Η φράση «στρώμα του όζοντος», που έγινε διάσημη τη δεκαετία του '70. τον περασμένο αιώνα, έχει από καιρό τεθεί σε ακμή. Ταυτόχρονα, λίγοι άνθρωποι καταλαβαίνουν πραγματικά τι σημαίνει αυτή η έννοια και γιατί η καταστροφή του στρώματος του όζοντος είναι επικίνδυνη. Ένα ακόμη μεγαλύτερο μυστήριο για πολλούς είναι η δομή του μορίου του όζοντος και όμως σχετίζεται άμεσα με τα προβλήματα της στιβάδας του όζοντος. Ας μάθουμε περισσότερα για το όζον, τη δομή και τις βιομηχανικές του εφαρμογές.

Τι είναι το όζον

Το όζον ή, όπως αποκαλείται επίσης, ενεργό οξυγόνο, είναι ένα γαλάζιο αέριο με έντονη μεταλλική οσμή.

Αυτή η ουσία μπορεί να υπάρχει και στις τρεις καταστάσεις συσσωμάτωσης: αέρια, στερεά και υγρή.

Ταυτόχρονα, το όζον εμφανίζεται στη φύση μόνο με τη μορφή αερίου, σχηματίζοντας το λεγόμενο στρώμα του όζοντος. Λόγω του γαλάζιου χρώματος του ο ουρανός φαίνεται μπλε.

Πώς μοιάζει ένα μόριο όζοντος;

Το όζον πήρε το παρατσούκλι του «ενεργό οξυγόνο» λόγω της ομοιότητάς του με το οξυγόνο. Η κύρια υποκριτική λοιπόν χημικό στοιχείοσε αυτές τις ουσίες βρίσκεται το οξυγόνο (Ο). Ωστόσο, εάν ένα μόριο οξυγόνου περιέχει 2 από τα άτομα του, τότε το μόριο - O 3) αποτελείται από 3 άτομα αυτού του στοιχείου.

Λόγω αυτής της δομής, οι ιδιότητες του όζοντος είναι παρόμοιες με αυτές του οξυγόνου, αλλά πιο έντονες. Συγκεκριμένα, όπως το O 2 , το O 3 είναι ο ισχυρότερος οξειδωτικός παράγοντας.

Η πιο σημαντική διαφορά μεταξύ αυτών των «σχετικών» ουσιών, που είναι ζωτικής σημασίας να θυμούνται όλοι, είναι η ακόλουθη: το όζον δεν αναπνέεται, είναι τοξικό και, εάν εισπνευστεί, μπορεί να βλάψει τους πνεύμονες ή ακόμη και να σκοτώσει έναν άνθρωπο. Ταυτόχρονα, το O 3 είναι τέλειο για τον καθαρισμό του αέρα από τοξικές ακαθαρσίες. Παρεμπιπτόντως, εξαιτίας αυτού, μετά τη βροχή είναι τόσο εύκολο να αναπνεύσετε: το όζον οξειδώνει τις επιβλαβείς ουσίες που περιέχονται στον αέρα και καθαρίζεται.

Το μοντέλο του μορίου του όζοντος (που αποτελείται από 3 άτομα οξυγόνου) μοιάζει λίγο με εικόνα γωνίας και το μέγεθός του είναι 117°. Αυτό το μόριο δεν έχει ασύζευκτα ηλεκτρόνια και επομένως είναι διαμαγνητικό. Επιπλέον, έχει πολικότητα, αν και αποτελείται από άτομα ενός στοιχείου.

Δύο άτομα ενός δεδομένου μορίου είναι σταθερά συνδεδεμένα μεταξύ τους. Αλλά η σύνδεση με το τρίτο είναι λιγότερο αξιόπιστη. Για το λόγο αυτό, το μόριο του όζοντος (η φωτογραφία του μοντέλου φαίνεται παρακάτω) είναι πολύ εύθραυστο και αμέσως μετά το σχηματισμό του διασπάται. Κατά κανόνα, σε οποιαδήποτε αντίδραση της αποσύνθεσης του O 3, απελευθερώνεται οξυγόνο.

Λόγω της αστάθειας του όζοντος, δεν μπορεί να συλλεχθεί, να αποθηκευτεί ή να μεταφερθεί όπως άλλες ουσίες. Για το λόγο αυτό, η παραγωγή του είναι πιο ακριβή από άλλες ουσίες.

Ταυτόχρονα, η υψηλή δραστηριότητα των μορίων O 3 επιτρέπει σε αυτή την ουσία να είναι ο ισχυρότερος οξειδωτικός παράγοντας, πιο ισχυρός από το οξυγόνο και πιο ασφαλής από το χλώριο.

Εάν το μόριο του όζοντος καταστραφεί και απελευθερωθεί O 2, αυτή η αντίδραση συνοδεύεται πάντα από την απελευθέρωση ενέργειας. Ταυτόχρονα, για να συμβεί η αντίστροφη διαδικασία (ο σχηματισμός του O 3 από το O 2), είναι απαραίτητο να το ξοδέψετε όχι λιγότερο.

Στην αέρια κατάσταση, το μόριο του όζοντος αποσυντίθεται σε θερμοκρασία 70 ° C. Εάν αυξηθεί στους 100 βαθμούς ή περισσότερο, η αντίδραση θα επιταχυνθεί σημαντικά. Η παρουσία ακαθαρσιών επιταχύνει επίσης την περίοδο αποσύνθεσης των μορίων του όζοντος.

Ιδιότητες O3

Σε όποια από τις τρεις καταστάσεις βρίσκεται το όζον, διατηρεί το μπλε του χρώμα. Όσο πιο σκληρή είναι η ουσία, τόσο πιο πλούσια και πιο σκούρα αυτή η απόχρωση.

Κάθε μόριο όζοντος ζυγίζει 48 g/mol. Είναι βαρύτερο από τον αέρα, γεγονός που βοηθά στο διαχωρισμό αυτών των ουσιών μεταξύ τους.

Το O 3 είναι ικανό να οξειδώνει σχεδόν όλα τα μέταλλα και τα αμέταλλα (εκτός από χρυσό, ιρίδιο και πλατίνα).

Επίσης, αυτή η ουσία μπορεί να συμμετέχει στην αντίδραση καύσης, αλλά αυτό απαιτεί περισσότερα θερμότηταπαρά για το O 2 .

Το όζον είναι ικανό να διαλύεται σε Η2Ο και φρέον. Στην υγρή του κατάσταση, μπορεί να αναμιχθεί με υγρό οξυγόνο, άζωτο, μεθάνιο, αργό, τετραχλωράνθρακα και διοξείδιο του άνθρακα.

Πώς σχηματίζεται το μόριο του όζοντος;

Τα μόρια O 3 σχηματίζονται με τη σύνδεση ελεύθερων ατόμων οξυγόνου σε μόρια οξυγόνου. Αυτά, με τη σειρά τους, εμφανίζονται λόγω της διάσπασης άλλων μορίων O 2 λόγω της επίδρασης πάνω τους από ηλεκτρικές εκκενώσεις, υπεριώδεις ακτίνες, γρήγορα ηλεκτρόνια και άλλα σωματίδια υψηλής ενέργειας. Για το λόγο αυτό, η συγκεκριμένη μυρωδιά του όζοντος μπορεί να γίνει αισθητή κοντά σε ηλεκτρικές συσκευές που σπινθήρες ή λαμπτήρες που εκπέμπουν υπεριώδες φως.

