероксид.

Отговаряйки на въпроса дали озонът е отровен или не, експертите дават утвърдителен отговор. Този газ принадлежи към най-високия клас на токсичност, който съответства на много бойни химически вещества, включително циановодородна киселина.

Ефектът на газа върху човек

В хода на многобройни изследвания учените стигнаха до извода, че ефектът на озона върху човешкото тяло зависи от това колко газ навлиза в белите дробове заедно с въздуха. Следните максимално допустими концентрации на озон са определени от Световната здравна организация:

• в жилищната зона - до 30 μg / m 3;
• в промишлената зона - не повече от 100 mcg / m 3.

Единичната максимална доза на веществото не трябва да надвишава 0,16 mg / m 3.

Отрицателно влияние

Отрицателните ефекти на озона върху тялото често се наблюдават при хора, които трябва да се справят с този газ в производствена среда: специалисти в ракетната индустрия, работници, използващи озонатори и ултравиолетови лампи.

Дългосрочното и редовно излагане на човек на озон води до следните последствия:

• дразнене на дихателната система;
• развитие на астма;
• респираторна депресия;
• повишен риск от развитие на алергични реакции;
• увеличаване на възможността за развитие на мъжко безплодие;
• намален имунитет;
• растеж на канцерогенни клетки.

Четири групи хора са най-засегнати от озона: деца, хора със свръхчувствителност, спортисти на открито и възрастни хора. В допълнение, рисковата зона включва пациенти с хронични патологии на дихателната и сърдечно-съдовата система.

В резултат на контакт в промишлени условия с течен озон, който кристализира при температура -200 градуса по Целзий, може да настъпи дълбоко измръзване.

положително въздействие

Максималното количество озон се намира в стратосферния слой на въздушната обвивка на планетата. Намиращият се там озонов слой допринася за поглъщането на най-вредната част от ултравиолетовите лъчи на слънчевия спектър.

В внимателно съобразени дози медицинският озон или кислородно-озоновата смес има благоприятен ефект върху човешкия организъм, поради което често се използва за медицински цели.

Под наблюдението на лекуващия лекар употребата на това вещество ви позволява да постигнете следните резултати:

Истории от наши читатели

Владимир
61 години

• премахване на недостига на кислород;
• засилване на редокс процесите, протичащи в организма;
• намаляване на ефектите от интоксикация чрез премахване на токсините;
• премахване на синдрома на болката;
• подобряват притока на кръв и осигуряват кръвоснабдяването на всички органи;
• възстановяват правилното функциониране на черния дроб при различни негови заболявания, включително хепатит.

В допълнение, използването на озонотерапия в медицинската практика може да подобри общото състояние на пациента: да стабилизира съня, да намали нервността, да повиши имунитета и да премахне хроничната умора.

Поради способността си да окислява други химични елементи, озонът често се използва като дезинфектант. Това вещество ви позволява ефективно да се борите с гъбички, вируси и бактерии.

Използването на озонатори

Описаните положителни свойства, предоставени от озона, доведоха до производството и използването в промишлени и битови условия на озонатори - устройства, които произвеждат тривалентен кислород.

Използването на такива устройства в индустрията ви позволява да извършвате следните дейности:

• дезинфекцирайте въздуха в стаята;
• унищожават мухъл и гъбички;
• дезинфекцира вода и канализация;

В лечебните заведения озонаторите се използват за дезинфекция на помещения, стерилизация на инструменти и консумативи.

Използването на озонатори е обичайно у дома. Такива устройства често се използват за обогатяване на въздуха с кислород, дезинфекция на вода и премахване на вируси и бактерии от съдове или домакински предмети, използвани от човек с инфекциозно заболяване.

При използване на озонатор в ежедневието трябва да се спазват всички условия, посочени от производителя на уреда. Строго е забранено да сте на закрито, когато устройството е включено, както и веднага да пиете вода, пречистена с него.

Симптоми на отравяне

Проникването на висока концентрация на озон в човешкото тяло през дихателните органи или продължителното взаимодействие с това вещество може да причини тежка интоксикация. Симптомите на отравяне с озон могат да се появят както рязко - с еднократно вдишване на голямо количество от това вещество, така и могат да бъдат открити постепенно - с хронична интоксикация поради неспазване на условията на труд или правилата за използване на домашни озонатори.

Откриват се първите признаци на отравяне от дихателната система:

• изпотяване и парене в гърлото;
• задух, недостиг на въздух;
• невъзможност за дълбоко вдишване;
• появата на често и прекъсващо дишане;
• болка в областта на гърдите.

При излагане на газ върху очите може да се наблюдава тяхното сълзене, появата на болка, зачервяване на лигавицата и вазодилатация. В някои случаи настъпва влошаване или пълна загубавизия.

При систематичен контакт озонът може да повлияе на човешкото тяло по следните начини:

• настъпват структурни трансформации на бронхите;
• развиват се и се влошават различни заболявания на дихателните пътища: пневмония, бронхит, астма, емфизем;
• намаляването на дихателния обем води до пристъпи на задушаване и пълно спиране на дихателната функция.

В допълнение към засягането на дихателната система, хроничното отравяне с озон води до патологични процеси във функционирането на други системи на тялото:

• развитието на неврологични разстройства - намаляване на нивото на концентрация и внимание, появата на главоболие, нарушена координация на движенията;
• обостряне на хронични заболявания;
• нарушение на съсирването на кръвта, развитие на анемия, поява на кървене;
• обостряне на алергични реакции;
• нарушение на окислителните процеси в организма, в резултат на което се разпространяват свободните радикали и се случва унищожаването на здравите клетки;
• развитие на атеросклероза;
• влошаване на секреторната функция на стомаха.

