Озон - самое эффективное средство для очистки воздуха от таких загрязнений как. Ядовитый озон Озон токсичный газ

Заметнее всего ПДК увеличен в Звенигороде

«Не бываю я нигде, не дышу озоном...», - пела когда-то Алла Пугачева. В 80-х, когда была написана эта песенка, концентрации озона в московском воздухе действительно, была безопасна и подышать озоном было все равно, что глотнуть свежего воздуха. Теперь эта песня с научной точки зрения неверна. Начиная середины 90-х в российском воздухе отмечаются такие концентрации О3, что не только дышать им, - простые прогулки во дворе в определенные периоды времени следует ограничивать. По сути мы уже 15 лет живем в измененной среде обитания, не понимая, что воздух в городе может быть свежим, но не может быть чистым. Страшную правду открыли «МК» специалисты кафедры «Процессы и аппараты химической технологии» МАМИ под руководством члена-корреспондента РАН, профессора Владимира Систера.

Сразу объясним читателям, что речь в данном случае пойдет не о том высотном озоне, который защищает нашу планету от вредного ультрафиолета в стратосфере, где он образуется от воздействия солнечного излучения на атмосферный кислород и является естественным «щитом» от космических лучей. Озон, воспетый Примадонной, - озон тропосферный, образующийся в приземном слое атмосферы в результате фотохимических реакций, в которые вступают на свету окислы азота, углеводородов, углерода, серы. Но главным их источником все же принято считать именно автомобили. Итак, вдыхая свежий воздух на подмосковной дачной веранде, нужно помнить, что пряный запах грозы не всегда полезен для здоровья. Он безопасен и порой приносит пользу (вспомним озонаторы в больничных палатах) лишь в малых концентрациях.

Предельно допустимыми в воздухе считаются 30 микрограмм озона на кубический метр (30 мг/м3), - поясняет заместитель заведующего кафедрой, доцент Андрей ЦЕДИЛИН. - Это давно установили в Роспотребнадзоре и Институте гигиены труда и профзаболеваний. Но у нас почти повсеместно этот уровень превышен. А ведь озон входит в первую группу высокотоксичных веществ, таких, как плутоний, ртуть, зоман, оксиды углерода, серы...

Иными словами озон гораздо вреднее, чем автомобильные выбросы? Почему тогда мы раньше не знали про эту опасность?

Мы об этом знали, просто изучать проблему стали сравнительно недавно. Сейчас повсеместно идет урбанизация, и за счет нее у нас постепенно меняется состав атмосферы. К примеру, в 50-е годы прошлого века у нас вообще не было понятия «экология»... Что касается уровня озона, у нас эти работы начались только в 90-е годы, когда специалисты стали регистрировать повышенный уровень этого газа. Без человеческого участия этого повышения не происходит, - к примеру, над морем (пожалуй, единственным местом на Земле, где озон остался в прежних количествах, он всегда регистрируется на уровне около 17 мкг/м3).

Озон - везде и в высоких концентрациях. По крайней мере в Москве мы в течение 7 лет регистрируем повышенные концентрации озона как в внутри помещений, так и на придомовых территориях. Но больше озона оказалось в Подмосковье, к примеру, в традиционно самом чистом Звенигороде ПДК оказался превышен в два (!) раза. Это странно. Казалось, что в Москве его должно быть больше. Но курьез объясняется просто - столица (мы проводили замеры в Южном Медведково, Раменках, Косино, Зеленограде) сильно запылена, а молекулы озона очень чувствительны к пыли и часть их просто разрушается.

- Действительно ли озон имеет «запах грозы»?

Так говорят. Но наши замеры показали, что после грозы, а точнее после сильного ливня уровень озона наоборот падает, потому что этот канцероген боится влажности.

-К чему приводят отравления озоном?

При наличие озона в концентрации 60, 80 мкг/м3 и больше озон начинает отравлять организм, выжигая ткани легких и бронхов, снижая наш иммунитет. После перехода уровня 30 мкг/м³ фиксируется большее звонков в службу «скорой помощи». После того, как пройден уровень 70 мкг/м³ дальнейшее возрастание средней концентрации озона повышает среднюю смертность на 0,4 %, средняя концентрация озона 100 мкг/м³ повышает смертность еще на 1–2 %, и далее.

- В какое время озона на улицах больше?

В весенне-летний период, потому что при повышенной температуре и более ярком солнце лучше идут фото-химические реакции.

- Что может спасти нас: маски, поливальные машины на улицах?

Прежде всего надо организовать полный мониторинг по городу и по мере увеличение уровня озона в том или ином районе оповещать людей. К примеру, в США (где нормы мягче, чем у нас: у них тревогу бьют, начиная от 70мкг/м3) давно создана такая система. Когда ПДК озона превышена, местное радио сообщает об этом, советуя гражданам того или иного округа не пользоваться автомобилем, не проводить лако-красочные работы, стараться находиться в помещениях. Такую систему надо вводить и у нас, другого способа защитить себя от этого канцерогена нет.

Озон - самое эффективное средство для очистки воздуха от таких загрязнений как:

- вирусы, бактерии, споры грибков.
- токсичные выделений из синтетических материалов и разлагающейся органики.
- неприятные и вредные запахи.
Озон - это естественный компонент земной атмосферы, и множество ученых считают его использование замечательным природным методом очищения нашего воздуха.
В природе озон образуется из молекулярного кислорода под действием солнечного света и разряда молнии , а также в морском прибое и в водопадах. Озон имеет характерный запах. При небольших концентрациях этот запах напоминает запах воздуха при грозе. Озон не стоек, он быстро превращается в обычный кислород
.
Идея искусственного создания чистого атмосферного воздуха в закрытых помещениях послужила поводом для разработки новой экологической техники, позволяющей осуществлять его очистку методами деструктивного окисления, когда на молекулы органических веществ действует ОЗОН, получаемый из кислорода воздуха. В отличие от других окислителей озон в процессе реакций разлагается на молекулярный и атомарный кислород и предельные оксиды. Все эти продукты не загрязняют окружающую среду и не приводят к образованию канцерогенных и токсичных веществ.

