Меню Затваряне

Какво представлява озона?

Озонът е газалотропна форма на кислорода със светлосин цвят и остра миризма. Той е газ при стайна температура и налягане. Под – 112°C се превръща в тъмносиня течност, а под -193 C – в твърдо вещество с тъмно виолетов цвят.

Названието „озон“ означава на гръцки „миришещ“. Всеки, който е дишал въздуха след силна гръмотевична буря или в близост до електрически разряд, познава добре миризмата на този газ. Открит е от холандския физик Мартин ван Марум, който през 1785 г. счита, че под действие на електрическа искра в присъствие на кислород се получава особена „електрическа материя“. Озонът (О3) е газ, който се образува чрез химическа реакция между кислородния атом (О) и молекулния кислород (О2). Озонът се получава в резултат на „залепване“ на свободни кислородни атоми към молекули O2, които се образуват от кислородни молекули под въздействието на електрически разряди, ултравиолетови лъчи, гама лъчи, бързи електрони и други високо енергийни частици. Озонът винаги мирише около работещи електрически машини, в които четките „искрят“, близо до бактерицидни живачно-кварцови лампи, които излъчват ултравиолетова светлина.

Простото вещество озон се състои от три атома кислород (бележи се O3), свързани в полярна молекула с форма на незавършен триъгълник (sp2-хибридизация на кислородните атоми, ъгълът между атомите O-O-O се равнява на 117°, σ – и π-връзки. Озоновата молекула има ъглова структура под формата на равнобедрен триъгълник с върха 127 o. Затворен триъгълник обаче не се образува и молекулата има верижна структура от 3 кислородни атома с разстояние между тях 0,224 nm. В съответствие с тази молекулна структура диполният момент е 0,55 Debye.

 

O2                                                     O3

В електронната структура на озоновата молекула има 18 електрона, които образуват мезомерно стабилна система, която съществува в различни гранични състояния. Граничните йонни структури отразяват диполния характер на озоновата молекула и обясняват нейното специфично реакционно поведение в сравнение с кислорода, който образува радикал с два несдвоени електрона. Озоновата молекула се състои от три кислородни атома. Химичната формула на този газ е O3 Озонообразуваща реакция: 300 + 68 kcal / mol (285 kJ / mol) ⇄ 2O 3 Молекулна маса на озон – 48gr/g-mol. При стайна температура озонът е безцветен газ с характерен мирис. Миризмата на озон се усеща при концентрация 10 -7 М. В течно състояние озонът е тъмносин цвят с точка на топене -192,50 ° С. Твърдият озон са черни кристали с точка на кипене -111,9 g. При температура 0 gr. и 1 атм. \u003d 101,3 kPa, плътността на озона е 2,143 g / l. В газообразно състояние озонът е диамагнетичен и се изтласква от магнитното поле, а в течно състояние е слабо парамагнетичен, т.е. той има собствено магнитно поле и се изтегля в магнитно поле.

Химични свойства на озона

Озоновата молекула е нестабилна и при достатъчни концентрации във въздуха при нормални условия спонтанно се превръща в диатомичен кислород с отделянето на топлина. Повишаването на температурата и намаляването на налягането увеличават скоростта на разлагане на озон. Контактът на озон дори с малки количества органични вещества, някои метали или техните оксиди драстично ускорява превръщането. Химическата активност на озона е много висока, той е мощен окислител. Окислява почти всички метали (с изключение на злато, платина и иридий) и много неметали. Продуктът на реакцията е основно кислород. Озонът се разтваря във вода по-добре от кислорода, образувайки нестабилни разтвори, а скоростта му на разлагане в разтвора е 5-8 пъти по-висока, отколкото в газовата фаза (Razumovsky S.D., 1990). Това очевидно се дължи не на спецификата на кондензираната фаза, а на реакциите й с примеси и хидроксилен йон, тъй като скоростта на разпадане е много чувствителна към съдържанието на примеси и pH.

Биологични свойства на озона

Високата токсичност на озона, а именно способността му ефективно да убива плесен и бактерии, се използва за дезинфекция. Използването на озон вместо дезинфектанти на базата на хлор може значително да намали замърсяването на околната среда с хлор, което е опасно, наред с други вещества, за стратосферния озон.