Първа помощ при отравяне с озон

Острото отравяне с озон може да доведе до сериозни последици, дори смърт, следователно, ако има съмнение за интоксикация, трябва незабавно да се окаже първа помощ на жертвата. Преди пристигането на специалистите е необходимо да се извършат следните дейности:

1. Отстранете жертвата от засегнатата зона с токсично вещество или осигурете притока на чист въздух в стаята.
2. Разкопчайте тесните дрехи, дайте на човека полуседнало положение, предотвратявайки накланянето на главата назад.
3. В случай на спиране на спонтанното дишане и сърдечен арест, извършете реанимационни мерки - изкуствено дишане от уста на уста и компресия на гръдния кош.

Ако озон попадне в очите, изплакнете обилно с течаща вода.

Ако човек е изложен на течен озон, в никакъв случай не трябва да се опитвате да свалите дрехите от жертвата на мястото на контакт с тялото. Преди пристигането на специалисти си струва да измиете засегнатата област с много вода.

В допълнение към оказването на първа помощ на жертвата е необходимо незабавно да бъде доставен в медицинска институция или да се обади на линейка, тъй като по-нататъшни мерки за интоксикация могат да се извършват само от квалифициран медицински персонал.

Лечение на отравяне

За да се елиминира отравянето с озон в медицинска болница, се предприемат следните мерки:

• провеждайте алкални инхалации, за да премахнете дразненето на горните дихателни пътища;
• предписват лекарства за спиране на кашлицата и възстановяване на дихателната функция;
• в случай на остра дихателна недостатъчност, пациентът е свързан към вентилатор;
• с увреждане на очите се предписват вазоконстрикторни и дезинфекциращи лекарства;
• в случай на тежко отравяне се провежда терапия за нормализиране на функциите на сърдечно-съдовата система;
• антиоксидантна терапия.

Ефекти

Продължителното излагане на озон върху човешкото тяло при неправилни условия на работа или нарушаване на правилата за използване на озонатора води до хронично отравяне. Това състояние често води до развитие на такива последствия:

• Образуването на тумори. Причината за това явление е канцерогенното действие на озона, което води до увреждане на клетъчния геном и развитие на тяхната мутация.
• развитие на мъжко безплодие. При систематичното вдишване на озон възниква нарушение на сперматогенезата, поради което се губи възможността за размножаване.
• неврологични патологии. Човек има нарушение на вниманието, влошаване на съня, обща слабост, редовна поява на главоболие.

Предотвратяване

За да избегнете отравяне с озон, експертите препоръчват да следвате следните препоръки:

• Въздържайте се от спортуване на открито през горещото време на деня, особено през лятото. Препоръчително е да се правят физически упражнения на закрито или в райони, отдалечени от големи промишлени предприятия и широки магистрали, сутрин и вечер.
• През горещия сезон е необходимо да сте на открито възможно най-малко, особено в райони с високо замърсяване с газ.
• В случай на контакт с озон в индустриална среда, помещението трябва да бъде оборудвано с изпускателна вентилация. Освен това по време на производствения процес е необходимо да се използват защитни устройства, както и специални сензори, които показват нивото на газ в помещението. Времето на директен контакт с озона трябва да бъде възможно най-кратко.

При избора на битов озонатор е важно да се обърне внимание на неговите технически характеристики и наличието на подходящ сертификат. Закупуването на несертифицирано устройство може да доведе до тривалентна кислородна токсичност. Преди да използвате устройството, трябва да се запознаете с правилата за неговата работа и предпазни мерки.

Интоксикацията с озон е доста сериозно състояние, което изисква незабавна медицинска помощ. Ето защо си струва да запомните, че когато работите с този газ или използвате битови озонатори, си струва да спазвате предпазните мерки и при най-малкото съмнение за отравяне се свържете с медицинска институция.

Учените за първи път разбраха за съществуването на непознат газ, когато започнаха да експериментират с електростатични машини. Това се случи през 17 век. Но те започнаха да изучават новия газ едва в края на следващия век. През 1785 г. холандският физик Мартин ван Марум създава озон чрез пропускане на електрически искри през кислород. Името озон се появява едва през 1840 г.; изобретен е от швейцарския химик Кристиан Шьонбайн, произлизащ от гръцкото озон, миризма. от химичен съставтози газ не се различаваше от кислорода, но беше много по-агресивен. И така, той моментално окисли безцветен калиев йодид с освобождаването на кафяв йод; Шенбейн използва тази реакция, за да определи озона чрез степента на синьо на хартия, импрегнирана с разтвор на калиев йодид и нишесте. Дори живакът и среброто, които са неактивни при стайна температура, се окисляват в присъствието на озон.

Оказа се, че молекулите на озона, подобно на кислорода, се състоят само от кислородни атоми, но не от два, а от три. Кислород O2 и озон O3 - единственият пример за образуване на два газообразни (при нормални условия) от един химичен елемент прости вещества. В молекулата O3 атомите са разположени под ъгъл, така че тези молекули са полярни. Озонът се получава в резултат на „залепване“ към молекулите на О2 от свободни кислородни атоми, които се образуват от кислородни молекули под действието на електрически разряди, ултравиолетови лъчи, гама лъчи, бързи електрони и други високоенергийни частици. Озонът винаги мирише в близост до работещи електрически машини, в които четките „блестят“, близо до бактерицидни живачно-кварцови лампи, които излъчват ултравиолетово лъчение. Кислородните атоми също се отделят по време на някои химични реакции. Озонът се образува в малки количества при електролизата на подкиселена вода, при бавното окисление на мокрия бял фосфор във въздуха, при разлагането на съединения с високо съдържание на кислород (KMnO4, K2Cr2O7 и др.), При действието на флуор върху водата или върху бариев пероксид на концентрирана сярна киселина. Кислородните атоми винаги присъстват в пламъка, така че ако насочите поток от сгъстен въздух през пламъка на кислородна горелка, във въздуха ще се открие характерната миризма на озон.
Реакцията 3O2 → 2O3 е силно ендотермична: 142 kJ трябва да бъдат изразходвани за производството на 1 мол озон. Обратната реакция протича с освобождаване на енергия и се осъществява много лесно. Съответно озонът е нестабилен. При липса на примеси газообразният озон се разлага бавно при температура от 70° C и бързо над 100° C. Скоростта на разлагане на озона се увеличава значително в присъствието на катализатори. Те могат да бъдат газове (например азотен оксид, хлор) и много твърди вещества (дори стени на съдове). Поради това чистият озон се получава трудно, а работата с него е опасна поради възможността от експлозия.