Σε βιομηχανική κλίμακα, το O 3 απομονώνεται χρησιμοποιώντας ηλεκτρικούς ή οζονιστές. Σε αυτές τις συσκευές, ένα ηλεκτρικό ρεύμα υψηλής τάσης διέρχεται από ένα ρεύμα αερίου στο οποίο βρίσκεται το O 2, του οποίου τα άτομα χρησιμεύουν ως « οικοδομικά υλικά» για το όζον.

Μερικές φορές καθαρό οξυγόνο ή συνηθισμένος αέρας διοχετεύεται σε αυτές τις συσκευές. Η ποιότητα του όζοντος που προκύπτει εξαρτάται από την καθαρότητα του αρχικού προϊόντος. Έτσι, το ιατρικό O 3, που προορίζεται για τη θεραπεία τραυμάτων, εξάγεται μόνο από χημικά καθαρό O 2.

Ιστορία της ανακάλυψης του όζοντος

Έχοντας καταλάβει πώς μοιάζει το μόριο του όζοντος και πώς σχηματίζεται, αξίζει να εξοικειωθείτε με την ιστορία αυτής της ουσίας.

Συντέθηκε για πρώτη φορά από τον Ολλανδό ερευνητή Martin van Marum στο δεύτερο μισό του 18ου αιώνα. Ο επιστήμονας παρατήρησε ότι αφού πέρασε ηλεκτρικούς σπινθήρες μέσα από ένα δοχείο με αέρα, το αέριο σε αυτό άλλαξε τις ιδιότητές του. Την ίδια στιγμή, ο Van Marum δεν κατάλαβε ότι είχε απομονώσει τα μόρια μιας νέας ουσίας.

Αλλά ο Γερμανός συνάδελφός του ονόματι Sheinbein, προσπαθώντας να αποσυνθέσει το H 2 O σε H και O 2 με τη βοήθεια ηλεκτρισμού, επέστησε την προσοχή στην απελευθέρωση ενός νέου αερίου με μια έντονη οσμή. Μετά από πολλή έρευνα, ο επιστήμονας περιέγραψε την ουσία που ανακάλυψε και της έδωσε το όνομα «όζον» προς τιμήν του Ελληνική λέξη"μυρωδιά".

Η ικανότητα να σκοτώνει μύκητες και βακτήρια, καθώς και να μειώνει την τοξικότητα των επιβλαβών ενώσεων, που διέθετε η ανοιχτή ουσία, ενδιέφερε πολλούς επιστήμονες. 17 χρόνια μετά την επίσημη ανακάλυψη του O 3, ο Werner von Siemens σχεδίασε την πρώτη συσκευή που κατέστησε δυνατή τη σύνθεση του όζοντος σε οποιαδήποτε ποσότητα. Και 39 χρόνια αργότερα, ο λαμπρός Νίκολα Τέσλα εφηύρε και κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας την πρώτη γεννήτρια όζοντος στον κόσμο.

Ήταν αυτή η συσκευή που χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά στη Γαλλία μετά από 2 χρόνια σε εγκαταστάσεις θεραπείας για πόσιμο νερό. Από τις αρχές του ΧΧ αιώνα. Η Ευρώπη αρχίζει να στρέφεται στον οζονισμό του πόσιμου νερού για τον καθαρισμό του.

Η Ρωσική Αυτοκρατορία χρησιμοποίησε για πρώτη φορά αυτή την τεχνική το 1911 και μετά από 5 χρόνια, σχεδόν 4 δωδεκάδες εγκαταστάσεις για τον καθαρισμό του πόσιμου νερού με χρήση όζοντος εξοπλίστηκαν στη χώρα.

Σήμερα, ο οζονισμός του νερού αντικαθιστά σταδιακά τη χλωρίωση. Έτσι, το 95% του συνόλου του πόσιμου νερού στην Ευρώπη επεξεργάζεται με Ο 3 . Αυτή η τεχνική είναι επίσης πολύ δημοφιλής στις ΗΠΑ. Στην ΚΑΚ, είναι ακόμη υπό μελέτη γιατί, αν και η διαδικασία είναι ασφαλέστερη και πιο βολική, είναι πιο ακριβή από τη χλωρίωση.

Εφαρμογές του όζοντος

Εκτός από τον καθαρισμό του νερού, το O 3 έχει μια σειρά από άλλες εφαρμογές.

• Το όζον χρησιμοποιείται ως λευκαντικό στην κατασκευή χαρτιού και υφασμάτων.
• Το ενεργό οξυγόνο χρησιμοποιείται για την απολύμανση των κρασιών, καθώς και για την επιτάχυνση της διαδικασίας παλαίωσης των κονιάκ.
• Με τη βοήθεια του O 3, διάφορα φυτικά έλαια εξευγενίζονται.
• Πολύ συχνά, αυτή η ουσία χρησιμοποιείται για την επεξεργασία ευπαθών προϊόντων, όπως κρέας, αυγά, φρούτα και λαχανικά. Αυτή η διαδικασία δεν αφήνει χημικά ίχνη, όπως με τη χρήση χλωρίου ή φορμαλδεΰδης, και τα προϊόντα μπορούν να αποθηκευτούν πολύ περισσότερο.
• Το όζον αποστειρώνει τον ιατρικό εξοπλισμό και τα ρούχα.
• Επίσης, το καθαρισμένο O 3 χρησιμοποιείται για διάφορα ιατρικά και αισθητικές επεμβάσεις. Συγκεκριμένα, με τη βοήθειά του στην οδοντιατρική, απολυμαίνουν τη στοματική κοιλότητα και τα ούλα, καθώς και θεραπεύουν διάφορες ασθένειες (στοματίτιδα, έρπης, στοματική καντιντίαση). Στις ευρωπαϊκές χώρες, το O 3 είναι πολύ δημοφιλές για την απολύμανση τραυμάτων.
• ΣΕ τα τελευταία χρόνιαΟι φορητές οικιακές συσκευές για το φιλτράρισμα του αέρα και του νερού με χρήση όζοντος κερδίζουν τεράστια δημοτικότητα.

Στιβάδα όζοντος - τι είναι;

Σε απόσταση 15-35 χλμ. πάνω από την επιφάνεια της Γης βρίσκεται το στρώμα του όζοντος, ή, όπως ονομάζεται επίσης, η οζονόσφαιρα. Σε αυτό το μέρος, το συμπυκνωμένο O 3 χρησιμεύει ως ένα είδος φίλτρου για την επιβλαβή ηλιακή ακτινοβολία.

Από πού προέρχεται μια τέτοια ποσότητα μιας ουσίας εάν τα μόριά της είναι ασταθή; Δεν είναι δύσκολο να απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα αν θυμηθούμε το μοντέλο του μορίου του όζοντος και τη μέθοδο σχηματισμού του. Έτσι, το οξυγόνο, που αποτελείται από 2 μόρια οξυγόνου, που εισέρχεται στη στρατόσφαιρα, θερμαίνεται εκεί από τις ακτίνες του ήλιου. Αυτή η ενέργεια είναι αρκετή για να χωρίσει το O 2 σε άτομα, από τα οποία σχηματίζεται το O 3. Ταυτόχρονα, το στρώμα του όζοντος όχι μόνο χρησιμοποιεί μέρος της ηλιακής ενέργειας, αλλά και το φιλτράρει, απορροφά την επικίνδυνη υπεριώδη ακτινοβολία.

