Озон для чего используется
Озон-для чего
Озон – для чего используется?
Озон – слово из греческого языка, означает «пахучий». Этот газ, очевидно, получил свое название потому, что имеет голубой цвет и характерный запах. Запах озона – это аромат воздуха после грозового дождя. Многие исследователи называют озон «жизнью и смертью в одном флаконе». Так для чего же используется озон? Что он значит в нашей жизни? Можно ли его заменить в определенных отраслях деятельности?
Что такое озон?
Это газ, который присутствует в атмосфере земли, разновидность кислорода – трехатомарный кислород (О3 – молекула кислорода состоит из двух атомов, а озона – из трех).
Его роль в поддержании жизни на Земле обратно пропорциональна его количеству: его суммарное содержание мене одной 10000-й доли процента в атмосфере! Человечество защищено от жесткого излечения Солнца – солнечной радиации – излучения тончайшим озоновым экраном в стратосфере.
Однако он имеет значительные бреши: в 1985 году над Антарктидой ученые выявили большую «озоновую дыру». Ее диаметр составлял… свыше тысячи километров! Затем подобное явление нашли и в атмосфере над Арктикой. Оказалось, что причина возникновения озоновых дыр – фреон, газ, широко использовавшийся в 1980-е годы в холодильниках и баллончиках. Однако после подписания Монреальского протокола, составленного вследствие это наблюдений, страны мира вынуждены были ограничить использование фреона – и благодаря этому ученые уже через несколько лет зафиксировали увеличение озона в атмосфере.
Польза и опасность озона
От озона в стратосфере большая польза – он ограничивает воздействие солнечной энергии на планете, удерживая повышение температуры на планете. Однако озон в тропосфере вреден. Он негативно влияет на дыхательные пути, кровеносную и половую систему.
Удивительно, но озон в воздухе после грозы вреден! Впрочем, его концентрация совсем невелика, и любители подышать ароматом земли после дождя могут не сильно спасаться за свое здоровье.
Другим вредным озоном является тот, который производят двигатели внутреннего сгорания на холостом ходу – например, автомобили в пробке. В Европе экологами производились исследования воздуха в пробках: содержание озона в нем превышало допустимую норму два-три раза!
Тропосферный озон используется даже в работе троллейбуса – образование его видно при обычном наблюдении. Он появляется при зеленых вспышках на концах «усов» троллейбуса благодаря электричеству.
Молекулы кислорода под воздействием электричества распадаются и соединяются вновь в трехатомарный кислород – озон. Этот процесс наблюдается и в природе во время грозы, и в технике (на тех же троллейбусах).
Тропосферный озон, к сожалению, способствует Глобальному потеплению. Газ действует косвенно – он снижает эффективность фотосинтеза в растениях, препятствуя переработке ими углекислого газа – виновника парникового эффекта.
Озон для похудения
Прекрасные дезинфицирующие и антибактериальные свойства озона способствовали его применению в косметологии. В медицине озонирование делают при серьезных повреждения кожи (ожогах, язвах и заболеваниях). В первую очередь, самые современные технологии используют озон в уколах для похудения.
Стоит ли пользоваться такими дорогостоящими услугами? Возможно, нет. Ведь они пока не опробованы по-настоящему, гарантии качества не даны. Ряд ученых даже пишет, что воздействие высокой концентрации озона на организм может привести к смерти! Лучше обратиться к проверенным способам.
Диета для многих людей означает ограничение в пище вплоть до голода, потребление только пищи полезной и невкусной. Это не совсем так. Зачастую стоит просто перестроить свои вкусовые и пищевые привычки, изменить систему своего питания, чтобы еда была действительно вкусной и полезной. В сочетании со спортивными нагрузками такая система дает идеальный результат без того вреда здоровью, который причиняют многие диеты. Всего за несколько шагов вы будете иметь хорошее настроение (после взгляда на себя в зеркало), избавитесь от присутствующих и возможных физических проблем, а также от проблем духовных:
Начните заниматься спортом: сначала легкими нагрузками вроде велосипеда или занятий пилатесом, затем аэробными.