Беда в том, что мы быстро привыкаем к плохому воздуху, и через некоторое время перестаём замечать неприятные запахи. С бурным ростом промышленности и уровня урбанизации мы всё меньше дышим чистым воздухом и всё более привычным для нас становится загрязненный воздух нашей повседневной жизни. Никакое количество вентиляции, даже очень дорогостоящей, не в состоянии поддерживать воздух в хорошем состоянии, если не используется озонирование воздуха. Зачастую удаление неприятных запахов с помощью проветривания является абсолютно невозможным, и все же они должны быть удалены.

Вот где озон приходит на помощь. Очистка воздуха озоном имеет много преимуществ. Этот способ очень надежен, очень эффективен и недорог.

Озон эффективно уничтожает все известные вирусы, бактерии, грибки. Он обладает высокой диффузионной способностью и быстро распространяется по всему объёму помещения, проникая в углы и щели, где воздух практически не движется.
Озон взаимодействует со многими ядовитыми и неприятно пахнущими химическими соединениями не оставляя опасных побочных продуктов.
Озон уничтожает пахнущие соединения в отличие от химических средств, которые лишь маскируют запахи и сами являются токсичными и даже канцерогенными загрязнителями воздуха.
Избыточное количество озона быстро превращаются в молекулярный кислород.

Использование озона в доме:

Дезинфекция воздуха во время эпидемий и болезней.
Уничтожение токсичных веществ и запахов, выделяемых краской, мебелью, обоями, коврами, моющими средствами.
Быстрое устранение запахов сигаретного дыма и сгоревшей пищи, пожара.
Борьба с запахами домашних животных, кухни, туалета.
Устранение запаха сырости.
Предохранение от гниения, борьба с плесенью, удаление грибка в подвалах, погребах, овощехранилищах, банях, местах содержания животных.
Увеличение срока хранения продуктов и ликвидация запахов в холодильнике.
Борьба с насекомыми.
Восстановление уровня естественной ионизации воздуха в помещении.
Устранение пылевых клещей и аллергенов.
Устранение запаха в обуви.

Оборудование которое производит озон называется генераторами озона или озонаторами. Генераторы озона производят озон из воздуха и не требуют расходных материалов. Озонаторы компактны, просты в обслуживании, потребляют мало энергии.
Озонаторы не фильтруют воздух, а создают в помещениях среду, которая сама себя очищает, что является моделированием природного принципа восстановления воздушной среды.
Озон - единственный химический элемент восстанавливающий чистоту воздуха. Озон - это природный компонент земной атмосферы, и множество ученых считают его использование замечательным природным методом очищения нашего воздуха и воды.

Озон находит широчайшее применение во всех областях коммерческой деятельности человека.
Часто можно услышать что озон ядовит. Это правда, как и правда то, что любое лекарство ядовито в больших концентрациях, а в малых оно лечит. Так и озон, в малых концентрациях он является лекарством, а в больших вызывает отравление. Теоретически считается, что летальный исход может наступить при вдыхании озона в течении 60 минут при его концентрации в воздухе превышающей ПДК в 500 раз. Но за всю историю искусственного производства озона (более 120 лет) не зафиксировано ни одного случая смерти от отравления озоном, в отличие от других ядовитых веществ, от которых ежегодно умирают миллионы людей.
Доказано, что озон не обладает канцерогенностью и мутагенностью. Он нейтрализует большинство токсинов которые обладают такими свойствами.
Озон в больших концентрациях может обжигать слизистые оболочки органов дыхания. Такие концентрации в домашних условиях можно получить используя оборудование для коммерческого и промышленного назначения. Иногда люди покупают такое оборудование для различных целей т.к. оно доступно по цене. Такое оборудование можно использовать в квартирах только в отсутствии людей. Бытовые озонаторы не способны достигать опасных концентрации озона в воздухе, так как они малопроизводительны.
При правильном применении озон не только безопасен, но и полезен.
Озонированная вода безопасна при любом содержании озона.

Концентрация озона и последствия воздействия.
Данные IOA (International Ozone Association)