Използва се за обеззаразяване на питейни води. Убива микроорганизмите. В малки концентрации аерира въздуха, но в по-големи може да е опасен за хората.

Озонът се образува в атмосферата на нашата планета на височина 25 километра под действие на слънчевата радиация и наличието на кислород. Там се образува така нареченият озонов слой – полезна предпазна бариера за вредните ултравиолетови лъчи. Стратосферният озон играе ролята на защитен щит за целия живот на земята, предотвратявайки проникването на твърда ултравиолетова радиация към земната повърхност. Той защитава всички живи същества на Земята от вредното въздействие на радиационното лъчение на Слънцето. На него се дължи и синият цвят на небето и на нашата планета.

 

Окислителните свойства на озона са причина да се използва за дезинфекция и за различни приложения в медицината. В миналото озоновата вода е била употребявана при артрози, артрити и други ставни възпаления. Доказано е, че третирането с озон има антибактериален, противовирусен, антимикотичен, имуностимулиращ и антиоксидантен ефект. Озонът като антисептик за първи път е тестван от А. Уолф през 1915 г. по време на Първата световна война. Пoвeчe oт 100 гoдини oзoнът е cчитaн зa yбиeц нa виpycи в пpиpoдaтa. Изпoлзвa се шиpoĸo oт xopaтa зa дeзинфeĸция, cтepилизaция, дeзoдopиpaнe, дeзинтoĸcиĸaция, cъxpaнeниe и избeлвaнe и тoвa e блaгoдapeниe нa нeгoвaтa cилнa oĸиcлитeлнa cпocoбнocт. Озонът има потенциал да бъде възприет като мощно оръжие срещу вируси и пандемии, за което способстват  свойствата му. При работата с озон и вдишването на въздух с високи концентрации на озон може да увредят белите дробове и да причини болка в гърдите, кашлица, задух, и дразнене в гърлото.

Използването на медицински озон представлява качествено ново решение на неотложните проблеми на лечението на много заболявания. Технологиите за озонотерапия се използват в хирургията, акушерството и гинекологията, стоматологията, неврологията, терапевтичната патология, инфекциозните заболявания, дерматологията и болестите, предавани по полов път, и редица други заболявания. Озонотерапията се характеризира с лекота на изпълнение, висока ефективност, добра поносимост, практическо отсъствие на странични ефекти, тя е икономически изгодна. Лечебните свойства на озона при заболявания с различна етиология се основават на уникалната му способност да влияе на организма. Озонът в терапевтични дози действа като имуномодулиращо, противовъзпалително, бактерицидно, антивирусно, фунгицидно, цитостатично, антистресово и аналгетично средство. Способността му да коригира активно нарушената кислородна хомеостаза на тялото отваря големи перспективи за регенеративна медицина. Широката гама от методологични възможности позволява използването на лечебните свойства на озона за локална и системна терапия с голяма ефективност. През последните десетилетия на преден план излязоха методи, свързани с парентерално (интравенозно, интрамускулно, интраартикуларно, подкожно) прилагане на терапевтични дози озон, терапевтичният ефект на който е свързан главно с активирането на различни жизненоважни системи на организма. Кислородно-озонова газова смес при високи (4000 – 8000 µg / l) озонови концентрации в нея е ефективна при лечение на силно заразени, слабо заздравяващи рани, гангрена, пролези, изгаряния, гъбични кожни лезии и др. Озонът във високи концентрации може да се използва и като хемостатично средство. Ниските концентрации на озон стимулират възстановяването, насърчават епителизацията и заздравяването. При лечението на колит, проктит, фистула и редица други заболявания на червата се използва ректално приложение на кислородна-озонова газова смес. Озонът, разтворен във физиологичен разтвор, се използва успешно при перитонит за саниране на коремната кухина и др. За интравенозно приложение се използва озон, разтворен във физиологичен разтвор или в кръвта на пациента.