Не е изненадващо, че в продължение на много десетилетия след откриването на озона дори неговите основни физически константи бяха неизвестни: дълго време никой не успя да получи чист озон. Както пише Д. И. Менделеев в своя учебник „Основи на химията“, „за всички методи за получаване на газообразен озон съдържанието му в кислород винаги е незначително, обикновено само няколко десети от процента, рядко 2% и само при много ниски температури достига 20%“. Едва през 1880 г. френските учени J. Gotfeil и P. Chappui получават озон от чист кислород при температура минус 23 ° C. Оказва се, че в дебел слой озонът има красив син цвят. Когато охладеният озониран кислород бавно се компресира, газът става тъмносин и след бързото освобождаване на налягането температурата спада още повече и се образуват тъмно лилави течни озонови капки. Ако газът не се охлади или компресира бързо, тогава озонът моментално, с жълта светкавица, се превръща в кислород.

По-късно е разработен удобен метод за синтез на озон. Ако концентриран разтвор на перхлорна, фосфорна или сярна киселина се подложи на електролиза с охладен анод, направен от платина или оловен (IV) оксид, тогава газът, освободен от анода, ще съдържа до 50% озон. Физическите константи на озона също бяха прецизирани. Той се втечнява много по-леко от кислорода при -112°C (кислород при -183°C). При –192,7°C озонът се втвърдява. Твърдият озон е синьо-черен на цвят.

Експериментите с озон са опасни. Газообразният озон може да избухне, ако концентрацията му във въздуха надвишава 9%. Течният и твърдият озон експлодират още по-лесно, особено при контакт с окисляващи вещества. Озонът може да се съхранява при ниски температури под формата на разтвори във флуорирани въглеводороди (фреони). Тези разтвори са сини на цвят.

Химични свойства на озона.

Озонът се характеризира с изключително висока реактивност. Озонът е един от най-силните окислители и в това отношение отстъпва само на флуора и кислородния флуорид OF2. Активният принцип на озона като окислител е атомарният кислород, който се образува при разпадането на озоновата молекула. Следователно, действайки като окислител, молекулата на озона, като правило, "използва" само един кислороден атом, докато другите два се освобождават под формата на свободен кислород, например 2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + O2. Много други съединения се окисляват по същия начин. Има обаче изключения, когато молекулата на озона използва всичките три кислородни атома, които има, за окисляване, например 3SO2 + O3 → 3SO3; Na2S + O3 → Na2SO3.

Много важна разлика между озона и кислорода е, че озонът проявява окислителни свойства още при стайна температура. Например PbS и Pb(OH)2 не реагират с кислород при нормални условия, докато в присъствието на озон сулфидът се превръща в PbSO4, а хидроксидът в PbO2. Ако концентриран разтвор на амоняк се излее в съд с озон, ще се появи бял дим - това е окислен с озон амоняк до амониев нитрит NH4NO2. Особено характерна за озона е способността да „почернява” сребърните предмети с образуването на AgO и Ag2O3.

Като прикрепи един електрон и се превърне в отрицателен йон O3–, молекулата на озона става по-стабилна. "Озонатни соли" или озониди, съдържащи такива аниони, са известни отдавна - те се образуват от всички алкални метали, с изключение на лития, и стабилността на озонидите се увеличава от натрий към цезий. Известни са и някои озониди на алкалоземни метали, например Ca(O3)2. Ако поток от газообразен озон се насочи към повърхността на твърда суха основа, се образува оранжево-червена кора, съдържаща озониди, например 4KOH + 4O3 → 4KO3 + O2 + 2H2O. В същото време твърдата основа ефективно свързва водата, което предотвратява незабавната хидролиза на озонида. Въпреки това, с излишък на вода, озонидите бързо се разлагат: 4KO3 + 2H2O → 4KOH + 5O2. Разлагането се извършва и по време на съхранение: 2KO3 → 2KO2 + O2. Озонидите са силно разтворими в течен амоняк, което позволява да се изолират в чиста форма и да се изследват свойствата им.

Органичните вещества, с които озонът влиза в контакт, той обикновено унищожава. Така че озонът, за разлика от хлора, е в състояние да разцепи бензеновия пръстен. Когато работите с озон, не можете да използвате гумени тръби и маркучи - те моментално ще „изтекат“. Озонът реагира с органични съединения с освобождаване на голямо количество енергия. Например етер, алкохол, памучна вата, навлажнена с терпентин, метан и много други вещества се запалват спонтанно при контакт с озониран въздух, а смесването на озон с етилен води до силна експлозия.

Използването на озон.