ppm = Parts per million - частей на миллион. У озона 1ppm примерно равен 2мг/м3

0,001 ppm.
Наименьшее значение концентрации озона, обнаруживаемое гиперчувствительными людьми. Слишком низкая концентрация, чтобы точно измерить лучшим электронным оборудованием.
. 0,003 ppm - 0,010 ppm.
Порог восприятия запаха озона средним человеком на свежем воздухе. Легко обнаруживается большинством нормальных людей. Эти концентрации могут быть измерены с достаточной точностью. Уровни озона в типичных жилых и офисных помещениях оборудованных нормально работающими очистителями воздуха при низком уровне озона с наружи помещения. Высокая концентрация уровня озона на улице может повлиять на уровень содержания озона в воздухе внутри помещения.
. 0,001 до 0,125 ppm.
Типичные концентрации озона в естественной атмосфере. Эти уровни концентрации изменяются с высотой, временем суток, атмосферных условий и местности.
. 0,020 до 0,040 ppm.
Средняя обобщённая концентрация окислителей в некоторых крупных городах в 1964 году. Более 95 процентов окислителей приходится на озон.
. 0,040 ppm.
Предел для различных устройств домашнего использования в США. Измеряется как устойчивая концентрация озона в тестовой комнате.
. 0,050 ppm.
Предельно допустимая концентрация озона рекомендовано ASHRAE в кондиционерах и вентиляциях для помещении.
. 0,050 ppm.
Предельно допустимая концентрация озона производимая электронными очистителями воздуха и аналогичными устройствами для жилых помещений в соответствии с Федеральным законом США для пищевых продуктах, лекарствах и косметических. (Примечание: Держите этот показатель в виду при выборе озонаторов воздуха для дома.)
. 0,100 ppm. (1 х ПДК)
Предельно допустимая концентрация (ПДК) озона в промышленных рабочих зонах: допустимое воздействие на человека - 8 часов в день, 6 дней в неделю.Нормы США. В России в два раза ниже.
. 0,100 ppm.
Максимально допустимый предел концентрации озона для промышленных и общественных объектов в Англии, Японии, Франции, Нидерландах и Германии.
. 0,150 до 0,500 ppm.
Типичная пиковая концентрация озона в крупных городах.
. 0,200 ppm. (2 х ПДК)
. Длительное воздействие на человека в условиях профессионально проводимого эксперимента не приводит к заметным побочным эффектам. Пороговый уровень озона, при котором ощущается раздражение в носу и горле, находится в районе 0,300 мг / кг.
. 0,300 ppm.
Уровень озона, при котором некоторые чувствительные виды растений стали проявлять признаки воздействия.
. 0,500 ppm. (5 х ПДК)
Уровень озона, при котором Лос-Анджелес, Калифорния, заявляет о своей Смог-предупреждение № 1. Может вызывать тошноту у некоторых людей.
. 1,00 до 2,00 ppm. (10 - 20 х ПДК)
Лос-Анджелес, Калифорния, заявляет о Смог-предупреждение № 2 при 1,00 ppm. концентрации озона и смог-предупреждение № 3 на 1,500 ppm. Добровольцы, находящиеся в течение 2 часов при этой концентрации озона, чувствовали симптомы, которые могут привести к временной нетрудоспособности. Симптомы ослабевают после нескольких дней. Симптомами являются головная боль, боль в груди, и сухость дыхательных путей.
. 1,40 до 5,00 ppm.
Фасоль подвергшаяся от 1,4 до 5,0 ppm концентрации озона в течение 70 минут показал некоторые признаки серьезной травмы зрелых листьев.
. 5,00 до 25,00 ppm. (50 - 250 х ПДК)
Эксперименты показали, что 3 часа воздействия в озоном в концентрации 12 ppm, смертельны для морских свинок. Сварщики, которые были подвержены воздействием озона в концентрации до 9 ppm, плюс других загрязнителей воздуха получали отек легких. Через 2 - 3 недели они восстанавливались и рентген показывал, что лёгкие были в норме. Но спустя 9 месяцев они по-прежнему жаловались на быструю утомляемость и отдышку при физических нагрузках.
. 25,00 ppm. и выше
Концентрация озона, которая является опасной для жизни человека при воздействии в течении 2-3-х минут, неизвестна, но на основе экспериментов на животных, воздействие при концентрация 50 ppm.(в 500 раз выше ПДК) в течение 60 минут, вероятно, будет фатальным.

В начале мая 1978 г. в Лондоне было зарегистрировано небывалое высокое содержание озона в городском воздухе – 18:1 000 000, т.е. на 1 млн частей воздуха приходилось 18 частей озона.

Казалось бы, ничего плохого в этом нет. Озонированный во время грозы воздух почти все воспринимают как отличающийся особой свежестью и чистотой. Таким он и является на самом деле, но только до тех пор, пока количество озона не превышает определенного предела. В высоких концентрациях он токсичен для живых организмов.

Для человека вредной считается доза 0,2–0,3 мг/м3. Предельно допустимая концентрация (ПДК) озона в воздухе, установленная Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), составляет 6 частей на 1 млн. Таким образом, в тот майский день содержание этого газа в воздухе Лондона превысило ПДК в три раза. (Для сравнения укажем, что фоновое, обычное, содержание озона в воздухе Южной Англии составляет 2–4 части на 1 млн.)

Ясно, что никакая, даже сверхмощная гроза не может стать причиной появления такого количества озона, следовательно избыточное его количество – плод деятельности человека. Этот газ широко применяется для дезинфекции, обеззараживания питьевой воды, дезодорирования дурно пахнущих веществ, для очистки промышленных стоков, отбеливания тканей. Он используется во многих технологических процессах, например, в органическом синтезе различных жирных кислот, эпоксидных смол.

В повышении концентрации озона в атмосфере повинны и предприятия топливно-энергетического комплекса. Они выбрасывают в воздух большое количество сернистого газа и окислов азота, молекулы которых под влиянием ультрафиолетовых лучей солнечного спектра способны переходить в активное состояние с выделением атомарного кислорода. Последний реагирует с молекулярным кислородом воздуха, в результате чего и образуется озон – важнейший компонент так называемого фотохимического смога.

О том, как действует на человека этот густой туман – аэрозоль вредных веществ, содержащихся в выбросах и копоти, озона и токсичных металлов, – напоминать излишне. Во многих крупных промышленных городах в дни смога наблюдается значительное увеличение смертности вследствие обострения хронических заболеваний сердечно-сосудистой системы, дыхательных путей и т.п.

Конечно, обнаружить смог нетрудно. Но как заметить регулярное увеличение количества озона в воздухе? В этом могут помочь растения.

Наиболее чувствительны к озону виноград, цитрусовые, табак, шпинат, редис, фасоль, картофель, томаты, люцерна. Как правило, повреждение озоном винограда сопровождается возникновением темно-коричневых пятен на верхней стороне взрослых листьев. Причем более старые из них повреждаются сильнее, чем молодые. В районе великих озер (США), где концентрация озона составляет 0,2 мг/м3, листья винограда не только теряют зеленую окраску, но и преждевременно опадают.