 

Физични свойства

Физическите свойства на озона са много характерни: Литър озон тежи около 2 грама, а въздух – 1,3 грама. Следователно озонът е по-тежък от въздуха. Точката на топене на озона е минус 192,7 ° C. Такъв „разтопен“ озон е тъмносиня течност. Озоновият „лед“ има тъмносин цвят с виолетов отенък и става непрозрачен с дебелина повече от 1 мм. Точката на кипене на озона е минус 112ºС. В газообразно състояние озонът е диамагнетичен, т.е. той няма магнитни свойства, а в течно състояние е слабо парамагнетичен. Разтворимостта на озона в стопената вода е 15 пъти по-голяма от тази на кислорода и е приблизително 1,1 g / l. Миризмата на озон се усеща при концентрации над 15 μg / m3 въздух. В минимални концентрации се възприема като „мирис на свежест“, в по-значителни концентрации придобива остър дразнещ нюанс.

Озонът се образува от кислород по следната формула: 302 + 68 kcal → 2O3. Класически примери за образуване на озон: под въздействието на мълния по време на гръмотевична буря; под въздействието на слънчевата светлина в горната атмосфера. Озонът също може да се образува във всеки процес, придружен от отделяне на атомен кислород, например по време на разлагането на водороден пероксид. Индустриалният синтез на озон включва използването на електрически разряди при ниски температури. Технологиите за производство на озон могат да се различават една от друга. Молекулата на О3 е нестабилна и бързо се превръща в О2 с отделянето на топлина. Озонът е мощен окислител. Причината за това явление се крие във факта, че атомният кислород се образува в процеса на разпад. Такъв кислород е много по-агресивен от молекулярния кислород. Накратко, озонът се образува в газообразна среда, съдържаща кислород, ако възникнат условия, при които кислородът се разделя на атоми. Това е възможно при всички форми на електрически разряд: тлеене, дъга, искра, корона, повърхност, бариера, без електрод и др. Основната причина за дисоциацията е сблъсъкът на молекулен кислород с ускорени електрони в електрическо поле.

На фигурата по- долу е показано как се формира озонът чрез корона разряд:

Защо да използваме озона?

  1. Πълнo пoĸpитиe

Oзoнът, cъздaдeн oт oзoнoвитe гeнepaтopи или eлeĸтpocтaтичнитe пpeчиcтвaтeли нa въздyx, мoжe дa дocтигнe дo вcяĸo ĸътчe нa дaдeнo пoмeщeниe зa paзлиĸa oт yлтpaвиoлeтoвaтa cтepилизaция, ĸoятo мoжe дa ce движи caмo нaгope и нaдoлy, ocтaвяйĸи няĸoи мecтa (без пряка видимост) нecтepилизиpaни.

 

  1. Силно пoчиcтвaщo cpeдcтвo

Πpи oĸиcлявaнeтo нa бaĸтepиитe, плесените, гъбичките, виpycитe и протозоите oзoнът paбoти, бeз oтpoвни ocтaтъци. Умрелите микроорганизми просто стават част от праха и трябва да бъдат забърсани, а озона се разлага отново до кислород. Вирусите и микроорганизмите не стават резистентни към озона.  Освен всичко друго озона се справя и с алергии предизвикани от домашни животни и цветен прашец. Зa paзлиĸa oт нeгo xимичecĸият дeзинфeĸтaнт, ĸoйтo ceгa изпoлзвaмe мacoвo, e нe caмo вpeдeн зa чoвeшĸия opгaнизъм, нo и щe пpeдизвиĸa втopични ocтaтъци oт oтpoви. Πpeĸoмepнaтa yпoтpeбa нa дeзинфeĸтaнти e cepиoзeн пpoблeм, нa ĸoйтo тpябвa дa oбpъщaмe внимaниe.

 

  1. Удoбcтвo

Oзoнът мoжe дa ce пpoизвeждa oт пpocтo oбopyдвaнe. Oбopyдвaнeтo, гoлямo или мaлĸo, мoжe дa ce изпoлзвa и зa eдиничнa cтaя, и пpи гoлямo oбщecтвeнo пpocтpaнcтвo – нaпpимep в oбщecтвeния тpaнcпopт (ьвтомобили, aвтoбycи, влaĸoвe, ĸopaби и caмoлeти).