Ειπώθηκε παραπάνω ότι το όζον διαλύεται από τα φρέον. Αυτές οι αέριες ουσίες (που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή αποσμητικά, πυροσβεστήρες και ψυγεία), μόλις απελευθερωθούν στην ατμόσφαιρα, επηρεάζουν το όζον και συμβάλλουν στην αποσύνθεσή του. Ως αποτέλεσμα, εμφανίζονται τρύπες στην οζονόσφαιρα μέσω των οποίων εισέρχονται στον πλανήτη αφιλτράριστες ηλιακές ακτίνες, οι οποίες έχουν καταστροφική επίδραση στους ζωντανούς οργανισμούς.

Έχοντας εξετάσει τα χαρακτηριστικά και τη δομή των μορίων του όζοντος, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι αυτή η ουσία, αν και επικίνδυνη, είναι πολύ χρήσιμη για την ανθρωπότητα εάν χρησιμοποιείται σωστά.

Εισαγωγή

Το όζον είναι μια απλή ουσία, μια αλλοτροπική τροποποίηση του οξυγόνου. Σε αντίθεση με το οξυγόνο, το μόριο του όζοντος αποτελείται από τρία άτομα. Υπό κανονικές συνθήκες, είναι ένα εκρηκτικό αέριο με έντονη μυρωδιά μπλε χρώματοςκαι έχει ισχυρές οξειδωτικές ιδιότητες.

Το όζον είναι ένα μόνιμο συστατικό της ατμόσφαιρας της γης και παίζει ουσιαστικό ρόλο στη διατήρηση της ζωής σε αυτήν. Στα επιφανειακά στρώματα της ατμόσφαιρας της γης, η συγκέντρωση του όζοντος αυξάνεται απότομα. Η συνολική κατάσταση του όζοντος στην ατμόσφαιρα είναι μεταβλητή και κυμαίνεται ανάλογα με τις εποχές. Το ατμοσφαιρικό όζον παίζει βασικό ρόλο στη διατήρηση της ζωής στη γη. Προστατεύει τη Γη από τις καταστροφικές συνέπειες ενός συγκεκριμένου ρόλου της ηλιακής ακτινοβολίας, συμβάλλοντας έτσι στη διατήρηση της ζωής στον πλανήτη.

Έτσι, είναι απαραίτητο να μάθουμε τι επιπτώσεις μπορεί να έχει το όζον στους βιολογικούς ιστούς.

Γενικές ιδιότητες του όζοντος

Το όζον είναι μια αλλοτροπική τροποποίηση του οξυγόνου που αποτελείται από τριατομικά μόρια O 3. Το μόριο του είναι διαμαγνητικό και έχει γωνιακό σχήμα. Ο δεσμός στο μόριο είναι αποτοποθετημένος, τρικεντρικός.

Ρύζι. 1 Δομή του όζοντος

Και τα δυο o-o συνδέσειςσε ένα μόριο όζοντος έχουν το ίδιο μήκος 1.272 angstroms. Η γωνία μεταξύ των δεσμών είναι 116,78°. Κεντρικό άτομο οξυγόνου sp 2-υβριδισμένο, έχει ένα μόνο ζεύγος ηλεκτρονίων. Το μόριο είναι πολικό, η διπολική ροπή είναι 0,5337 D.

Η φύση των χημικών δεσμών στο όζον καθορίζει την αστάθειά του (μετά από ορισμένο χρόνο, το όζον μετατρέπεται αυθόρμητα σε οξυγόνο: 2O3 -> 3O2) και την υψηλή οξειδωτική ικανότητα (το όζον είναι ικανό για έναν αριθμό αντιδράσεων στις οποίες δεν εισέρχεται μοριακό οξυγόνο). Η οξειδωτική δράση του όζοντος στις οργανικές ουσίες σχετίζεται με το σχηματισμό ριζών: RH + O3 RO2 + OH

Αυτές οι ρίζες ξεκινούν ριζικές αλυσιδωτές αντιδράσεις με βιοοργανικά μόρια (λιπίδια, πρωτεΐνες, νουκλεϊκά οξέα), γεγονός που οδηγεί σε κυτταρικό θάνατο. Η χρήση του όζοντος για την αποστείρωση του πόσιμου νερού βασίζεται στην ικανότητά του να σκοτώνει μικρόβια. Το όζον δεν είναι αδιάφορο ούτε για τους ανώτερους οργανισμούς. Η παρατεταμένη έκθεση σε ατμόσφαιρα που περιέχει όζον (για παράδειγμα, δωμάτια φυσιοθεραπείας και ακτινοβολίας χαλαζία) μπορεί να προκαλέσει σοβαρή βλάβη. νευρικό σύστημα. Επομένως, το όζον σε μεγάλες δόσεις είναι ένα τοξικό αέριο. Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωσή του στον αέρα της περιοχής εργασίας είναι 0,0001 mg / λίτρο. Η ατμοσφαιρική ρύπανση με όζον συμβαίνει κατά τον οζονισμό του νερού, λόγω της χαμηλής διαλυτότητάς του.

Ιστορικό ανακάλυψης.

Το όζον ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά το 1785 από τον Ολλανδό φυσικό M. van Marum από τη χαρακτηριστική οσμή και τις οξειδωτικές ιδιότητες που αποκτά ο αέρας μετά τη διέλευση ηλεκτρικών σπινθήρων, καθώς και από την ικανότητα να δρα στον υδράργυρο σε κανονική θερμοκρασία, ως αποτέλεσμα που χάνει τη λάμψη του και αρχίζει να κολλάει στο γυαλί . Ωστόσο, δεν περιγράφηκε ως νέα ουσία· ο van Marum πίστευε ότι σχηματίστηκε μια ειδική «ηλεκτρική ύλη».

Ορος όζοπροτάθηκε από τον Γερμανό χημικό X. F. Schönbein το 1840 για την οσμή του, μπήκε στα λεξικά στο τέλη XIXαιώνας. Πολλές πηγές δίνουν προτεραιότητα στην ανακάλυψη του όζοντος το 1839 σε αυτόν. Το 1840 ο Schonbein έδειξε την ικανότητα του όζοντος να εκτοπίζει το ιώδιο από το ιωδιούχο κάλιο:

Το γεγονός της μείωσης του όγκου του αερίου κατά τη μετατροπή του οξυγόνου σε όζον αποδείχθηκε πειραματικά από τους Andrews και Tet χρησιμοποιώντας έναν γυάλινο σωλήνα με μανόμετρο γεμάτο με καθαρό οξυγόνο, με σύρματα πλατίνας συγκολλημένα σε αυτό για να παράγει ηλεκτρική εκκένωση.

φυσικές ιδιότητες.

Το όζον είναι ένα μπλε αέριο που μπορεί να φανεί όταν το δει κανείς μέσα από ένα σημαντικό στρώμα, πάχους έως 1 μέτρο, οζονισμένου οξυγόνου. Σε στερεά κατάσταση, το όζον είναι μαύρο με ιώδη απόχρωση. Το υγρό όζον έχει βαθύ μπλε χρώμα. διαφανές σε στρώμα που δεν υπερβαίνει τα 2 mm. πάχος; αρκετά ανθεκτικό.

Ιδιότητες:

§ Μοριακό βάρος - 48 π.μ.

§ Πυκνότητα αερίου σε φυσιολογικές συνθήκες- 2,1445 g/dm³. Σχετική πυκνότητα αερίου για οξυγόνο 1,5; αεροπορικώς - 1,62

§ Πυκνότητα υγρού στους -183 °C - 1,71 g/cm³

§ Σημείο βρασμού - -111,9 °C. (το υγρό όζον έχει 106 °C.)