У клевера и райграса под влиянием повышенных доз этого фотооксиданта значительно сокращается сама поверхность листа – на 50 и 35% соответственно. Изменяется и внешний вид листьев. Сначала они становятся серебристыми и глянцевитыми, затем хлоротичными с участками некроза. Кончики их обесцвечиваются, становятся белыми.

Изучение поврежденных листьев винограда и петунии выявило общую закономерность: озон оказывает преимущественное влияние на мякоть листа (так называемую столбчатую паренхиму). Первым симптомом внутриклеточных повреждений является разрушение хлоропластов и скопление продуктов распада в виде общей однородной, неструктурированной массы.

Изменения структуры хлоропластов сказываются на интенсивности фотосинтеза. Особенно заметно снижается скорость усвоения углерода углекислого газа под воздействием озона у подсолнечника.

Японские исследователи установили, что озон влияет не только на сам фотосинтез, но и на распределение его продуктов в клетке. По мнению большинства из них, первичной мишенью действия озона является клеточная мембрана, проницаемость которой резко изменяется. Например, у сои под влиянием озона внутриклеточные мембраны становятся более чувствительными к красителям, чем мембраны неповрежденных растений. А у петунии под действием озона значительно ускоряется выход из клеток ионов калия, что легко обнаруживается, поэтому он был рекомендован как количественный показатель влияния озона на растения.

Другим показателем влияния озона на растения может служить изменение их дыхания. Так, после двухчасового пребывания опытных растений в атмосфере с повышенным содержанием озона скорость дыхания снижается на 60%.

Результатом подобных изменений является снижение темпов роста и урожайности растений, в том числе сельскохозяйственных культур. Потери урожая картофеля могут достигать 50%, люцерны – 33–42%. У петунии фотооксидант вызывает уменьшение диаметра и веса цветков.

Установлено, что не только различные виды, но и разные сорта одного и того же вида растений неодинаково реагируют на воздушные загрязнения. Почему же одни из них оказались более чувствительны к озону, чем другие? Специальные эксперименты показали, что растения устойчивых сортов отличаются скоростью физиологических реакций на повышение концентрации озона. Они быстрее закрывают устьица и поэтому меньше накапливают токсичный газ.

Разумеется, для целей биологического мониторинга нужны особо чувствительные сорта растений. К таковым относится, например, фасоль сорта Пинто, которая очень чутко реагирует на избыток озона и паров оксиацетилнитрата в воздухе. Специально выведены сорта табака, отличающиеся повышенной чувствительностью к этому оксиданту. В 1967–1968 гг. в отдельных районах ФРГ загрязненность воздуха озоном определяли, анализируя симптомы повреждений индикаторных растений – табака сорта BeIC3.

В 1981 г. для более точного учета повреждений индикаторных растений озоном был предложен метод, включающий два этапа:

– фотографирование поврежденных листьев в природных условиях (в поле);

– измерение, проводимое на негативах с помощью телевизионной камеры, соединенной с вычислительной машиной. Использование зеленого светофильтра при фотографировании листьев позволяет получать негативы, на которых некротические участки выглядят как темные пятна на белом фоне, размеры которых точно подсчитывают с помощью вычислительной техники.

Действие озона на культуру ткани табака в искусственной питательной среде приводило к тому, что ее кусочки становились коричневыми.

Другим характерным признаком действия озона на растения является угнетение (до полного прекращения) прорастания пыльцы. Этот феномен также предложено использовать в качестве биотеста на повышение концентрации озона. По скорости роста пыльцевых трубок можно определять содержание озона в воздухе.

Работы в этом направлении продолжаются, что свидетельствует о важном значении, придаваемом во всем мире биомониторингу присутствия в атмосфере озона – чрезвычайно распространенного и опасного токсиканта.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.

Озон - О3, аллотропная форма кислорода, являющаяся мощным окислителем химических и других загрязняющих веществ, разрушающихся при контакте. В отличие от молекулы кислорода, молекула озона состоит из трех атомов и имеет более длинные связи между атомами кислорода. По своей реакционной способности озон занимает второе место, уступая только фтору.

История открытия
В 1785 г. голландский физик Ван Ма-рум, проводя опыты с электричеством, обратил внимание на запах при образовании искр в электрической машине и на окислительные способности воздуха после пропускания через него электрических искр.
В 1840 г. немецкий ученый Шейнбейн занимаясь гидролизом воды пытался с помощью электрической дуги разложить её на кислород и водород. И тогда он обнаружил, что образовался новый, доселе не известный науке газ со специфическим запахом. Имя “озон” было присвоено газу Шейнбейном из-за характерного запаха и происходит от греческого слова “озиен”, что значит “пахнуть”.
22 сентября 1896 г. изобретатель Н. Тесла запатентовал первый генератор озона.

Физические свойства озона.
Озон может существовать во всех трех агрегатных состояниях. При нормальных условиях озон - газ голубоватого цвета. Температура кипения озона - 1120С, а температура плавления составляет - 1920С.
Благодаря своей химической активности озон имеет очень низкую предельно-допустимую концентрацию в воздухе (соизмеримую с ПДК боевых отравляющих веществ) 5·10-8 % или 0,1 мг/м3, что в 10 раз больше обонятельного порога для человека.

Химические свойства озона.
Следует отметить прежде всего два основных свойства озона:

Озон в отличие от атомарного кислорода является относительно устойчивым соединением. Он самопроизвольно разлагается при высоких концентрациях, при этом чем выше концентрация, тем выше скорость реакции разложения. При концентрациях озона 12-15 % озон может разлагаться со взрывом. Следует также отметить, что процесс разложения озона ускоряется с ростом температуры, а сама реакция разложения 2О3>3О2 + 68 ккал экзотермична и сопровождается выделением большого количества тепла.