Возьмите святой воды – она раздается бесплатно в любом храме, когда он открыт – и читайте молитву от чревоугодия, а после пейте несколько глотков святой воды как лекарство. Кстати, врачи советуют пить около 2 литров чистой воды в день. Можете пить святую воду весь день (читайте перед этим молитву или просто креститесь) или добавлять понемногу святую воду в обычную, которая освятится ею.
Откажитесь от основных вредных продуктов – шоколада, белого хлеба и булок, чипсов, сала, газировок с углеводами – на 3 недели, этого достаточно, чтобы избавиться от вредной привычки к ним.
Ешьте больше мяса, рыбы, нежирных молочных продуктов – легкого сыра, например. Белки, волокна насыщают организм. Дополняйте их овощами и фруктами. Ешьте 4 раза в день. Углеводов (хлеба, макарон, картофеля) на тарелке должно быть не более объема, который помещается в пригоршню руки.
Как похудеть полезно без озона
Избавиться от привычной тяги к сладкому и жирному поможет не только питание – ведь поначалу вы будете мечтать о привычном шоколаде, – но и молитва. Диетологи составили множество аффирмаций, то есть фраз, настраивающих на отказ от определенной пищи. Однако самая сильная помощь диете, правильному питанию – это молитва от чревоугодия:
Не смущайтесь, что вы молитесь по такому, казалось бы, странному для молитвы поводу, как похудение. Это не просто женские штучки – это борьба с грехом, присущим многим женщинам. Тело человека должно быть здоровым, о нем нужно заботиться даже с точки зрения Церкви: монахи изнуряют себя постом, чтобы избавиться от всех страстей, но это подвижники, а мы, простые миряне, можем заботиться не только об избавлении от грехов, но и о красоте тела.
Озонатор наш друг или враг?
Озонатор наш друг или враг?
Опубликовано: 10.08.2018. Обновлено: 01.07.2021.
Замечали необыкновенный запах прохладной свежести после грозы или у подножия водопада? Так пахнет озон в небольшой концентрации, именно этот газ делает воздух свежим и чистым. Производители озонаторов воздуха для дома утверждают, что их приборы способны воссоздать этот эффект в условиях квартиры. Так ли это и как влияет озонирование квартиры на жильцов? Давайте разбираться.
Что такое озонатор
Для начала определимся с газом, который вырабатывает это устройство. Озон (O3) состоит из двухатомного кислорода (O2) и еще одного атома кислорода (O), вот этот последний под действием внешних обстоятельств и может отсоединяться от молекулы и присоединяться к другим веществам, в результате чего меняется их химический состав. Именно по такому принципу озонатором удаляются запахи, инактивируются (уничтожаются) вирусы и прочие загрязнители.
Полезный и вредный озон
Обычно говорят о двух видах О3 (на самом деле он один, просто по-разному воздействует на природу и человека):
Не будем возвращаться в школу и рассказывать о стратосфере, нас волнует, какое влияние оказывает приземный озон на организм человека и окружающую среду. Исследованиями доказано, что для дезинфекции O3 гораздо эффективнее хлора, именно поэтому европейские страны вместо хлорирования выполняют озонирование водопроводной воды, поступающей в квартиры жителей. При высокой концентрации этот газ бледно-голубого цвета уничтожает грибок, плесень, пылевых клещей, инфекции и т. п. Кроме них, также разрушаются полимеры, резина, различные металлы, в качестве сильного окислителя озон может даже привести к поломке электроники и бытовой техники.
поэтому обычно его легко почувствовать и успеть предпринять специальные меры до того, как будет достигнута предельно допустимая концентрация (ПДК).
Принцип действия прибора
Как работает озонатор? Технология озонирования имитирует действия при грозе: кислород, попавший в устройство, подвергается сильному электрическому воздействию, в результате чего молекула перестраивается и создается озон. Газ по трубке выводят в окружающую среду, где он вступает в реакцию с загрязняющими веществами, окисляет их, разрушая оболочку, и инактивирует.
Простой принцип работы озонатора воздуха обуславливает простую конструкцию, включающую генератор электрических разрядов, источник напряжения, вентилятор и систему управления прибором. Также в интернет-магазинах можно выбрать модели вместе с увлажнителем (после озонирования воды в помещение выделяется очищенная влага) или ионизатором.