Озонът не винаги "изгаря" органичните вещества; в редица случаи е възможно да се извършат специфични реакции със силно разреден озон. Например, по време на озониране на олеинова киселина (тя е в големи количестваоткрити в растителни масла), се образува азелаинова киселина HOOC(CH2)7COOH, която се използва за производството на висококачествени смазочни масла, синтетични влакна и пластификатори за пластмаси. По същия начин се получава адипинова киселина, която се използва при синтеза на найлон. През 1855 г. Шьонбайн открива реакцията на ненаситени съединения, съдържащи двойни връзки С=С, с озон, но едва през 1925 г. немският химик Х. Щаудингер установява механизма на тази реакция. Молекулата на озона се присъединява към двойната връзка, за да образува озонид, този път органичен, и кислороден атом замества една от връзките C=C, а групата –О–О– замества другата. Въпреки че някои органични озониди са изолирани в чиста форма (например етилен озонид), тази реакция обикновено се извършва в разреден разтвор, тъй като озонидите в свободно състояние са много нестабилни експлозиви. Реакцията на озониране на ненаситени съединения се радва на голямо уважение сред органичните химици; проблеми с тази реакция често се предлагат дори на училищни олимпиади. Факт е, че когато озонидът се разлага с вода, се образуват две молекули алдехид или кетон, които лесно се идентифицират и допълнително установяват структурата на първоначалното ненаситено съединение. Така в началото на 20-ти век химиците установяват структурата на много важни органични съединения, включително природни, съдържащи C=C връзки.

Важна област на приложение на озона е дезинфекцията на питейна вода. Обикновено водата е хлорирана. Въпреки това, някои примеси във водата под действието на хлора се превръщат в съединения с много неприятна миризма. Поради това отдавна се предлага хлорът да се замени с озон. Озонираната вода не придобива чужд мирис и вкус; когато много органични съединения са напълно окислени с озон, се образуват само въглероден диоксид и вода. Пречистете с озон и отпадъчна вода. Продуктите от озоновото окисление дори на такива замърсители като феноли, цианиди, повърхностно активни вещества, сулфити, хлорамини са безвредни съединения без цвят и мирис. Излишният озон бързо се разлага с образуването на кислород. Озонирането на водата обаче е по-скъпо от хлорирането; освен това озонът не може да се транспортира и трябва да се произвежда на място.

Озон в атмосферата.

В атмосферата на Земята няма много озон – 4 милиарда тона, т.е. средно само 1 mg/m3. Концентрацията на озон нараства с отдалечаване от повърхността на Земята и достига максимум в стратосферата, на височина 20-25 км - това е "озоновият слой". Ако целият озон от атмосферата се събере близо до повърхността на Земята при нормално налягане, ще се получи слой с дебелина само около 2–3 mm. И такива малки количества озон във въздуха всъщност осигуряват живот на Земята. Озонът създава "защитен екран", който не позволява на суровите ултравиолетови лъчи на слънцето да достигнат земната повърхност, които са пагубни за всички живи същества.

През последните десетилетия се обръща голямо внимание на появата на т. нар. „озонови дупки“ – зони със значително намалено съдържание на стратосферен озон. През такъв "спукан" щит до повърхността на Земята достига по-твърдата ултравиолетова радиация на Слънцето. Затова учените отдавна наблюдават озона в атмосферата. През 1930 г. английският геофизик С. Чапман предлага схема от четири реакции, за да обясни постоянната концентрация на озон в стратосферата (тези реакции се наричат ​​цикъл на Чапман, в който М означава всеки атом или молекула, която отвежда излишната енергия):

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

Първата и четвъртата реакция от този цикъл са фотохимични, протичат под въздействието на слънчевата радиация. За разлагането на кислородна молекула на атоми е необходимо лъчение с дължина на вълната по-малка от 242 nm, докато озонът се разпада, когато светлината се абсорбира в областта от 240–320 nm (последната реакция просто ни предпазва от твърдата ултравиолетова светлина, тъй като кислородът не абсорбира в тази спектрална област). Останалите две реакции са термични, т.е. преминават без действието на светлината. Много е важно третата реакция, водеща до изчезването на озона, да има енергия на активиране; това означава, че скоростта на такава реакция може да се увеличи чрез действието на катализатори. Както се оказа, основният катализатор за разпадане на озона е азотният оксид NO. Образува се в горните слоеве на атмосферата от азот и кислород под въздействието на най-тежката слънчева радиация. Веднъж попаднал в озоносферата, той влиза в цикъл от две реакции O3 + NO → NO2 + O2, NO2 + O → NO + O2, в резултат на което съдържанието му в атмосферата не се променя и стационарната концентрация на озон намалява. Има и други цикли, водещи до намаляване на съдържанието на озон в стратосферата, например с участието на хлор:

Cl + O3 → ClO + O2
ClO + O → Cl + O2.

Озонът се разрушава и от прах и газове, които в големи количества навлизат в атмосферата по време на вулканични изригвания. Напоследък се предполага, че озонът е ефективен и при унищожаването на водорода, отделян от земната кора. Съвкупността от всички реакции на образуване и разпадане на озон води до факта, че средното време на живот на една озонова молекула в стратосферата е около три часа.

Предполага се, че освен естествени има и изкуствени фактори, влияещи върху озоновия слой. Добре известен пример са фреоните, които са източници на хлорни атоми. Фреоните са въглеводороди, в които водородните атоми са заменени с флуорни и хлорни атоми. Използват се в хладилника и за пълнене аерозолни кутии. В крайна сметка фреоните попадат във въздуха и бавно се издигат все по-високо с въздушните течения, достигайки озоновия слой. Разграждайки се под действието на слънчевата радиация, самите фреони започват каталитично да разграждат озона. Все още не е известно точно до каква степен фреоните са виновни за "озоновите дупки" и въпреки това отдавна са взети мерки за ограничаване на употребата им.

Изчисленията показват, че за 60-70 години концентрацията на озон в стратосферата може да намалее с 25%. И в същото време концентрацията на озон в повърхностния слой - тропосферата, ще се увеличи, което също е лошо, тъй като озонът и продуктите от неговите трансформации във въздуха са отровни. Основният източник на озон в тропосферата е пренасянето на стратосферния озон с въздушни маси към долните слоеве. Приблизително 1,6 милиарда тона навлизат в приземния слой озон годишно. Животът на озоновата молекула в ниската част на атмосферата е много по-дълъг - повече от 100 дни, тъй като в повърхностния слой има по-малък интензитет на ултравиолетовото слънчево лъчение, което разрушава озона. Обикновено в тропосферата има много малко озон: в чист чист въздух концентрацията му е средно само 0,016 μg / l. Концентрацията на озон във въздуха зависи не само от надморската височина, но и от терена. Така винаги има повече озон над океаните, отколкото над сушата, тъй като там озонът се разпада по-бавно. Измерванията в Сочи показаха, че въздухът близо до морския бряг съдържа 20% повече озон, отколкото в гората на 2 километра от брега.