O3 -> О + О 2
О3 + О -> 2 О2
О2 + E- -> О2-

Озон является одним из сильнейших природных окислителей. Окислительный потенциал озона составляет 2,07 В (для сравнения у фтора 2,4 В, а у хлора 1,7 В).

Озон окисляет все металлы за исключением золота и группы платины, доокисляет оксиды серы и азота, окисляет аммиак с образованием нитрита аммония.
Озон активно вступает в реакцию с ароматическими соединениями с разрушением ароматического ядра. В частности озон реагирует с фенолом с разрушением ядра. Озон активно взаимодействует с насыщенными углеводородами с разрушением двойных углеродных связей.
Взаимодействие озона с органическими соединениями находит широкое применение в химической промышленности и в смежных отраслях. Реакции озона с ароматическими соединениями легли в основу технологий дезодорации различных сред, помещений и сточных вод.

Биологические свойства озона.
Несмотря на большое количество исследований механизм недостаточно раскрыт. Известно, что при высоких концентрациях озона наблюдаются поражения дыхательных путей, легких и слизистой оболочки. Длительное воздействие озона приводит к развитию хронических заболеваний легких и верхних дыхательных путей.
Воздействие малыми дозами озона оказывает профилактическое и терапевтическое воздействие и начинает активно использоваться в медицине - в первую очередь для дерматологии и косметологии.
Кроме большой способности уничтожения бактерий озон обладает высокой эффективностью в уничтожении спор, цист (плотные оболочки, образующиеся вокруг одноклеточных организмов, например, жгутиковых и корненожек, при их размножении, а также в неблагоприятных для них условиях) и многих других патогенных микробов.

Технологическое применение озона
В последние 20 лет области применения озона значительно расширились и во всем мире ведутся новые разработки. Столь бурному развитию технологий с использованием озона способствует его экологическая чистота. В отличие от других окислителей озон в процессе реакций разлагается на молекулярный и атомарный кислород и предельные оксиды. Все эти продукты, как правило, не загрязняют окружающую среду и не приводят к образованию канцерогенных веществ как, например, при окислении хлором или фтором.

Вода:
В 1857 г. с помощью созданной Вернером фон Сименсом "совершенной трубки магнитной индукции" удалось построить первую техническую озоновую установку. В 1901 г. фирмой "Сименс" построена первая гидростанция с озонаторной установкой в Висбанде.
Исторически применение озона началось с установок по подготовке питьевой воды, когда в 1898 году в городе Сан Мор (Франция) прошли испытания первой опытно-промышленной установки. Уже в 1907 году был построен первый завод по озонированию воды в городе Бон Вуаяж (Франция) для нужд города Ниццы. В 1911 году была пущена в эксплуатацию станция озонирования питьевой воды в Санкт-Петербурге.
В настоящее время 95% питьевой воды в Европе проходит озонную подготовку. В США идет процесс перевода с хлорирования на озонирование. В России действуют несколько крупных станций (в Москве, Нижнем Новгороде и других городах).

Воздух:
Применение озона в системах очистки воды доказано в высшей степени эффективным, однако до сих пор не создано таких же эффективных и доказано безопасных воздухоочистительных систем. Озонирование считается нехимическим способом очистки и поэтому популярно среди населения. Вместе с тем, хроническое воздействие микро-концентраций озона на организм человека достаточно не изучено.
При очень незначительной концентрации озона воздух в помещении чувствуется приятным и свежим, а неприятные запахи ощущаются гораздо слабее. В противоположность распространенному мнению о благоприятном воздействии этого газа, которое приписывают в некоторых проспектах богатому озоном лесному воздуху, в действительности озон даже при большом разбавлении представляет собой очень токсичный и опасный раздражающий газ. Даже малые концентрации озона могут оказывать раздражающее действие на слизистые оболочки и вызывать нарушения центральной нервной системы, что ведет к появлению бронхита и головных болей.

Медицинское применение озона
В 1873 г. Фоке наблюдал уничтожение микроорганизмов под воздействием озона и это уникальное свойство озона привлекло к себе внимание медиков.
История использования озона в медицинских целях берет свое начало в 1885 г., когда Чарли Кенворф впервые опубликовал свой доклад в Медицинской Ассоциации Флориды, США. Краткие сведения о применении озона в медицине обнаружены и до этой даты.
В 1911 г. М. Eberhart использовал озон при лечении туберкулеза, анемии, пневмонии, диабета и др. заболеваний. А. Вольф (1916) в период первой мировой войны применяет кислородно-озоновую смесь у раненых при сложных переломах, флегмонах, абсцессах, гнойных ранах. Н. Kleinmann (1921) применил озон для общего лечения “полостей тела”. В 30-х гг. 20 века Е.А. Фиш, зубной врач, начинает лечение озоном на практике.
В заявке на изобретение первого лабораторного прибора Фишем был предложен термин "CYTOZON", который и сегодня значится на генераторах озона, используемых в зубоврачебной практике. Йоахим Хэнзлер (1908-1981) создал первый медицинский генератор озона, который позволял точно дозировать озоно-кислородную смесь, и тем самым дал возможность широко применять озонотерапию.
Р. Auborg (1936) выявил эффект рубцевания язв толстой кишки под действием озона и обратил внимание на характер его общего воздействия на организм. Работы по изучению лечебного действия озона во время второй мировой войны активно продолжались в Германии, немцы успешно применяли озон для местного лечения ран и ожогов. Однако после войны практически на два десятилетия исследования были прерваны, что обусловлено появлением антибиотиков, отсутствием надежных, компактных генераторов озона и озоно-стойких материалов. Обширные и систематические исследования в области озонотерапии начались в середине 70-х гг., когда в повседневной медицинской практике появились стойкие к озону полимерные материалы и удобные для работы озонаторные установки.
Исследования in vitro , то есть в идеальных лабораторных условиях, показали что при взаимодействии с клетками организма озон окисляет жиры и образует пероксиды - вещества, губительные для всех известных вирусов, бактерий и грибков. По действию озон можно сравнить с антибиотиками, с той разницей, что он не “сажает” печень и почки, не имеет побочных явлений. Но, к сожалению, in vivo - в реальных условиях всё обстоит гораздо сложнее.
Озонотерапия одно время была весьма популярна - многие считали озон чуть ли панацеей от всех недугов. Но детальное изучение воздействия озона показало, что вместе с больными озон поражает и здоровые клетки кожи, легких. В результате в живых клетках начинаются непредвиденные и непрогнозируемые мутации. Озонотерапия так и не прижилась в Европе, а в США и Канаде официальное медицинское применение озона не легализовано, за исключением альтернативной медицины.
В России, к сожалению, официальная медицина так и не отказалась от столь опасного и недостаточно проверенного способа терапии. В настоящее время воздушные озонаторы и озонаторные установки получили широкое распространение. Малые генераторы озона используются в присутствии людей.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ.
Озон образуется из кислорода. Существует несколько способов получения озона, среди которых наиболее распространенными являются: электролитический, фотохимический и электросинтез в плазме газового разряда. Дабы избежать нежелательных окисей предпочтительнее получать озон из чистого медицинского кислорода используя электросинтез. Концентрацию получаемой озоно-кислородной смеси в таких аппаратах легко варьировать - либо задавая определенную мощность электрического разряда, либо регулируя поток входящего кислорода (чем быстрее кислород проходит через озонатор, тем меньше озона образуется).