Где применяют
Озоногенераторы используют для решения следующих задач:
Нюансы использования
Из-за опасности озона для дыхательных путей покупайте только сертифицированную климатическую технику, проверенную на соответствие актуальным гигиеническим нормам и требованиям безопасности. Перед покупкой обратите внимание на производительность и рекомендуемое время работы. Обычно озонатор воздуха для квартиры может непрерывно работать около 30 минут, поэтому для обработки больших помещений скорость выработки газа должна быть выше. В среднем, для комнаты до 15 м2 достаточно 250 мг/ч, для площадей более 25 м2 должно вырабатываться не менее 400 мг O3 за час
Нельзя включать устройство при высокой влажности в помещении, наличии взрывоопасных компонентов, источника огня, так как из-за высокого напряжения может возникнуть возгорание. Прежде чем начинать озонирование воздуха, рекомендуется вынести из комнаты растения, компьютеры и другую технику с электронными платами, после чего провести влажную уборку. В некоторых инструкциях по эксплуатации также указывают, что нужно закрывать вентиляционные устройства и заклеивать все щели рядом с дверью.
Из-за риска получения передозировки людям и домашним животным запрещено находиться в озонируемом помещении и минимум в течение 1–2 часов после проведения обработки (столько времени озон разлагается, превращаясь в кислород), если допустимо проветривание, то газ выветривается за 30 минут.
Озонатор воздуха и ионизатор — это разные приборы, хотя оба вырабатывают O3. Задача ионизации заключается в насыщении помещения отрицательными ионами, притягивающими к себе часть загрязнений и повышающими газообмен в легких. Кроме достоинств, у этого устройства есть и недостатки: в ионизированном воздухе быстрее распространяются инфекции, а в самом приборе не контролируется количество вырабатываемого озона, так как он является побочным продуктом реакции.
Виды озоногенераторов
По способу использования выделяют озонаторы:
По сфере применения:
Польза и вред бытового озонатора
Основные преимущества такой техники заключаются в способности качественного обеззараживания и устранения неприятных или нежелательных запахов. Воздух становится чище, а вода за счет осаждения примесей — прозрачнее. Кроме явных достоинств, генератор озона имеет и существенные недостатки:
Эффективная альтернатива
Если для Вас риски озонатора воздуха превысили его достоинства, рассказываем о возможной альтернативе. Так как озонирование помещений требуется для обеззараживания и уничтожения патогенов, достаточно подобрать прибор, способный столь же эффективно дезинфицировать окружающий воздух и при этом не выделять озон в комнату. Очиститель-обеззараживатель Clever, выпускаемый компанией Tion, продуцирует O3 для удаления вируса гриппа, Эболы, коронавируса и многих других возбудителей опасных заболеваний, но газ остается внутри прибора и при прохождении адсорбционно-каталитического (АК) фильтра преобразуется в кислород, поэтому в помещение выходит обеззараженный безопасный воздух.
В отличие от озонаторов, Tion Clever также удаляет крупную пыль, микробы, плесневый грибок, шерсть животных, выхлопные газы и т. п. Для этого в конструкции предусмотрен комплект фильтров: грубой очистки четвертого класса, HEPA и АК. Прибором можно пользоваться непрерывно и спокойно проветривать жилые комнаты, не боясь распространения аллергенов и загрязнителей. Положительный эффект подтвержден Государственным центром вирусологии и биотехнологии «Вектор» Роспотребнадзора.
В этой статье мы максимально подробно рассказали о том, какие типы генераторов озона существуют, как пользоваться озонатором воздуха в квартире и о каких рисках озонирования стоит знать. Если Вы хотите получить здоровый микроклимат в доме, но не представляете, как это сделать, рекомендуем приобрести три товара: увлажнитель, приточную вентиляцию и очиститель-обеззараживатель. Как правило, этой техники достаточно, чтобы регулировать содержание кислорода и углекислого газа, поддерживать требуемый уровень влажности с учетом окружающей температуры и при этом удалять все виды загрязнений без вреда для человека, животных, растений и техники.
Желаем Вам комфортного микроклимата без вреда для здоровья!