§ Σημείο τήξης - -197,2 ± 0,2 ° C (συνήθως δίνεται mp -251,4 ° C είναι λανθασμένη, δεδομένου ότι ο προσδιορισμός του δεν έλαβε υπόψη τη μεγάλη ικανότητα του όζοντος να υπερψύχεται).

§ Διαλυτότητα στο νερό στους 0 °C - 0,394 kg / m³ (0,494 l / kg), είναι 10 φορές υψηλότερη σε σύγκριση με το οξυγόνο.

§ Στην αέρια κατάσταση, το όζον είναι διαμαγνητικό, στην υγρή κατάσταση είναι ασθενώς παραμαγνητικό.

§ Η μυρωδιά είναι έντονη, συγκεκριμένη "μεταλλική" (σύμφωνα με τον Mendeleev - "η μυρωδιά της καραβίδας"). Σε υψηλές συγκεντρώσεις μυρίζει σαν χλώριο. Η μυρωδιά είναι αισθητή ακόμη και σε αραίωση 1: 100.000.

Χημικές ιδιότητες.

Χημικές ιδιότητεςΤο όζον καθορίζεται από τη μεγάλη του ικανότητα να οξειδώνεται.

Το μόριο O 3 είναι ασταθές και, σε επαρκείς συγκεντρώσεις στον αέρα υπό κανονικές συνθήκες, μετατρέπεται αυθόρμητα σε O 2 σε μερικές δεκάδες λεπτά με την απελευθέρωση θερμότητας. Η αύξηση της θερμοκρασίας και η μείωση της πίεσης αυξάνουν τον ρυθμό μετάβασης στη διατομική κατάσταση. Σε υψηλές συγκεντρώσεις, η μετάβαση μπορεί να είναι εκρηκτική.

Ιδιότητες:

§ Οξείδωση μετάλλων

§ Οξείδωση μη μετάλλων

§ Αλληλεπίδραση με οξείδια

§ Κάψιμο

§ Σχηματισμός οζονιδίων

Μέθοδοι λήψης όζοντος

Το όζον σχηματίζεται σε πολλές διεργασίες που συνοδεύονται από την απελευθέρωση ατομικού οξυγόνου, για παράδειγμα, κατά την αποσύνθεση υπεροξειδίων, την οξείδωση του φωσφόρου κ.λπ. Στη βιομηχανία, λαμβάνεται από τον αέρα ή το οξυγόνο στους οζονιστές με τη δράση ηλεκτρικής εκκένωσης. Το O3 υγροποιείται πιο εύκολα από το O2 και επομένως είναι εύκολο να διαχωριστεί. Το όζον για την οζονοθεραπεία στην ιατρική λαμβάνεται μόνο από καθαρό οξυγόνο. Όταν ο αέρας ακτινοβολείται με σκληρή υπεριώδη ακτινοβολία, σχηματίζεται όζον. Η ίδια διαδικασία λαμβάνει χώρα στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας, όπου το στρώμα του όζοντος σχηματίζεται και διατηρείται υπό την επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας.

Το όζον είναι λέξη ελληνικής προέλευσης, η οποία στη μετάφραση σημαίνει «δύσοσμα». Τι είναι το όζον; Στον πυρήνα του, το όζον O3 είναι ένα μπλε αέριο με χαρακτηριστική οσμή που σχετίζεται με τη μυρωδιά του αέρα μετά από μια καταιγίδα. Ιδιαίτερα αισθητή κοντά σε πηγές ηλεκτρικό ρεύμα.

Ιστορία της ανακάλυψης του όζοντος από επιστήμονες

Τι είναι το όζον; Πώς άνοιξε; Το 1785, ο Ολλανδός φυσικός Martin van Marum πραγματοποίησε αρκετά πειράματα με στόχο τη μελέτη της επίδρασης του ηλεκτρικού ρεύματος στο οξυγόνο. Σύμφωνα με τα αποτελέσματά τους, ο επιστήμονας ερεύνησε την εμφάνιση μιας συγκεκριμένης «ηλεκτρικής ύλης». Συνεχίζοντας να εργάζεται προς αυτή την κατεύθυνση, το 1850 κατάφερε να προσδιορίσει την ικανότητα του όζοντος να αλληλεπιδρά με οργανικές ενώσεις και την ιδιότητά του ως οξειδωτικού παράγοντα.

Οι απολυμαντικές ιδιότητες του όζοντος χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά το 1898 στη Γαλλία. Στην πόλη Bon Voyage, κατασκευάστηκε ένα εργοστάσιο που απολύμανε και απολύμανε το νερό από τον ποταμό Vasyubi. Στη Ρωσία, η πρώτη μονάδα οζονισμού ξεκίνησε στην Αγία Πετρούπολη το 1911.

Το όζον χρησιμοποιήθηκε ευρέως κατά τον Πρώτο Παγκόσμιο Πόλεμο ως αντισηπτικό. Το μείγμα όζοντος-οξυγόνου χρησιμοποιήθηκε για τη θεραπεία εντερικών παθήσεων, πνευμονίας, ηπατίτιδας και εφαρμόστηκε για μολυσματικές βλάβες μετά από χειρουργική επέμβαση. Ιδιαίτερα ενεργός στον οζονισμό ξεκίνησε το 1980, η ώθηση για αυτό ήταν η εμφάνιση στην αγορά αξιόπιστων και εξοικονόμησης ενέργειας.Σήμερα, το όζον χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό περίπου του 95% του νερού στις Ηνωμένες Πολιτείες και σε όλη την Ευρώπη.

Τεχνολογία παραγωγής όζοντος

Τι είναι το όζον; Πώς σχηματίζεται; Στο φυσικό περιβάλλον, το όζον βρίσκεται στην ατμόσφαιρα της Γης σε υψόμετρο 25 km. Στην πραγματικότητα, είναι ένα αέριο που σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της υπεριώδους ακτινοβολίας από τον Ήλιο. Στην επιφάνεια σχηματίζει ένα στρώμα πάχους 19-35 km, το οποίο προστατεύει τη Γη από τη διείσδυση της ηλιακής ακτινοβολίας. Σύμφωνα με την ερμηνεία των χημικών, το όζον είναι ενεργό οξυγόνο (μια ένωση τριών ατόμων οξυγόνου). Στην αέρια κατάσταση είναι μπλε, στην υγρή έχει λουλακί απόχρωση και στη στερεά είναι σκούρο μπλε κρύσταλλα. Το Ο3 είναι ο μοριακός του τύπος.

Ποια είναι η βλάβη του όζοντος; Ανήκει στην υψηλότερη κατηγορία κινδύνου - είναι ένα πολύ δηλητηριώδες αέριο, η τοξικότητα του οποίου ταυτίζεται με την κατηγορία των παραγόντων χημικού πολέμου. Ο λόγος για την εμφάνισή του είναι οι ηλεκτρικές εκκενώσεις στην ατμόσφαιρα (3O2 = 2O3). Στη φύση, μπορείτε να το νιώσετε μετά από δυνατές αστραπές. Το όζον αλληλεπιδρά καλά με άλλες ενώσεις και θεωρείται ένας από τους λόγους για τους οποίους χρησιμοποιείται για να σκοτώσει βακτήρια, ιούς, μικροοργανισμούς, για τον καθαρισμό του νερού και του αέρα.