Электролитический метод синтеза озона осуществляется в специальных электролитических ячейках. В качестве электролитов используются растворы различных кислот и их соли (H2SO4, HClO4, NaClO4, KClO4). Образование озона происходит за счет разложения воды и образования атомарного кислорода, который присоединяясь к молекуле кислорода образует озон и молекулу водорода. Этот метод позволяет получить концентрированный озон, однако он весьма энергоемкий, и поэтому он не нашел широкого распространения.
Фото-химический метод получения озона представляет из себя наиболее распространенный в природе способ. Образование озона происходит при диссоциации молекулы кислорода под действием коротковолнового УФ излучения. Этот метод не позволяет получать озон высокой концентрации. Приборы, основанные на этом методе, получили распространение для лабораторных целей, в медицине и пищевой промышленности.
Электросинтез озона получил наибольшее распространение. Этот метод сочетает в себе возможность получения озона высоких концентраций с большой производительностью и относительно невысокими энергозатратами.
В результате многочисленных исследований по использованию различных видов газового разряда для электросинтеза озона распространение получили аппараты использующие три формы разряда:

Барьерный разряд - получивший наибольшее распространение, представляет из себя большую совокупность импульсных микроразрядов в газовом промежутке длиной 1-3 мм между двумя электродами, разделенными одним или двумя диэлектрическими барьерами при питании электродов переменным высоким напряжением частотой от 50 Гц до нескольких килогерц. Производительность одной установки может составлять от граммов до 150 кг озона в час.
Поверхностный разряд - близкий по форме к барьерному разряду, получивший распространение в последнее десятилетие благодаря своей простоте и надежности. Так же представляет из себя совокупность микроразрядов, развивающихся вдоль поверхности твердого диэлектрика при питании электродов переменным напряжением частотой от 50 Гц до 15-40 кГц.
Импульсный разряд - как правило стримерный коронный разряд, возникающий в промежутке между двумя электродами при питании электродов импульсным напряжением длительностью от сотен наносекунд до единиц микросекунд.

Эффективны в очистке воздуха помещений.
Не производят вредных побочных продуктов.
Облегчают условия для аллергиков, астматиков и др.

В 1997 г. компании-производители озонаторов Living Air Corporation, Alpine Industries Inc.(ныне “Ecoguest”), Quantum Electronics Corp. и другие, нарушившие предписание ФТК США, решением судов были наказаны в административном порядке, включая запрет на дальнейшую деятельность некоторых из них на территории США. В тоже время частные предприниматели, продававшие генераторы озона c рекомендациями использовать их в помещениях с людьми, получили тюремные сроки заключения от 1 до 6 лет.
В настоящее время некоторые из этих западных компаний успешно развивают активную деятельность по реализации своей продукции в России.

Недостатки озонаторов:
Любая система стерилизации, использующая озон, требует тщательного контроля техники безопасности, тестирование константы концентрации озона газоанализаторами, а также аварийного управления чрезмерной концентрацией озона.
Озонатор не рассчитан для работы в:

среде, насыщенной электропроводящей пылью и водяными парами,
местах, содержащих активные газы и пары, разрушающие металл,
местах с относительной влажностью свыше 95 %,
во взрыво- и пожароопасных помещениях.

Применение озонаторов для стерилизации воздуха в помещениях:

удлиняет по времени процесс стерилизации,
увеличивает токсичность и окисление воздушной среды,
приводит к опасности взрыва,
возращение людей в продезинфицированное помещение возможно только после полного разложения озона.

РЕЗЮМЕ.
Озонирование высокоэффективно для стерилизации поверхностей и воздушной среды помещения, однако эффект очистки воздуха от механических примесей отсутствует. Невозможность использования метода в присутствии людей и необходимость проводить обеззараживание в герметичном помещении серьезно ограничивает сферу его профессионального применения.

Озон — это газ голубого цвета с характерным запахом, очень сильный окислитель. Молекулярная формула озона О 3 . Он тяжелее кислорода и нашего привычного воздуха.