Съвременните хора вдишват много повече озон от своите предци. Основната причина за това е увеличаването на количеството метан и азотни оксиди във въздуха. По този начин съдържанието на метан в атмосферата непрекъснато нараства от средата на 19 век, когато използването на природен газ. В атмосфера, замърсена с азотни оксиди, метанът влиза в сложна верига от трансформации, включващи кислород и водни пари, резултатът от които може да се изрази с уравнението CH4 + 4O2 → HCHO + H2O + 2O3. Други въглеводороди също могат да действат като метан, например тези, които се съдържат в отработените газове на автомобили по време на непълното изгаряне на бензина. В резултат на това във въздуха на големите градове през последните десетилетия концентрацията на озон се е увеличила десетократно.

Винаги се е смятало, че по време на гръмотевична буря концентрацията на озон във въздуха се увеличава драстично, тъй като мълнията допринася за превръщането на кислорода в озон. Всъщност увеличението е незначително и не се случва по време на гръмотевична буря, а няколко часа преди нея. По време на гръмотевична буря и няколко часа след нея концентрацията на озон намалява. Това се обяснява с факта, че преди гръмотевична буря има силно вертикално смесване на въздушните маси, така че допълнително количество озон идва от горните слоеве. Освен това, преди гръмотевична буря, силата на електрическото поле се увеличава и се създават условия за образуване на коронен разряд в точките на различни обекти, например върховете на клоните. Освен това допринася за образуването на озон. И тогава, с развитието на гръмотевичен облак, под него възникват мощни възходящи въздушни течения, които намаляват съдържанието на озон директно под облака.
Интересен е въпросът за съдържанието на озон във въздуха на иглолистните гори. Например в курса по неорганична химия от Г. Реми може да се прочете, че „озонираният въздух на иглолистните гори“ е измислица. Така е? Нито едно растение не отделя озон, разбира се. Но растенията, особено иглолистните, отделят във въздуха много летливи органични съединения, включително ненаситени въглеводороди от терпеновия клас (има много от тях в терпентина). И така, в горещ ден едно борово дърво отделя 16 микрограма терпени на час за всеки грам сухо тегло на игличките. Терпените се отличават не само от иглолистни, но и от някои широколистни дървета, сред които топола и евкалипт. А някои тропически дървета са в състояние да отделят 45 микрограма терпени на 1 g суха листна маса на час. В резултат на това един хектар иглолистна гора може да отдели до 4 кг органична материя на ден, а широколистна – около 2 кг. Залесената площ на Земята е милиони хектари и всички те отделят стотици хиляди тонове различни въглеводороди, включително терпени, годишно. А въглеводородите, както беше показано в примера с метана, под въздействието на слънчевата радиация и в присъствието на други примеси допринасят за образуването на озон. Експериментите показват, че при подходящи условия терпените наистина участват много активно в цикъла на атмосферните фотохимични реакции с образуването на озон. Така че озонът в иглолистната гора изобщо не е изобретение, а експериментален факт.

Озон и здраве.

Какво удоволствие е да се разхождате след гръмотевична буря! Въздухът е чист и свеж, неговите ободряващи струи сякаш се вливат в белите дробове без никакво усилие. „Мирише на озон“, често казват в такива случаи. „Много полезно за здравето.“ Така е?

Някога озонът със сигурност се е смятал за полезен за здравето. Но ако концентрацията му надвиши определен праг, това може да причини много неприятни последици. В зависимост от концентрацията и времето на вдишване озонът предизвиква промени в белите дробове, дразнене на лигавицата на очите и носа, главоболие, световъртеж, понижаване на кръвното налягане; озонът намалява устойчивостта на организма към бактериални инфекции на дихателните пътища. Максимално допустимата му концентрация във въздуха е само 0,1 µg/l, което означава, че озонът е много по-опасен от хлора! Ако прекарате няколко часа на закрито с концентрация на озон само 0,4 μg / l, може да се появят болки в гърдите, кашлица, безсъние, зрителната острота намалява. Ако вдишвате озон за дълго време в концентрация над 2 μg / l, последствията могат да бъдат по-тежки - до ступор и спад на сърдечната дейност. При съдържание на озон от 8–9 µg/l след няколко часа се появява белодробен оток, който е изпълнен със смърт. Но такива незначителни количества от дадено вещество обикновено се анализират трудно с конвенционалните химични методи. За щастие, човек усеща наличието на озон дори при много ниски концентрации - около 1 μg / l, при които нишестената йодирана хартия няма да посинее. За някои хора миризмата на озон в малки концентрации прилича на миризмата на хлор, на други - на серен диоксид, на трети - на чесън.