Οι αρνητικές επιπτώσεις του όζοντος

Τι κάνει το όζον; Ένα χαρακτηριστικό γνώρισμα αυτού του αερίου είναι η ικανότητα γρήγορης αλληλεπίδρασης με άλλες ουσίες. Εάν στη φύση υπάρχει περίσσεια κανονιστικών δεικτών, τότε ως αποτέλεσμα της αλληλεπίδρασής του με τους ανθρώπινους ιστούς, μπορεί να εμφανιστούν επικίνδυνες ουσίες και ασθένειες. Το όζον είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας, με την αλληλεπίδραση με τον οποίο καταστρέφονται γρήγορα:

• φυσικό καουτσούκ?
• Μέταλλα εκτός από χρυσό, πλατίνα και ιρίδιο.
• Συσκευές;
• ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ.

Σε υψηλές συγκεντρώσεις όζοντος στον αέρα, παρατηρείται επιδείνωση της ανθρώπινης υγείας και ευημερίας, ιδίως:

• η βλεννογόνος μεμβράνη των ματιών είναι ερεθισμένη.
• η λειτουργία του αναπνευστικού συστήματος διαταράσσεται, γεγονός που θα οδηγήσει σε παράλυση των πνευμόνων.
• υπάρχει μια γενική κόπωση του σώματος.
• εμφανίζονται πονοκέφαλοι?
• πιθανές αλλεργικές αντιδράσεις?
• κάψιμο στο λαιμό και ναυτία.
• σε εξέλιξη Αρνητική επιρροήστο νευρικό σύστημα.

Χρήσιμες ιδιότητες του όζοντος

Το όζον καθαρίζει τον αέρα; Ναι, παρά το αέριο του είναι πολύ ωφέλιμο για τον άνθρωπο. Σε μικρές συγκεντρώσεις, διακρίνεται για τις εξαιρετικές απολυμαντικές και αποσμητικές του ιδιότητες. Συγκεκριμένα, έχει επιζήμια επίδραση σε επιβλαβείς μικροοργανισμούς και προκαλεί την καταστροφή:

• ιοί?
• διάφορα είδη μικροβίων.
• βακτήρια;
• μύκητες?
• μικροοργανισμών.

Τις περισσότερες φορές, το όζον χρησιμοποιείται κατά τη διάρκεια επιδημίας γρίπης και εστιών επικίνδυνων μολυσματικών ασθενειών. Με τη βοήθειά του, το νερό καθαρίζεται από διάφορα είδη ακαθαρσιών και ενώσεων σιδήρου, ενώ το εμπλουτίζει με οξυγόνο και μέταλλα.

Ενδιαφέρουσες πληροφορίες για το όζον, το εύρος του

Εξαιρετικές απολυμαντικές ιδιότητες και όχι παρενέργειεςοδήγησε στην εμφάνιση ζήτησης για το όζον και στην ευρεία χρήση του σε διάφορους τομείς της οικονομίας. Σήμερα, το όζον χρησιμοποιείται με επιτυχία για:

• ανταποκρίνεται στις ανάγκες της φαρμακευτικής βιομηχανίας·
• καθαρισμός νερού σε ενυδρεία και ιχθυοτροφεία.
• απολύμανση πισίνας?
• ιατρικούς σκοπούς·
• αισθητικές επεμβάσεις.

Στην ιατρική βιομηχανία, ο οζονισμός εφαρμόζεται για έλκη, εγκαύματα, έκζεμα, κιρσούς, πληγές και δερματολογικές παθήσεις. Στην κοσμετολογία, το όζον χρησιμοποιείται για την καταπολέμηση της γήρανσης του δέρματος, της κυτταρίτιδας και του υπερβολικού βάρους.

Η επίδραση του όζοντος στη ζωτική δραστηριότητα των ζωντανών όντων

Τι είναι το όζον; Πώς επηρεάζει τη ζωή στη Γη; Σύμφωνα με τους επιστήμονες, το 10% του όζοντος βρίσκεται στην τροπόσφαιρα. Αυτό το όζον είναι αναπόσπαστο συστατικό της αιθαλομίχλης και δρα ως ρύπος. Επηρεάζει αρνητικά τα αναπνευστικά όργανα των ανθρώπων, των ζώων και επιβραδύνει την ανάπτυξη των φυτών. Ωστόσο, η ποσότητα του είναι πολύ μικρή για να βλάψει σημαντικά την υγεία. Ένα σημαντικό μέρος του επιβλαβούς όζοντος στη σύνθεση της αιθαλομίχλης είναι τα προϊόντα της λειτουργίας των αυτοκινήτων και των σταθμών παραγωγής ενέργειας.

Πολύ περισσότερο όζον (περίπου 90%) βρίσκεται στη στρατόσφαιρα. Αυτό απορροφά την βιολογικά επιβλαβή υπεριώδη ακτινοβολία από τον Ήλιο, προστατεύοντας έτσι τους ανθρώπους, τη χλωρίδα και την πανίδα από αρνητικές συνέπειες.

Το 1785, ο Ολλανδός φυσικός Van Marum, ενώ διεξήγαγε πειράματα με τον ηλεκτρισμό, επέστησε την προσοχή στη μυρωδιά κατά το σχηματισμό σπινθήρων σε μια ηλεκτρική μηχανή και στην οξειδωτική ικανότητα του αέρα μετά τη διέλευση ηλεκτρικών σπινθήρων μέσα από αυτό.

Το 1840, ο Γερμανός επιστήμονας Sheinbein, που ασχολήθηκε με την υδρόλυση του νερού, προσπάθησε να το αποσυνθέσει σε οξυγόνο και υδρογόνο χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρικό τόξο. Και τότε ανακάλυψε ότι σχηματίστηκε ένα νέο, άγνωστο μέχρι τώρα στην επιστήμη, αέριο με συγκεκριμένη μυρωδιά. Το όνομα «όζον» δόθηκε στο αέριο από τον Sheinbein λόγω της χαρακτηριστικής μυρωδιάς του και προέρχεται από την ελληνική λέξη «osien», που σημαίνει «μυρωδιά».

Το 1857, με τη βοήθεια του «τέλειου σωλήνα μαγνητικής επαγωγής» που δημιούργησε ο Werner von Siemens, κατασκευάστηκε η πρώτη τεχνική εγκατάσταση όζοντος. Το 1901, η Siemens κατασκεύασε τον πρώτο υδροηλεκτρικό σταθμό με γεννήτρια όζοντος στο Wiesband.

Ιστορικά, η χρήση του όζοντος ξεκίνησε με εγκαταστάσεις επεξεργασίας πόσιμου νερού, όταν το 1898 δοκιμάστηκε η πρώτη πιλοτική μονάδα στην πόλη Saint Maur (Γαλλία). Ήδη το 1907 κατασκευάστηκε η πρώτη μονάδα οζονισμού νερού στην πόλη Bon Voyage (Γαλλία), για τις ανάγκες της πόλης της Νίκαιας. Το 1911 τέθηκε σε λειτουργία σταθμός οζονισμού πόσιμου νερού στην Αγία Πετρούπολη (σήμερα δεν λειτουργεί). Το 1916 υπήρχαν ήδη 49 εγκαταστάσεις για τον οζονισμό του πόσιμου νερού.