Научно-популярная статья о роли озона и особенностях применения озонатора
Во время грозы, когда электрические разряды молнии «прошивают» атмосферу, образующийся озон мы ощущаем как свежесть воздуха. Озон действительно чистит наш воздух! Являясь сильным окислителем, он разлагает многие токсические примеси в атмосфере до простых безопасных соединений, тем самым обеззараживая воздух. Вот поэтому после грозы мы ощущаем приятную свежесть, нам легко дышится, и мы яснее видим все окружающее, особенно синеву неба.
Поэтому относительно высокие концентрации озона используются для дезинфекции воды и воздуха, а более низкие способствуют заживлению ран и широко используются в косметологии.
Бытовые приборы озонирования дают безопасную концентрацию озона для человека. С помощью озонатора Вы всегда будете дышать свежим и чистым воздухом
Где же применяется озон сегодня?
Озон, являясь сильным окислителем, широко применяется в самых различных областях нашей жизни. Его используют в медицине, в промышленности, в быту.
Озон широко используют в химической отрасли промышленности.
Особая роль отводится озону в пищевой промышленности. Являясь сильно дезинфицирующим и химически безопасным средством, он используется для предотвращения биологического роста нежелательных организмов в продуктах питания
и на технологическом пищевом оборудовании. Озон обладает свойством убивать микроорганизмы, не создавая новых вредных химических веществ.
Особая роль отводится озону в медицине. В качестве сильного окисляющего агента он применяется для стерилизации изделий медицинского назначения. Расширяется сфера
его применения в терапии многих заболеваний.
Все химикаты, которые находятся в воздухе, реагируя с озоном, распадаются на безвредные соединения: углекислый газ, воду и кислород.
Для каких целей применяется бытовой озонатор?
Обработка воздуха с помощью озонирования
Воздух помещений содержит вредные для здоровья вещества. Основными источниками загрязнения в помещениях являются:
Загрязненный воздух оказывает на организм человека негативное влияние постепенно. Химические вещества становятся опасными для здоровья, когда их концентрация превышает предельно допустимый уровень. Но даже небольшое количество этих веществ в воздухе вызывает неблагоприятные последствия, если время их воздействия достаточно велико. Появляются жалобы на головную боль, слабость, плохое самочувствие; возможна аллергия.
При озонировании помещений озон разрушает большинство летучих органических веществ, загрязняющих воздух в замкнутых пространствах. Происходит очистка воздуха
от неприятных запахов и взвешенных частиц.
Озон при концентрации около 0,1 мг/куб.м значительно уменьшает число бактерий, грибков, плесени, тем самым обеззараживая воздух. При этом в течение примерно получаса озон превращается в обычный кислород.
Поскольку, в отличие от свободной атмосферы, в закрытых помещениях не идут естественные процессы образования озона, его концентрацию нужно поддерживать искусственно с помощью озонаторов.
Решает ли задачу озонирования кондиционер?
Воздух теряет свою «свежесть» после прохождения через фильтры систем вентиляции и кондиционеры. Да и сами кондиционеры со временем становится источниками загрязнения и заражения. Следовательно, озонирование таких помещений просто необходимо. Более того, можно дезинфицировать и сам кондиционер.
Обработка воды с помощью озонирования
Вода перед подачей в водопровод проходит несколько стадий очистки, фильтрации и обеззараживания посредством хлорирования. Только незначительная часть активного хлора участвует в процессе стерилизации воды. Основная же часть вступает в реакцию с растворенными в воде органическими веществами. При этом образуются токсичные и канцерогенные хлорорганические соединения, ухудшаются органолептические качества воды.
Озон способен окислять вредные хлорорганические соединения и вытеснять свободный хлор, не создавая в процессе реакции новых токсичных соединений.
Жизнестойкость озона, растворенного в воде, не превышает нескольких минут, по истечении которых непрореагировавшие остатки озона превращаются в обычный кислород.
Что происходит с бактериями, находящимися в воде?
Преимущества озонирования в сравнении с другими методами очистки
Через какое время можно пить воду после озонирования?
Жизнь озона в воде составляет несколько минут. Этого времени достаточно для того, чтобы он справился со всеми вредными примесями и превратился в обычный кислород.
Поэтому длительная обработка воды озоном не представляет опасности. Свойства обработанной воды сохраняются в течение 48 часов.
Вода из природных источников может содержать большое количество примесей, поэтому ее целесообразно профильтровать до озонирования.
Вода из водопровода, как правило, не требует предварительной фильтрации.