Трудно найти человека, который не знал бы о существовании в стратосфере Земли озоновых дыр, лишающих нас защиты от избыточного ультрафиолета Солнца, губительного для всего живого. На фоне этой глобальной проблемы, казалось бы, совершенно невинно выглядит влияние на наше здоровье другого озона , находящегося в приземном воздухе, которым мы дышим. Люди обращают внимание на загрязнение атмосферы выбросами промышленных предприятий и выхлопами автомобилей, но мало кто знает, как опасен приземный озон для человеческого организма.

Приземный озон – это вторичный загрязнитель. Он не выбрасывается в атмосферный воздух из источников, а образуется в результате фотохимических реакций предшественников – летучих органических соединений, оксидов азота и оксида углерода, источником выбросов которых являются автотранспорт, котельные и промышленные предприятия. Озон — один из основных составных фотохимического смога, который вызывает глазные заболевания, головные боли, кашель, легочные заболевания и др. Наиболее подвержены негативному воздействию астматики и дети.

В высоких концентрациях озон- сильнейший яд, превосходящий по вредным свойствам цианиды! Высокая окисляющая способность озона и образование во многих реакциях с его участием свободных радикалов кислорода определяют его высочайшую токсичность. Воздействие озона на организм может приводить к преждевременной смерти. Именно поэтому озон в Российской Федерации отнесён к первому- “ЧРЕЗВЫЧАЙНО ОПАСНЫЕ ВЕЩЕСТВА”, самому высокому классу опасности вредных веществ!

В чем опасность и вред озона для человека?

Вследствие особой токсичности озона Всемирная организация здравохранения включила его в список пяти основных загрязняющих веществ, содержание которых необходимо контролировать при определении качества воздуха.

Озон отрицательно влияет на человека, оказывая раздражающее, канцерогенное, мутагенное, генотоксическое действие. Он может проникать в организм с дыханием. Высокие концентрации озона могут обусловить изменения в функции лёгких, вызывать воспалительные процессы в дыхательных путях и повышенную реактивность организма при использовании бронхосуживающих средств. Всемирная организация здравоохранения отнесла озон к веществам беспорогового действия, то есть любая концентрация в воздухе этого газа, сильнейшего канцерогена, опасна для человека. Озон влияет и на растительность, так как является очень фитотоксическим соединением, вызывающим повреждение листвы сельскохозяйственных и плодовых культур, хвойных и листопадных видов деревьев. Токсичность озона очень повышается при наличии в воздухе окислов азота: совместно они действуют в 20 раз сильнее, чем порознь.

Исследование влияния озона на человека в США и Европе

Чем выше концентрации озона в приземной атмосфере – тем сильнее люди испытывают его отрицательное влияние на своё здоровье. Чаще всего это происходит в летние месяцы и с увеличением концентрации озона в нижней атмосфере увеличивается количество госпитализированных людей с проблемами органов дыхания. В США учёные определили, что каждый третий американец более чувствителен к озону и у этой группы более высокий риск повредить своё здоровье из-за влияния озона. Люди из этой группы риска должны обращать особое внимание на информацию о содержании озона в атмосфере их мест проживания. Эту информацию предоставляет на местах EPA (агенство по защите окружающей среды) совместно с правительством США. На основе этой информации американцы должны принимать решения, связанные с риском для их здоровья. Учёные изучили эффекты воздействия озона на здоровье людей и к настоящему времени установили следующее:

озон вызывает раздражение органов дыхания, кашель, тяжесть в груди; эти эффекты могут длиться несколько часов и переходить в болезненную фазу;
озон уменьшает лёгочную функцию; если вы работаете на открытом воздухе, то заметите, как дыхание становится более частым и не глубоким; понижение функции лёгкого может стать профессиональной болезнью спортсменов, которые тренируются на открытом воздухе;
озон способствует развитию астмы и увеличивает количество приступов этого заболевания;
озон вызывает аллергию к наиболее распространённым веществам – пыли, тараканам, пыльце, домашним животным;
озон повреждает ткань лёгкого; если воздействие озона повторяется, то это приводит к изменениям в ткани лёгкого и может привести к длительным проблемам со здоровьем;
озон усугубляет бронхит и эмфизему лёгких;
озон значительно понижает иммунитет к инфекции;
особенно опасно воздействие озона на детей; их лёгкие могут сильно пострадать от воздействия озона и это отрицательно
скажется на их развитии;
учёные считают, что озон оказывает и другие вредные воздействия на здоровье человека.

Особенно чувствительны к озону 4 группы людей при их активном образе жизни на открытом воздухе:

ДЕТИ. Активные дети имеют очень высокий риск отрицательного влияния озона. При глубоком дыхании озон проникает в области лёгких, наиболее чувствительные к действию озона.

ВЗРОСЛЫЕ, ведущие активный образ жизни на открытом воздухе.

ЛЮДИ С БОЛЕЗНЯМИ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ могут пострадать от маленьких концентраций озона.

ЛЮДИ С НЕОБЫЧНОЙ ЧУВСТИТЕЛЬНОСТЬЮ К ОЗОНУ. Учёные не могут объяснить, почему некоторые здоровые люди более чувствительны к озону чем все другие. Они испытывают более сильное отрицательное воздействие озона на здоровье.

ПОЖИЛЫЕ ЛЮДИ И ЛЮДИ С СЕРДЕЧНЫМИ БОЛЕЗНЯМИ – подвергаются более высокому риску от воздействия озона чем другие.

Учёные считают, что озон отрицательно влияет на здоровье даже в том случае, если человек не чувствует никаких признаков его воздействия.

Воздействие озона концентрацией 3 мг/л убивает мелких животных за 5 минут. 50% белых мышей гибнет после 2 часов при концентрации озона в воздухе 0,046 мг/л, после 4 часов при 0,00053 – 0,001 мг/л.