Μέχρι το 1977, περισσότερες από 1.000 εγκαταστάσεις λειτουργούσαν παγκοσμίως. Το όζον έχει γίνει ευρέως διαδεδομένο μόνο τα τελευταία 30 χρόνια, χάρη στην εμφάνιση αξιόπιστων και συμπαγών συσκευών για τη σύνθεσή του - οζονιστές (γεννήτριες όζοντος).

Επί του παρόντος, το 95% του πόσιμου νερού στην Ευρώπη υφίσταται επεξεργασία με όζον. Οι ΗΠΑ βρίσκονται στη διαδικασία μετάβασης από τη χλωρίωση στην οζονοποίηση. Υπάρχουν αρκετοί μεγάλοι σταθμοί στη Ρωσία (στη Μόσχα, το Νίζνι Νόβγκοροντ και άλλες πόλεις).

2. Το όζον και οι ιδιότητές του

Μηχανισμός σχηματισμού και μοριακός τύπος όζοντος

Είναι γνωστό ότι το μόριο οξυγόνου αποτελείται από 2 άτομα: Ο2. Κάτω από ορισμένες συνθήκες, ένα μόριο οξυγόνου μπορεί να διαχωριστεί, δηλ. διασπάται σε 2 ξεχωριστά άτομα. Στη φύση, αυτές οι συνθήκες δημιουργούνται κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας κατά τις εκκενώσεις ατμοσφαιρικού ηλεκτρισμού και στην ανώτερη ατμόσφαιρα, υπό την επίδραση της υπεριώδους ακτινοβολίας από τον ήλιο (στοιβάδα του όζοντος της Γης). Μηχανισμός σχηματισμού και μοριακός τύπος όζοντος. Ωστόσο, το άτομο οξυγόνου δεν μπορεί να υπάρξει χωριστά και τείνει να ανασυγκροτηθεί. Κατά τη διάρκεια μιας τέτοιας αναδιάταξης, σχηματίζονται μόρια 3 ατόμων.

Μόριο όζοντος Ένα μόριο που αποτελείται από 3 άτομα οξυγόνου, που ονομάζεται όζον ή ενεργοποιημένο οξυγόνο, είναι μια αλλοτροπική τροποποίηση του οξυγόνου και έχει τον μοριακό τύπο O3 (d = 1,28 A, q = 116,5°).

Πρέπει να σημειωθεί ότι ο δεσμός του τρίτου ατόμου στο μόριο του όζοντος είναι σχετικά αδύναμος, γεγονός που προκαλεί την αστάθεια του μορίου στο σύνολό του και την τάση του για αυτοδιάσπαση.

Ιδιότητες όζοντος

Το όζον O3 είναι ένα γαλαζωπό αέριο με χαρακτηριστική έντονη οσμή, μοριακό βάρος 48 g/mol. πυκνότητα σε σχέση με τον αέρα 1.657 (το όζον είναι βαρύτερο από τον αέρα). πυκνότητα στους 0°C και πίεση 0,1 MPa 2,143 kg/m3. Λήψη όζοντος

Σε χαμηλές συγκεντρώσεις στα επίπεδα 0,01-0,02 mg/m3 (πέντε φορές χαμηλότερη από τη μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση για τον άνθρωπο), το όζον δίνει στον αέρα μια χαρακτηριστική μυρωδιά φρεσκάδας και καθαρότητας. Έτσι, για παράδειγμα, μετά από μια καταιγίδα, η διακριτική μυρωδιά του όζοντος συνδέεται πάντα με τον καθαρό αέρα.

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το μόριο του όζοντος είναι ασταθές και έχει την ιδιότητα της αυτοδιάσπασης. Λόγω αυτής της ιδιότητας, το όζον είναι ένας ισχυρός οξειδωτικός παράγοντας και ένα εξαιρετικά αποτελεσματικό απολυμαντικό.

Δυνατότητα οξείδωσης του όζοντος

Ένα μέτρο της αποτελεσματικότητας ενός οξειδωτικού είναι το ηλεκτροχημικό (οξειδωτικό) δυναμικό του, εκφρασμένο σε βολτ. Ακολουθούν οι τιμές του ηλεκτροχημικού δυναμικού διαφόρων οξειδωτικών παραγόντων σε σύγκριση με το όζον:

Ο πίνακας δείχνει ότι το όζον είναι το ισχυρότερο από όλα τα οξειδωτικά που χρησιμοποιούνται στην επεξεργασία του νερού.

Εφαρμογή επί τόπου

Η αστάθεια του όζοντος καθιστά αναγκαία τη χρήση του απευθείας στον τόπο παραγωγής. Το όζον δεν υπόκειται σε συσκευασία, αποθήκευση και μεταφορά.

Διαλυτότητα του όζοντος στο νερό

Σύμφωνα με το νόμο του Henry, η συγκέντρωση του όζοντος στο νερό αυξάνεται με την αύξηση της συγκέντρωσης του όζοντος στην αέρια φάση που αναμιγνύεται με νερό. Επιπλέον, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του νερού, τόσο χαμηλότερη είναι η συγκέντρωση του όζοντος στο νερό.

Η διαλυτότητα του όζοντος στο νερό είναι υψηλότερη από αυτή του οξυγόνου, αλλά χαμηλότερη από αυτή του χλωρίου κατά 12 φορές. Αν λάβουμε υπόψη το 100% όζον, τότε η οριακή του συγκέντρωση στο νερό είναι 570 mg/l σε θερμοκρασία νερού 20C. Η συγκέντρωση του όζοντος στο αέριο στην έξοδο των σύγχρονων μονάδων οζονισμού φτάνει το 14% κατά βάρος. Παρακάτω είναι η εξάρτηση της συγκέντρωσης του όζοντος διαλυμένου σε απεσταγμένο νερό από τη συγκέντρωση του όζοντος στο αέριο και τη θερμοκρασία του νερού.

Αυτοδιάσπαση του όζοντος σε νερό και αέρα

Ο ρυθμός αποσύνθεσης του όζοντος στον αέρα ή το νερό υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον χρόνο ημιζωής, δηλ. ο χρόνος που χρειάζεται για να μειωθεί στο μισό η συγκέντρωση του όζοντος.

Αυτοδιάσπαση του όζοντος στο νερό (pH 7)

Αυτοδιάσπαση του όζοντος στον αέρα

Από τους πίνακες φαίνεται ότι τα υδατικά διαλύματα του όζοντος είναι πολύ λιγότερο σταθερά από το αέριο όζον. Δίνονται δεδομένα για τη διάσπαση του όζοντος στο νερό καθαρό νερόπου δεν περιέχει διαλυμένες ή αιωρούμενες ακαθαρσίες. Ο ρυθμός διάσπασης του όζοντος στο νερό αυξάνεται πολλές φορές στις ακόλουθες περιπτώσεις:

1. παρουσία ακαθαρσιών στο νερό, οξειδωμένων από το όζον (η χημική απαίτηση του νερού στο όζον)
2. με αυξημένη θολότητα του νερού, γιατί στη διεπιφάνεια μεταξύ σωματιδίων και νερού, οι αντιδράσεις αυτοδιάσπασης του όζοντος προχωρούν πιο γρήγορα (κατάλυση)
3. όταν εκτίθεται σε υπεριώδη ακτινοβολία νερού

3. Μέθοδοι για την παραγωγή όζοντος

Επί του παρόντος, χρησιμοποιούνται ευρέως 2 μέθοδοι παραγωγής όζοντος:

*Ακτινοβολία UV

* υπό την επίδραση μιας ήσυχης (δηλαδή διάχυτης, χωρίς σχηματισμό σπινθήρων) εκκένωσης τύπου κορώνας

1. UV ακτινοβολία

Το όζον μπορεί να σχηματιστεί κοντά σε λαμπτήρες UV, αλλά μόνο σε μικρές συγκεντρώσεις (0,1% κατά βάρος).