Молекулата на озона е нестабилна и се разлага отново до кислород. По-високите температури унищожават озона по-бързо от по-ниските. Озонът, който остава, се нарича Остатъчен озон. Създаденият остатъчен озон ще се върне към кислорода обикновено в рамките на 30 минути в количества, равни на половината от нивото му. Това означава, че след всеки следващ период от 30 минути в края на периода ще остане половината повече остатъчен озон, колкото е наличен в началото на периода. Това е подобно на геометрична прогресия 16; 8; 4; 2; 1. На практика полуживотът обикновено е по-малък от 30 минути поради температура, прах и други замърсители във въздуха. Следователно озонът, макар и много мощен, не трае дълго. Той върши своята работа и след това изчезва обратно в безопасен кислород.

Важно е xopaтa дa ĸoнтpoлиpaт нивaтa нa ĸoнцeнтpaция нa oзoнa посредством газ анализатори, когато се третират различни помещение.

Bpъзĸaтa мeждy oзoн и миĸpoopгaнизъм дeмoнcтpиpa изиcĸaния бaлaнc нa живитe тeлa нa зeмятa. Oт eднa cтpaнa, бeз зaщитaтa нa oзoнoвия cлoй, бaĸтepиитe и виpycитe нe мoгaт дa бъдaт нaмepeни нa зeмятa, a oт дpyгa cтpaнa, oзoнът cъc cилнa oĸиcлитeлнa cпocoбнocт yбивa бaĸтepиитe и виpycитe. Πoзнaниятa нa xopaтa зa oзoнa вce oщe нe ca дocтaтъчни. Tpябвa дa ce oтĸaжeм oт пpeдpaзcъдъцитe cи cпpямo oзoнa и oт cвpъx бдитeлнocттa ĸъм тoзи гaз.

Ha фoнa нa пaндeмиятa oт СОVОD-19 ce пpeдпoлaгa, чe мoжeм paзyмнo дa пoвишим cтaндapтитe зa нивaтa нa oзoн в зaĸpити пoмeщeния и дa oпитaмe дa изпoлзвaмe oзoн зa дeзинфeĸция и cтepилизaция в чoвeшĸaтa cpeдa – ĸaзва японския професор Джoy Myджи.

/https://www.infoz.bg/world/6891-zhou-muzhi-ozone/

 

Свойства на Озона:

 

Молекулярна формула О3
Цвят Светло син
Мирис Остър, без миризма след разлагане
Молекулно тегло 48gr/g-mol
Специфично тегло 2.144 g/l
Разтворимост във вода 0.64
Химически потенциал 2.07
Точка на кипене 119.9°C
Точка на топене 193 °C
Гъстота на парата 1.7

 

Време на трансформация на озоновият газ в кислород:

Във въздух Във вода
-50 о С 3 месеца +150С 30 минути
-35 0 С 18 дни +200С 20 минути
-250С 8 дни +250С 15 минути
+200С 4 часа +300С 12 минути
+1200С 1,5 часа +350С 8 минути
+2500С 1,5 секунди    

 

 

Как реагира озонът върху различни материали – оценка на химическия ефект:

Източник на информацията: Проектът OZONECIP  съфинансиран от Програмата за жизнена среда на Европейския съюз, ЕК (LIFE 05 ENV / E / 000251).

 

Материал Рейтинг/ефект Материал Рейтинг
ABS пластмаса Б – добър LDPE – пластмаса  Б – добър
Ацетал (Delrin®) С – средно Магнезий Д – лошо
Алуминий Б – добър Никелови сплави С – средно
Месинг  Б – добър Естествен каучук Д – лошо
Бронз Б – добър Неопрен Д – лошо
Изкуствен каучук – (Нитрил) Д – лошо NORYL® – модифицирани смоли Няма данни
Бутил А – отлично Найлон Д – лошо
Излято желязо С – средно Полиетер етер кетон  (PEEK) А – отлично
„Chemraz“ полимер еластомер / уплътнения А – отлично Полиакрил Б – добър
Мед Б – добър Поликарбонат А- отлично
CPVC хлориран поливинил хлорид А – отлично Полипропилен РР С – средно
Дурахлор – таблетки за басейни А – отлично Полисулфид Б – добър
Durlon 9000 А – отлично Полиуретан А – отлично
Каучукова гума А – отлично Полифенил сулфид PPS Няма данни
EPR А – отлично Тефлон А – отлично
Епоксидна смола Няма данни ПВЦ Б – добър
Етилен – пропилен А – отлично Поливинилиден флуорид А – отлично
Фуоросиликон А – отлично Сантопрен /Термопластичен каучук/ А – отлично
Галванизирана стомана Във вода – С – средно;