После 18 час. вдыхания О3 при концентрации 0,0012 мг/л у крыс происходит отёк лёгких. Половина морских свинок погибла после 3-х часов вдыхания О3 концентрацией 0,01мг/л, кроликов 0,0074мг/л, кошек 0,007мг/л. Кроме отёка лёгких, у животных наблюдались воспаление печени и почек, уменьшение липоидов в коре надпочечников, мобилизация макрофагов.

В Европе также значительное внимание уделяется проблеме этого токсичного газа. Мониторинг приземного озона на территории стран Евросоюза осуществляется на сети станций контроля. В2002 г. их насчитывалось более 1700 штук. А в В Германии, например, самый посещаемый сайт в интернете это сайт, информирующий о содержании озона в приземной атмосфере и о способах защиты населения от его воздействия.

Озон в атмосфере

Десять процентов озона находится в нижних слоях атмосферы (тропосфере), между земной поверхностью и высотой от 10 до16 километров. Девяносто процентов озона находится в стратосфере, начиная с верхних слоев тропосферы и до высоты50 километров.

Стратосферный озон – то, что ученые называют озоновым слоем – имеет неодинаковую толщину над Землей. Озоновый слой над Антарктидой наиболее тонок из-за уникальных атмосферных условий, которые способствуют концентрации химических веществ, уничтожающих озон.

Атмосферный озон играет важную роль для всего живого на планете. Образуя озоновый слой в стратосфере он защищает растения и животных от жёсткого ультрафиолетового излучения. Поэтому проблема образования озоновых дыр имеет особое значение. Однако тропосферный озон является загрязнителем, который может угрожать здоровью людей и животных, а также повреждать растения.

В природе озон интенсивно образуется во время грозы. И это действительно так. Но существует и еще один крайне важный источник образования этого удивительного газа. Его порождает солнечный свет, который в стратосфере превращает кислород в озон. Благодаря непрерывному образованию стратосферного озона все живое на земле находится под постоянной защитой от пагубного действия жесткого ультрафиолетового излучения.

В зависимости от местонахождения в атмосфере озон может и помогать жизни на Земле, и наносить ей ущерб. В тропосфере озон выступает главным образом в качестве загрязнителя, входя в состав смога, который вредит дыхательной системе животных и замедляет рост растений. Количество естественно возникающего озона в тропосфере слишком невелико, чтобы угрожать здоровью человека или окружающей среде. Большая часть вредного озона, входящего в состав смога, образуется при воздействии солнечных лучей на углеводороды и окислы азота – побочные продукты работы автомобилей и электростанций на ископаемом топливе.

Озон в повседневной жизни

Применение озона обусловлено его свойствами сильного окисляющего агента:

Озон используется для стерилизации изделий медицинского назначения, при получении многих веществ в лабораторной и промышленной практике, для отбеливания бумаги, очистки масел.

Озон обладает и сильным дезинфицирующим эффектом. Поэтому его широко применяют для очистки воды и воздуха от микроорганизмов (озонирование), для дезинфекции помещений и одежды, для озонирования инфузионных растворов применяемых в медицине, как для внутривенного, так и для контактного применения.

Озонотерапия — польза или вред?

По заявлениям озонотерапевтов, здоровье человека значительно улучшается при лечении озоном (наружно, перорально, внутривенно и экстракорпорально), однако ни одно объективное клиническое исследование не подтвердило сколько-нибудь выраженный терапевтический эффект. Более того, при использовании озона в качестве лекарственного средства (особенно при непосредственном воздействии на кровь пациента) доказанный риск его мутагенного, канцерогенного и токсического воздействия перевешивает любые теоретически возможные положительные эффекты, поэтому практически во всех развитых странах озонотерапия не признается лекарственным методом, а ее применение в частных клиниках возможно исключительно с информированного согласия пациента.

Бытовые озонаторы — вред или польза?

Многие считают, что озон полезен для нашего окружения, и он избавит нас от вредоносных бактерий и очистит воздух в наших помещения. Но во всем хорошем надо искать золотую середину. Применять озонирование нужно с особой осторожностью. Озон оказывает пользу в определенных дозах, а вот излишнее применение озона может нанести вред для живых существ. Если озона в помещении столько, сколько положено нормами, то дыхание становится легче, легкие проходят очищение, а воздух становится свободным от вредоносных микробов и микроорганизмов. Но в случае превышения концентрации озона в воздухе, происходит затруднение дыхания, начинается кашель и головокружение.

Еще раз напомним: озон в Российской Федерации отнесён к первому, самому высокому классу опасности вредных веществ.

В высоких концентрациях озон обжигает слизистые оболочки, разрушительно действует на белковую структуру человеческого организма, на кровеносную и центральную нервную систему, вызывает головную боль и боли в груди, респираторные нарушения, а также может являться причиной обострения астмы и общего ослабления функции легких. Попадая в организм, он оказывает общетоксическое и канцерогенное действие на организм, вызывает общее недомогание с головной болью, тошнотой, раздражающим кашлем.

Нормативы по предельной концентрации озона:

максимальная разовая предельно допустимая концентрация (ПДК м.р.) в атмосферном воздухе населённых мест 0,16 мг/м³
среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК с.с.) в атмосферном воздухе населённых мест 0,03 мг/м³
предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны 0,1 мг/м³

Запах озона фиксируется человеком в концентрациях 0,01-0,02мг/м3, что в 5-10раз меньше ПДК, поэтому появление слабого запаха озона в помещении не является тревожным сигналом. Для обеспечения надежного контроля содержания озона в помещении необходимо пригласить специалистов, провести исследования воздуха и в случае превышения ПДК принять своевременные меры по ее снижению до безопасногоуровня.

КАТЕГОРИИ