2. Έκκριση κορώνας

Με τον ίδιο τρόπο που παράγεται το όζον από ηλεκτρικές εκκενώσεις κατά τη διάρκεια καταιγίδων, ένας μεγάλος αριθμός απόΤο όζον παράγεται σε σύγχρονες ηλεκτρικές γεννήτριες όζοντος. Αυτή η μέθοδος ονομάζεται εκκένωση κορώνας. Μια υψηλή τάση διέρχεται από ένα ρεύμα αερίου που περιέχει οξυγόνο. Η ενέργεια υψηλής τάσης διασπά το μόριο οξυγόνου Ο2 σε άτομα 2 Ο, τα οποία ενώνονται με το μόριο Ο2 και σχηματίζουν όζον Ο3.

Το καθαρό οξυγόνο που εισέρχεται στη γεννήτρια όζοντος μπορεί να αντικατασταθεί από ατμοσφαιρικό αέρα που περιέχει μεγάλο ποσοστόοξυγόνο.

Αυτή η μέθοδος αυξάνει την περιεκτικότητα σε όζον σε 10-15 wt.%.

Κατανάλωση ενέργειας: 20 - 30 W/g O3 για τον αέρα 10 - 15 W/g O3 για το οξυγόνο

4. Η χρήση του όζοντος για τον καθαρισμό και την απολύμανση του νερού

Απολύμανση νερού

Το όζον καταστρέφει όλους τους γνωστούς μικροοργανισμούς: βακτήρια, ιούς, πρωτόζωα, τα σπόρια τους, κύστεις κ.λπ. ενώ το όζον είναι 51% ισχυρότερο από το χλώριο και δρα 15-20 φορές πιο γρήγορα. Ο ιός της πολιομυελίτιδας πεθαίνει σε συγκέντρωση όζοντος 0,45 mg / l μετά από 2 λεπτά και από χλώριο - μόνο 3 ώρες σε 1 mg / l.

Το όζον δρα σε μορφές σπορίων βακτηρίων 300-600 φορές ισχυρότερα από το χλώριο.

Το όζον καταστρέφει το οξειδοαναγωγικό σύστημα των βακτηρίων και το πρωτόπλασμά τους.

Βιολογικοί θανατηφόροι συντελεστές (BL*) όταν χρησιμοποιούνται διάφορα απολυμαντικά

*Όσο υψηλότερο είναι το BLC, τόσο πιο ισχυρό είναι το απολυμαντικό

Σύγκριση απολυμαντικών

Απόσμηση νερού

Ο οζονισμός οξειδώνει οργανικές και ορυκτές ακαθαρσίες, που είναι η πηγή οσμών και γεύσεων. Το νερό που έχει υποστεί επεξεργασία με όζον περιέχει περισσότερο οξυγόνο και έχει γεύση σαν γλυκό νερό πηγής.

Τελική προετοιμασία πόσιμου νερού στις γραμμές εμφιάλωσης
Οζονισμός στη γραμμή εμφιάλωσης. Καθαρισμένο και προετοιμασμένο για εμφιάλωση νερού, κορεσμένο με όζον, πλήρως απολυμασμένο και για σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα το ίδιο αποκτά απολυμαντικές ιδιότητες. Αυτό αυξάνει τη μικροβιολογική ασφάλεια της διαδικασίας εμφιάλωσης, το οζονισμένο νερό αποστειρώνει αξιόπιστα τα τοιχώματα του δοχείου, το φελλό και το διάκενο αέρα κάτω από το φελλό. Η διάρκεια ζωής του νερού μετά τον οζονισμό αυξάνεται πολλαπλάσια. Ιδιαίτερα αποτελεσματική είναι η συνδυασμένη επεξεργασία του νερού με το όζον σε συνδυασμό με το ξέπλυμα του δοχείου.

Οξείδωση σιδήρου, μαγγανίου, υδρόθειου

Ο σίδηρος, το μαγγάνιο και το υδρόθειο οξειδώνονται εύκολα από το όζον. Σε αυτή την περίπτωση, ο σίδηρος περνά σε αδιάλυτο υδροξείδιο, το οποίο στη συνέχεια συγκρατείται εύκολα στα φίλτρα. Το μαγγάνιο οξειδώνεται στο υπερμαγγανικό ιόν, το οποίο απομακρύνεται εύκολα στα φίλτρα άνθρακα. Το υδρόθειο, τα σουλφίδια και τα υδροσουλφίδια μετατρέπονται σε αβλαβή θειικά. Η διαδικασία οξείδωσης και σχηματισμού διηθήσιμων ιζημάτων κατά τον οζονισμό προχωρά κατά μέσο όρο 250 φορές ταχύτερα από ό,τι κατά τον αερισμό. Ιδιαίτερα αποτελεσματική είναι η χρήση του όζοντος για την αποσιδήρωση υδάτων που περιέχουν σύμπλοκα σιδήρου-οργανικά και βακτηριακές μορφές σιδήρου, μαγγανίου και υδρόθειου.

Καθαρισμός επιφανειακών υδάτων από ανθρωπογενείς ακαθαρσίες

Ο οζονισμός του προδιαυγασμένου νερού που ακολουθείται από διήθηση μέσω ενεργού άνθρακα είναι ένας αξιόπιστος τρόπος για τον καθαρισμό των επιφανειακών υδάτων από φαινόλες, προϊόντα πετρελαίου, φυτοφάρμακα και βαρέα μέταλλα (επεξεργασία οξείδωσης-προσρόφησης).

Καθαρισμός και απολύμανση νερού σε πτηνοτροφεία και φάρμες

Οζονισμός σε πτηνοτροφείο. Η παροχή νερού που έχει απολυμανθεί με όζον σε πότες για πουλερικά και ζώα όχι μόνο συμβάλλει στη μείωση της συχνότητας εμφάνισης και του κινδύνου μαζικών επιδημιών, αλλά προκαλεί επίσης επιταχυνόμενη αύξηση βάρους σε πτηνά και ζώα.

Επεξεργασία και απολύμανση λυμάτων

Το όζον λευκαίνει τα λύματα.

Με τη βοήθεια του οζονισμού, τα λύματα μπορούν να ευθυγραμμιστούν με τις αυστηρές απαιτήσεις των ταμιευτήρων αλιείας για την περιεκτικότητα σε φαινόλες, προϊόντα πετρελαίου και επιφανειοδραστικές ουσίες, καθώς και με μικροβιολογικούς δείκτες.

Οζονισμός νερού για απολύμανση τροφίμων και εξοπλισμού

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η διάρκεια ζωής του νερού που οζονίζεται κατά τη διαδικασία της εμφιάλωσης αυξάνεται σημαντικά λόγω του γεγονότος ότι το νερό του προϊόντος αποκτά τις ιδιότητες ενός απολυμαντικού διαλύματος.

Κατά την επεξεργασία των τροφίμων, ο μολυσμένος εξοπλισμός αναπαράγει βακτήρια, τα οποία είναι η πηγή έντονων οσμών σήψης και σήψης. Το ξέπλυμα του εξοπλισμού με οζονισμένο νερό μετά την αφαίρεση του μεγαλύτερου μέρους των ρύπων οδηγεί σε απολύμανση των επιφανειών, αναζωογονητικό αποτέλεσμα στον αέρα του δωματίου και βελτίωση της γενικής κατάστασης υγιεινής και υγιεινής της παραγωγής.