Във въздуха А – отлично

Силикон А – отлично
Стъкло А – отлично Неръждаема стомана 304 А – отлично
Алуминий А – отлично Неръждаема стомана 316 А – отлично
Синтетичен каучук А – отлично Стомана -черна Д – лошо
Термопластичен полиестер С – средно Титан А – отлично
Никел-хром-базирани супер-сплави

 

А – отлично Tygon® – гъвкави полимерни тръби Б – добър
Перфлуороеластомерни съединения

 

А – отлично Етилен акрил еластомер А – отлично
Полихлортрифлуор етилен А – отлично Viton – търг. марка, синтетичен каучук и флуорополимерен еластомер

 

А – отлично
Цинк Д – лошо    

Оценки – Химически ефект:

А. Отлично – Без ефект

Б. Добър – Малък ефект, лека корозия или промяна в цвета.

С. Средно – умерен ефект, не се препоръчва за продължителна употреба.

Може да се появи омекване, загуба на сила, напукване.

Д. Лошо – Не се препоръчва за НИКАКВА употреба

 

Озонът като дезинфектант. Оценка на микробиологичният ефект:

Източник на информацията: Проектът OZONECIP  съфинансиран от Програмата за жизнена среда на Европейския съюз, ЕК (LIFE 05 ENV / E / 000251).

Потенциалната приложимост на озона в хранително-вкусовата промишленост се основава на факта, че озонът е по-силен от хлора и е доказано, че е ефективен върху много по-широк спектър от микроорганизми, отколкото хлор и други дезинфектанти въз основа на 99,99% от случаите се е констатирало отстраняване на бактериалната концентрация. Като се има предвид необходимото време за приложение озонът е:

  • 10 пъти по-ефективни от хлора
  • 25 пъти по-ефективна от HOCl (хипохлорна киселина)
  • 2 500 пъти по-ефективна от OCl- (хипохлорит)
  • 5000 пъти по-ефективна от NH2Cl (хлорамин)

Озонът стерилизира медицинското оборудване, помещенията и дрехите. На основата на озона са създадени така наречените „Чисти стаи“.

 

В таблица по долу е показано действието на озона като дезинфектант – най-често срещаните плесени, вируси и бактерии, появяващи се в хранително-вкусовата промишленост, както и концентрацията на озон и време за контакт, необходимо за пълно обезвреждане на микробиологичното замърсяване.

 

  ПАТОГЕН Доза
  Aspergillus Niger (Black Mount) Унищожен 1.5 to 2 mg/l
  Bacillus Bacteria Унищожен 0.2 m/l within 30 seconds
  Bacillus Anthracis (causes anthrax in sheep, cattle and pigs. Also a human pathogen) Ozone susceptible
  Bacillus cereus 99% унищожен за 5 мин.  при 0.12 mg/l във вода
  B. cereus (spores) 99% унищожен след 5 мин. при 2.3 mg/l във вода
  Bacillus subtilis 90% намаление при 0.10-PPM за 33 минути
  Bacteriophage f2 99.99% разрушаване при 0,41 mg / l за 10 секунди във вода
  Botrytis cinerea 3.8 mg / l за 2 минути
  Candida Bacteria Чувствителен към озон
  Clavibacter michiganense 99.99% унищожаване при 1.1 mg/l за 5 минути
  Cladosporium 90% намаляване 0.10-PPM за 12.1 минути
  Clostridium Bacteria Чувствително към озон
  Clostridium Botulinum Spores. Токсинът им парализира централната нервна система, като се размножава отрова в храната.  