Не само самият озон е отровен. С участието му във въздуха например се образува пероксиацетил нитрат (PAN) CH3-CO-OONO2 - вещество, което има силно дразнещо, включително сълзотворно действие, което затруднява дишането, а в по-високи концентрации предизвиква сърдечна парализа. PAN е един от компонентите на така наречения фотохимичен смог, образуван през лятото в замърсен въздух (тази дума произлиза от английското smoke - дим и fog - мъгла). Концентрацията на озон в смога може да достигне 2 μg/l, което е 20 пъти по-високо от максимално допустимото. Трябва също така да се има предвид, че комбинираният ефект на озона и азотните оксиди във въздуха е десет пъти по-силен от всяко вещество поотделно. Не е изненадващо, че последствията от такъв смог в големи градовеможе да бъде катастрофално, особено ако въздухът над града не се продухва от "течения" и се образува застойна зона. И така, в Лондон през 1952 г. повече от 4000 души умират от смог в рамките на няколко дни. Смогът в Ню Йорк през 1963 г. уби 350 души. Подобни истории имаше в Токио, др главни градове. Не само хората страдат от атмосферния озон. Американски изследователи са показали например, че в райони с високо съдържание на озон във въздуха експлоатационният живот на автомобилните гуми и други каучукови изделия значително намалява.
Как да намалим съдържанието на озон в приземния слой? Намаляването на емисиите на метан в атмосферата едва ли е реалистично. Остава и друг начин - да се намалят емисиите на азотни оксиди, без които не може да върви цикълът от реакции, водещи до озон. Този път също не е лесен, тъй като азотните оксиди се отделят не само от автомобили, но и (главно) от топлоелектрически централи.

Източниците на озон не са само на улицата. Образува се в рентгенови кабинети, във физиотерапевтични кабинети (източникът му са живачно-кварцови лампи), по време на работа на копирни машини (копирни машини), лазерни принтери (тук причината за образуването му е разряд с високо напрежение). Озонът е неизбежен спътник за производството на перхидрол, аргонно-дъгово заваряване. За да се намали вредното въздействие на озона, е необходимо да се оборудва качулката с ултравиолетови лампи, добра вентилация на помещението.

И все пак едва ли е правилно да се смята, че озонът е безусловно вреден за здравето. Всичко зависи от неговата концентрация. Изследванията показват, че свежият въздух свети много слабо в тъмното; причината за блясъка са окислителните реакции с участието на озон. Светене се наблюдава и при разклащане на вода в колба, в която предварително е напълнен озониран кислород. Това сияние винаги е свързано с наличието на малки количества органични примеси във въздуха или водата. При смесване на чист въздух с издишан човек, интензивността на сиянието се увеличава десетократно! И това не е изненадващо: в издишания въздух са открити микропримеси от етилен, бензен, ацеталдехид, формалдехид, ацетон и мравчена киселина. Те са "подчертани" от озон. В същото време "застояли", т.е. Напълно лишен от озон, макар и много чист, въздухът не предизвиква блясък и човек го усеща като "застоял". Такъв въздух може да се сравни с дестилирана вода: той е много чист, практически не съдържа примеси и е вредно да се пие. Така че пълната липса на озон във въздуха, очевидно, също е неблагоприятна за хората, тъй като увеличава съдържанието на микроорганизми в него, води до натрупване на вредни вещества и неприятни миризми, които озонът унищожава. По този начин става ясна необходимостта от редовно и продължително проветряване на помещенията, дори ако в тях няма хора: в крайна сметка озонът, който е влязъл в помещението, не се задържа дълго време в него - той частично се разлага , и до голяма степен се утаява (адсорбира) по стените и други повърхности. Трудно е да се каже колко озон трябва да има в стаята. Но в минимални концентрации озонът вероятно е необходим и полезен.

Иля Леенсън

Озонаторът за въздух е лекарство, което произвежда озон чрез промяна на кислородната молекула O2 на O3. Трикомпонентният кислород е наречен озон поради специалния си аромат на свежест и дъжд (озон на гръцки означава "миришещ"). Неговите свойства са доста богати и изследването на това вещество започва през 19 век. По време на тези изследвания станаха известни изключително интересни подробности, горещо се обсъждаха свойствата на озонатора, който започна да се използва като дезинфектант на помещения.

Озон в природата

Всеки знае приятната миризма на въздуха, която се усеща преди силна гръмотевична буря, когато озоновите съединения частично се спускат в долните слоеве на атмосферата в потоци от силен вятър.

В гората край реката, близо до водопада, след дъжд всеки усеща приятна свежест, чийто източник също е озонът. Появява се във въздуха по време на разряд на мълния като източник на енергия, образувайки реакция с кислорода. Озонът се появява и под действието на други ултравиолетови лъчи, които реагират с въздуха - например под действието на слънцето.

Свойствата на озона са уникални. Намирайки се в горните слоеве на атмосферата и в стратосферата, той предпазва въздуха от прекомерно количество ултравиолетови лъчи и космическа радиация, което е вредно за човешкото здраве и флората.

Озонът има висока окислителна способност и освобождава свободни кислородни радикали в много реакции - това позволява на обогатения с озон въздух да има дезинфекциращи свойства. Но затова пък е вреден: високата окислителна способност на този елемент прави озона силно токсичен и опасен за организма. Така че, ако човек вдишва високи концентрации на озон, тогава неговите дихателни органи се дразнят преди всичко. След това, при продължително излагане на тялото, има качествена промяна в микроелементите в състава на човешката кръв и на първо място в холестерола.

Под въздействието на озона се образуват неразтворими форми на холестерола, които водят до развитие на атеросклероза. Вдишването на озонов газ също води до факта, че дългосрочното излагане на неговите високи концентрации от мъжки пол - както хора, така и животни - губят способността си да се възпроизвеждат поради вредното въздействие на озона върху зародишните клетки. Всичко това води до безплодие.

В природата опасните за човешкото здраве дози озон не са концентрирани и количеството му дори в най-дъждовния ден не надвишава допустимата норма. Напротив, естественият озон обогатява въздуха с кислород, увеличава неговия процент и го почиства от вредни елементи. Този газ е безвреден и изключително полезен за организма в естествената си концентрация.

Но защо озонът е опасен за хората? Поради изкуственото му неконтролирано извличане, в Русия озонът е определен за първа, най-висока категория на опасност сред вредните вещества. Съгласно закона концентрацията на озон не трябва да надвишава установените норми за съдържанието му във въздуха до 0,16 mg/m³. Човешкото обоняние е в състояние да чуе озон в много малки концентрации - започвайки от 0,01 mg/m³.
Притежавайки мощен бактериостатичен, противогъбичен и анти-плесенен ефект, озонът започна да се използва изкуствено и започна да тече разработването на лекарства, произвеждащи озон.