Οζονισμός για αποχέτευση. Το νερό απολύμανσης εξοπλισμού, σε αντίθεση με τον οζονισμό του νερού πριν από την εμφιάλωση, δημιουργεί υψηλότερες συγκεντρώσεις όζοντος.

Ομοίως, τα ψάρια και τα θαλασσινά, τα σφάγια πουλερικών και τα λαχανικά μπορούν να υποστούν επεξεργασία με οζονισμένο νερό πριν από τη συσκευασία. Η διάρκεια ζωής των επεξεργασμένων προϊόντων πριν από την αποθήκευση αυξάνεται και η εμφάνισή τους μετά την αποθήκευση διαφέρει ελάχιστα από τα φρέσκα προϊόντα.

5. Θέματα ασφάλειας στη λειτουργία εξοπλισμού όζοντος

Το αέριο όζον είναι τοξικό και μπορεί να προκαλέσει εγκαύματα και δηλητηρίαση της ανώτερης αναπνευστικής οδού (όπως κάθε άλλο ισχυρό οξειδωτικό μέσο).

Η μέγιστη επιτρεπόμενη συγκέντρωση όζοντος (MAC) στον αέρα του χώρου εργασίας ρυθμίζεται από το GOST 12.1.005 «Γενικές υγειονομικές και υγειονομικές απαιτήσεις για τον αέρα του χώρου εργασίας», σύμφωνα με το οποίο είναι 0,1 mg/m3.

Η μυρωδιά του όζοντος καθορίζεται από ένα άτομο σε συγκεντρώσεις 0,01-0,02 mg/m3, το οποίο είναι 5-10 φορές μικρότερο από το MPC, επομένως η εμφάνιση μιας ελαφριάς μυρωδιάς όζοντος στο δωμάτιο δεν αποτελεί σήμα συναγερμού. Για να διασφαλιστεί ο αξιόπιστος έλεγχος της περιεκτικότητας σε όζον στην αίθουσα παραγωγής, θα πρέπει να εγκατασταθούν αναλυτές αερίων που να επιτρέπουν την παρακολούθηση της συγκέντρωσης του όζοντος και, σε περίπτωση υπέρβασης του MPC, να λαμβάνονται έγκαιρα μέτρα για τη μείωσή του σε ασφαλές επίπεδο.

Κάθε τεχνολογικό σύστημα που περιέχει εξοπλισμό όζοντος πρέπει να είναι εξοπλισμένο με διαχωριστή αερίων, μέσω του οποίου η περίσσεια (αδιάλυτου) όζοντος εισέρχεται στον καταλυτικό καταστροφέα, όπου αποσυντίθεται σε οξυγόνο. Ένα τέτοιο σύστημα εξαλείφει τη ροή του όζοντος στον αέρα του δωματίου παραγωγής.

Επειδή Το όζον είναι ο ισχυρότερος οξειδωτικός παράγοντας, όλοι οι αγωγοί αερίου πρέπει να είναι κατασκευασμένοι από ανθεκτικά στο όζον υλικά, όπως ανοξείδωτο χάλυβα και φθοροπλαστικό.

Το όζον ελήφθη για πρώτη φορά και μελετήθηκε από τον Shenbein το 1840. Το όζον είναι ένα μπλε αέριο με έντονη χαρακτηριστική οσμή.

Το υγροποιημένο όζον είναι ένα σκούρο μπλε υγρό, το στερεό όζον είναι μια σκούρα μοβ κρυσταλλική μάζα. Το όζον είναι διαλυτό σε τετραχλωράνθρακα, παγόμορφο οξικό οξύ, υγρό άζωτο και νερό. Σχηματίζεται όταν μια αθόρυβη ηλεκτρική εκκένωση διέρχεται μέσω αέρα ή οξυγόνου (η φρέσκια μυρωδιά μετά από καταιγίδα οφείλεται στην παρουσία μικρών ποσοτήτων όζοντος στην ατμόσφαιρα), στην οξείδωση του υγρού φωσφόρου, στη δράση ακτίνων ραδίου, υπεριώδους ή καθοδικές ακτίνες στο οξυγόνο στον αέρα, αποσύνθεση υπεροξειδίου του υδρογόνου, ηλεκτρόλυση θειικού οξέος (κ.λπ.
οξέα που περιέχουν οξυγόνο), η επίδραση του φθορίου στο νερό, κ.λπ. Η περιεκτικότητα στην ατμόσφαιρα της γης είναι αμελητέα. Τα στρώματα αέρα κοντά στην επιφάνεια της γης περιέχουν λιγότερο όζον από τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας. σε ύψος 1.050 Μ(στην περιοχή του Mont Blanc) ο Levy βρήκε 0-3,7 mg,σε υψόμετρο 3.000 Μ—9,4 mg.όζον ανά 100 m κύβοςαέρας. Οι γεννήτριες όζοντος χρησιμοποιούνται στη μηχανική και στα εργαστήρια για την παραγωγή όζοντος. Για τον οζονισμό, οξυγόνο ή αέρας διοχετεύεται μεταξύ δύο ηλεκτροδίων συνδεδεμένων σε πηγή ρεύματος υψηλής τάσης.
Το όζον στην καθαρή του μορφή απελευθερώνεται από ένα μείγμα όζοντος με οξυγόνο όταν ψύχεται με υγρό αέρα. Το όζον αποσυντίθεται εύκολα και η αποσύνθεση του καθαρού όζοντος επιταχύνεται παρουσία διοξειδίου του μαγγανίου, μολύβδου, οξειδίων του αζώτου. Παρουσία νερού, η αποσύνθεση του όζοντος επιβραδύνεται· το ξηρό όζον στους 0° αποσυντίθεται 30 φορές πιο γρήγορα από το υγρό όζον στους 20,4°. Το όζον έχει εξαιρετικά ισχυρή οξειδωτική δράση. Απελευθερώνει ιώδιο από το ιωδιούχο κάλιο, οξειδώνει τον υδράργυρο, μετατρέπει τα θειούχα μέταλλα σε θειικά άλατα, αποχρωματίζει τις οργανικές βαφές κ.λπ. Το όζον καταστρέφει τους ελαστικούς σωλήνες. Ο αιθέρας, το οινόπνευμα, το αέριο φωτισμού, το βαμβάκι αναφλέγονται όταν έρχονται σε επαφή με οξυγόνο υψηλής περιεκτικότητας σε όζον. Κάτω από τη δράση του όζοντος σε ακόρεστες οργανικές ενώσεις, σχηματίζονται προϊόντα προσθήκης οζονιδίων. Το όζον χρησιμοποιείται για την αποστείρωση του νερού, για την απόσμηση - την καταστροφή της κακοσμίας, στην προπαρασκευαστική βιολογική πρακτική.

Φυσικές ιδιότητες

Χημικές ιδιότητες και μέθοδοι παρασκευής

Κατάλογος χρησιμοποιημένης βιβλιογραφίας

1. Volkov, A.I., Zharsky, I.M.Μεγάλο βιβλίο αναφοράς χημικών / A.I. Volkov, Ι.Μ. Ζάρσκι. - Μινσκ: Μοντέρνο σχολείο, 2005. - 608 με ISBN 985-6751-04-7.