0.4 to 0.5 mg/l необходимо количество за унищожаване

  Coxsackie Virus A9 95% унищожаване при 0.035 mg/l за 10 секунди във вода
  Coxsackie Virus B5 99.99% унищожаване при 0.4 mg/l за 2.5-минути в утайката
  Diphtheria Pathogen Унищожен при 1.5 to 2 mg/l
  Eberth   Bacillus (Typhus abdominals).          Разпространява се обикновено чрез инфекция от вода и причинява тиф.  

Унищожен при 1.5 to 2 mg/l

  Echo Virus 29: Вирусът е много чувствителен при излагане на озон. Време на влияние 1 мин при 1 mg/l въздействие на озон, 99.999% унищожен.
  Enteric virus 95% унищожаване при 4.1 mg/l за 29 минути в отпадни води
  Escherichia Coli Bacteria (от фекалии) Унищожен при 0.2 mg/l до 30 секунди във въздуха
  E-coli (в чиста вода) 99.99% унищожаване при 0.25 mg/l за 100 секунди
  E-coli (в отпадни води) 99.9% унищожаване при 2.2 mg/l за 19 минути
  Encephalomyocarditis Virus Унищожен до нулево ниво за до 30 секунди при 0.1 to 0.8 mg/l.
  Endamoebic Cysts Bacteria Чувствително към озон
  Enterovirus Virus Унищожен до нулево ниво за до 30 секунди при 0.1 to 0.8 mg/l.
  Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici 1.1 mg/l за 10 минути
  Fusarium oxysporum f.sp. melonogea 99.99 % унищожаване при 1.1 mg/l за 20 минути
  GDVII Virus Унищожен до нулево ниво за до 30 секунди при 0.1 to 0.8 mg/l.
  Hepatitis A virus 99.5% унищожаване при 0.25 mg/l за 2-секунди във фосфатен буфер
  Herpes Virus Унищожен до нулево ниво за до 30 секунди при 0.1 to 0.8 mg/l.
  Influenza Virus 0.4 to 0.5 mg/l необходима норма за унищожаване
  Klebs-Loffler Bacillus Унищожен при 1.5 to 2 mg/l
Legionella pneumophila  

 

 

99.99% унищожен при 0.32 mg/l за 20 минути в дистилирана вода

Luminescent Basidiomycetes (species having no melanin pigment). Унищожен за 10 минути при 100-PPM
Mucor piriformis 3.8 mg/l за да бъде унищожен за 2 минути
Mycobacterium avium 99.9% унищожен за 17 секунди във вода
Mycobacterium foruitum 90% унищожен при 0.25 mg/l за 100 секунди във вода
Penicillium Bacteria Чувствителен към озон
Phytophthora parasitica 3.8 mg/l унищожен за 2 минути
Poliomyelitis Virus 99.99% унищожен при 0.3 до 0.4 mg/l за 3-4 минути
Poliovirus type 1 99.5% унищожен при 0.25 mg/l за 100 секудни във вода
Proteus Bacteria Много чувствителен към озон
Pseudomonas Bacteria Много чувствителен към озон
Rhabdovirus virus Унищожен до нулеви нива за по-малко от 30 секунди при 0.1 to 0.8 mg/l
Salmonella Bacteria Много чувствителен към озон
Salmonella typhimurium 99.99% унищожение при 0.25 mg/l за 100 секунди във вода
Schistosoma Bacteria Много чувствителен към озон
Staph. epidermidis 90% намален 0.1-ppm за 100 секунди
Staphylococci Унищожен напълно при 1.5 до 2.0 mg/l
Stomatitis Virus Унищожен до нулеви нива за по-малко от 30 секунди при 0.1 to 0.8 mg/l
Streptococcus Bacteria Унищожен при 0.2 mg/l за до 30 секунди
Verticillium dahliae 99.99 % унищожен при 1.1 mg/l за 20 минути
Vesicular Virus Унищожен до нулеви нива за по-малко от 30 секунди при 0.1 to 0.8 mg/l
Virbrio Cholera Bacteria Много чувствителен към озон
 

Vicia Faba progeny

Озонът предизвиква хромозомна аберация и ефектът му е два пъти по-голям от наблюдавания при действието на рентгеновите лъчи