Откриването на чудесните свойства на озона и извличането му по изкуствен път през 19 век са насочени от учените предимно към пречистване на водата. И днес цяла Европа пречиства чешмяната си вода с помощта на озонатори. С течение на времето обхватът на неговото приложение се разшири, тъй като станаха известни нови области, където озонът може да бъде полезен. Да, вече в първия световна войнаозонът се използва като антисептик при гнойни рани, различни инфекции и дори при туберкулоза.

За извличане на изкуствен озон се използват озонатори, които го генерират чрез електрически разряд. Може да се получи както от въздух, така и от чист кислород. Извличането на озон от кислород се използва не само в медицината, но и в козметологията.

Свойствата на изкуствения озон позволяват използването му като окислител, избелва хартия, стерилизира медицински инструменти, използва се в лабораторни условия за получаване на редица вещества. Маслата се пречистват с озон, използват се като дезинфектант за вода, въздух, храна, предмети от бита, дрехи и др. В медицината се използва и озониране на разтвори, които след това се използват в медицинската практика както при инжекции, така и външно.

Широкото използване на битови озонатори се превърна в удобно решение в борбата срещу гъбичките, мухъла и други микроорганизми в замърсените помещения, както и при обработката на дрехи и предмети от бита. За разлика от хлорирането, обработката на околната среда с озон не произвежда токсини, но вредата от озона е такава, че дори леко превишаване на максимално възможната концентрация на това вещество става изключително опасно за здравето и може да доведе до преждевременна смърт. Ето защо, когато третирате помещения след вирусна и бактериална инфекция, както и за други цели, когато използвате озонатори, трябва внимателно да спазвате предпазните мерки.

Ако естественият озон се образува от действието на слънчевата светлина върху въздуха и кислорода в него, тогава изкуствените устройства най-често работят с електрически разряд, който се случва в затворено пространство. В зависимост от основното предназначение на устройството има медицински, индустриален и битов озонатор. Нека разгледаме подробно целта на всеки от тях.

Приложение на медицински озонатор

Авторите на озонотерапията са убедени, че повечето съвременни заболявания се образуват поради липса на кислород в клетките, което е причината за отслабването на имунната система. Намериха начин да ги обогатят с навременно хранене.

За да оцелеят, здравите клетки се нуждаят от кислород в достатъчни количества, който ги подхранва и осигурява съществуването. При неправилен начин на живот, когато нормалното снабдяване на тъканните клетки с кислород липсва или е блокирано - със заседнал начин на живот, лоша диета, лоша екология - се развива анаеробна инфекция. Анаеробите са онези микроби и вируси, които се развиват в условия на липса на кислород и могат да съществуват само в клетки и тъкани, които не са наситени с достатъчно кислород. Така, веднъж попаднали в благоприятна среда, микроорганизмите започват активно да се размножават, което води до бързо развиващо се увреждане на тъканите. В същото време в клетките протичат необратими процеси - те мутират и умират.

Истории от наши читатели

Владимир
61 години

Според носителя на Нобелова награда д-р Варбург развитието на рак може да се свърже именно с такова нарушение на клетъчното дишане, при което те се ферментират със захар, причинено от анаеробни процеси.

Според някои изследователи, използването на озонотерапия насърчава заздравяването дори на много сложни рани- включително след анаеробна инфекция, както и борбата с онкологията.

Озонотерапията е физиотерапевтично използване на озон с помощта на специални медицински устройства - озонатори. Уредите се използват като дезинфектанти. Прилагат се външно, интравенозно, интрамускулно. При подкожно или ставно приложение се използва в чиста форма, но тъй като газът озон е изключително токсичен, при други видове контакт с кръвта се смесва със солеви разтвори.

Медицинските озонатори използват изключително концентриран кислород за производство на озон за медицински цели. Специфично лечебно свойство на озона е неговият бактерициден ефект, който действа върху вируса на всички групи херпес, хепатит, СПИН.

Но желаният ефект се постига само чрез много висока концентрация на озон, който може да стане опасен за човек и дори значително да навреди - окислителната способност на този газ причинява непоправима вреда на тялото, а свръхсилен бактерициден ефект може да доведе до фатален изход резултат. Следователно концентрацията и методите на тази практика се формулират само от опитни специалисти.

Използването на индустриални озонатори

Като вторият най-мощен окислител в природата след флуора, газът озон се използва не само в медицината, но и в промишлеността.

Способността на това устройство да дезинфекцира се използва широко за почистване на въздуха от микроорганизми, поддържане на оборудването и помещенията чисти. Такъв озонатор се различава от домакинския само по своя размер и мощност.. В зависимост от кадрите и степента на дезинфекция трябва да се използват определени модели озонатори.

За отстраняване на неприятните миризми и обогатяване на въздуха с кислород се използва озонатор. Позволява ви да дезинфекцирате складове за храна и самите продукти, тъй като убива мухъл и бактерии. Това е добра алтернатива на обработката с хлор, която е доста токсична и неподходяща за много хранителни индустрии. Освен това контактното мокро почистване е много по-трудоемко и скъпо от инсталирането на озонатор.

Използването на озонатор допринася за по-добро запазване на хранителните продукти и увеличаване на срока им на годност поради дезинфекциращия ефект и унищожаването на онези организми, които причиняват гниене и разваляне. Обработката с озон в такива случаи дава лек ефект на запазване на горски плодове, плодове и зеленчуци.

Друго важно свойство на озонатора е способността му да унищожава миризми. Резултатът от лечението с това лекарство винаги е ефектът от дезодорирането на стаята с миризмата на чист въздух, като след дъжд.

Високата чувствителност към озон на всички видове гризачи ви позволява да ги изгоните от третираната стая без допълнителни разходи. Чувайки миризмата на озон, те бързо бягат от засегнатата зона, а тези, които не бягат, умират.

Озонът се използва за обработка на хладилници: те дезинфекцират и ги освобождават от външни миризми. При обработка на хладилника с озонатор за около час се постига дезинфекция не само на основната камера, но и на тави, решетки, куки и други елементи. Това избягва честото размразяване и прави без мокра механична дезинфекция с небезопасен хлор, който отделя токсични съединения, когато се прилага. В същото време продуктите, съдържащи се в клетките, също могат да бъдат дезинфекцирани: например месните продукти ще удължат срока на годност след такава обработка и ще подобрят качеството си.

За увеличаване срока на годност на продуктите се използва и озонирана вода, която се получава чрез въздействието на озонатор върху водата с определена мощност и честота.

Приложение на битов озонатор

В условията на лошо вентилирани, непроветрени помещения, в които живеят хора, както и в помещения с климатици и отоплителни уреди, възниква проблемът с недостига на кислород. В тези случаи на помощ идва озонатор, който при правилна употреба може да обогати въздуха с кислород. Домашните озонатори набират популярност, особено когато става дума за грипни пандемии. Факт е, че това устройство може значително да опрости живота. обикновените хорав условия на лоша екология и чести вирусни инфекции.

Озонаторът унищожава вирусите и дезинфекцира домакинските предмети, ако стаите редовно се третират с озон, въздухът ще бъде чист и безвреден. Освен това стаята ще придобие приятен свеж аромат. Озонатор пречиства водата, продуктите и с негова помощ решава проблема със замърсяването на стените с мухъл. Неприятни миризми от тютюн, обувки, кърпи, завеси и други домашни предмети, замърсени човешка дейност, също се елиминират с помощта на това магическо устройство.

Всичко и всичко може да бъде подложено на озониране - зависи от въображението, изобретателността и желанието да получите полезен резултат. Озонираната вода може да се използва за измиване на рани, за да заздравеят по-бързо, обогатяване на терапевтични мехлеми, кремове и други продукти за грижа за кожата, така че да придобият засилени лечебни и регенериращи свойства. Ако изберете озонатор с по-висока мощност, можете да постигнете по-високи концентрации на озон, което ще унищожи бактериите и другите микроорганизми най-бързо и цялостно. Това става най-актуално, ако у дома има болен човек - такава превенция ще облекчи инфекцията и ще ускори възстановяването, тъй като чистият въздух е важно лекарство. Освен това озонът по време на дезинфекцията на помещенията не отделя канцерогени, което го отличава благоприятно от други, по-често срещани методи за дезинфекция. Разлагайки се, озонът се превръща в молекула кислород, въглероден окис и други компоненти на чистия въздух.

При озониране на водата съставът й се дезинфекцира и се неутрализират много вредни елементи – нефтопродукти, пестициди, хербициди, детергенти, канцерогени. Тежките метали след озониране се утаяват на дъното и е достатъчно водата да се източи без тази утайка, за да се отървете напълно от нежеланите компоненти. В същото време естественият полезен състав не се нарушава, а напротив, обогатява се с кислород. Такова пречистване е много по-ефективно от филтри, които позволяват преминаването на много молекули, и други методи за пречистване.

Като силен окислител, озонът убива всички микроорганизми, съдържащи се във водата, без да повлиява нивото на рН на водата и съдържанието на минерали. Единственото нещо, което трябва да се направи след озонирането, е да се изчака известно време, за да се позволи на озона да се разпадне на безопасни съединения. След поне половин час, а за предпочитане час по-късно, трябва внимателно да излеете озонираната вода в чист съд, като оставите най-долния слой вода с утайка.

Утайката остава и по стените на съда, в който е извършено озонирането. Валежите може да са едва забележими за окото, но е по-добре да не ги използвате за храна.. След всички манипулации озонираната вода може да се консумира в сурова форма - тя става полезна за организма. В него напълно липсват органични вещества, които са отговорни за увреждането на водата, така че срокът на годност на такава вода се увеличава.

За разлика от индустриалния озонатор, битовият озонатор не произвежда твърде високи дози озон, което го прави относително безопасен инструмент. Въпреки това, дори при концентрации до 5% във въздуха, озонът може да има нежелани ефекти и трябва да се внимава при употребата му.

Предпазни мерки

Озонът във висока концентрация е изключително опасен за организма.и от безвреден помощник в борбата за здравословен начин на животживотът се превръща в убиец. Не можете да вдишвате озон в момента, когато озонаторът работи, и трябва внимателно да спазвате мерките за безопасност: напуснете стаята, която се третира, проветрете я след обработката. Окислителната сила на озона, освен ползите, носи със себе си и голяма вреда: заедно с патогенните бактерии и вируси той може да унищожи полезните микроорганизми, както и да причини увреждане на лигавиците и кожата.

Високите концентрации на озон в белите дробове могат да причинят сериозни заболявания. Следователно дали озонаторът ще донесе вреда или полза на своя собственик зависи изцяло от начина на работа и балансирания, предпазлив подход. Необходимо е добре да се проветри помещението след озонирането и едва след това да се пристъпи към работата му.

Озонът във въздуха бързо се разлага, превръща се в кислород и насища стаята с него.. Следователно, при спазване на необходимите мерки за безопасност, увреждането на тялото може да бъде напълно избегнато. За да направите това, след озониране и проветряване, трябва да помиришете миризмата в помещението - ако свежият аромат не е достатъчно силен и не надвишава концентрацията, по-висока от естествените условия - в планината, в горска сутрин или след силен гръмотевична буря - тогава няма от какво да се страхувате и можете да се насладите на чист и свеж въздух.