Какую посуду лучше выбрать для озонирования?
Посуда может быть стеклянная, керамическая, деревянная, пластмассовая, эмалированная (без сколов и трещин). Нельзя обрабатывать воду в металлической, алюминиевой
и медной посуде.
Для каких еще целей можно применять озонированную воду?
Воду, прошедшую обработку озоном, можно пить, готовить на ней еду, поливать ею цветы, мыть фрукты и овощи, мыть посуду, принимать ванну, мыть животных и пр.
Полив растений озонированной водой способствует росту и яркости соцветий.
Применение озонированной воды при мытье головы способствует устранению перхоти и росту волос.
Такая вода дает хороший дезинфицирующий эффект у посуды для консервирования.
Какое воздействие оказывают ванны с озонированной водой на организм?
Принятие таких ванн помогает удалять из организма токсины, снижает головные боли, помогает при мигрени, нервных расстройствах, кожных заболеваниях.
В ванне поры раскрываются и очищаются, кожа начинает в полной мере выполнять свои выделительные и дыхательные функции.
Обработка продуктов питания с помощью озонирования
Озон способствует длительному сохранению качества мяса, рыбы, мясных и рыбных продуктов, яиц, сыров. В процессе озонирования уничтожаются микробы и бактерии, химические вредные вещества, вирусы, плесень, значительно снижается содержание нитратов в овощах и фруктах.
Питательные вещества при правильной обработке не разрушаются.
Как следует обрабатывать продукты озонатором?
Продукты необходимо поместить в воду и опустить в нее трубочку, по которой газ будет подаваться в течении 10-15 минут.
Продукты, предназначенные для хранения, обрабатывают сухим озоном, не опуская их в воду. Для этого их кладут в закрывающуюся емкость или в пакет.
Обработка озоном способствует устранению содержащихся в мясе и рыбе болезнетворных бактерий и стимуляторов их роста.
Свежепойманная рыба может быть сохранена длительное время, если ее омывать озонированной водой.
Применение озона в медицинской практике
Озон в терапевтических дозах действует как иммуномодулирующее, противовоспалительное, бактерицидное, противовирусное, фунгицидное, цистостатическое, антистрессовое и анальгезирующее средство.
Озонотерапия успешно применяется практически во всех областях медицины: в неотложной и гнойной хирургии, общей и инфекционной терапии, гинекологии, урологии,
дерматологии, гепатологии, гастроэнтерологии, стоматологии, косметологии и др.
Какие эффекты проявляются при озонотерапии?
Использование озона усиливает потребление глюкозы тканями и органами, увеличивает насыщаемость кислородом плазмы крови, уменьшает степень кислородного голодания,
улучшает микроциркуляцию.
Озон оказывает положительное действие на метаболизм печени и почек, поддерживает работу сердечной мышцы, уменьшает частоту дыхания и увеличивает дыхательный объем.
Положительное влияние озона на людей с заболеваниями сердечно-сосудистой системы (снижается уровень холестерина в крови, снижается риск тромбообразования, активизируется процесс «дыхания» клетки).
Есть ли противопоказания к применению озонотерапии?
Да, есть противопоказания. Поэтому будьте очень внимательны при назначении озонотерапии, посоветуйтесь с врачом, обсудите способы и методы воздействия, возможные реакции организма.
Несколько практических вопросов
Можно ли мыть и дезинфицировать озонированной водой детские игрушки, детскую посуду?
Конечно, можно (кроме резиновых изделий).
Можно ли дезинфицировать озонатором одежду и обувь?
Можно. Для этого одежду или обувь поместите в полиэтиленовый пакет, снимите с воздуховода диффузный камень, струю направьте в носок обуви. Пакет перевяжите. Обрабатывайте 10-15 минут.
Озон дезинфицирует и дезодорирует вещи и обувь, предотвращает развитие грибков и микробов.
Как можно использовать озонатор для ухода за домашними животными?
Нельзя озонировать мальков и икру рыбы, потому что озон для них губителен.
Про Володю и озонатор
Писал я недавно в свой канал заметку насчет комнатных растений, по мнению NASA очищающих воздух от формальдегида/аммиака/паров растворителей (бензола, трихлорэтилена, ксилола и толуола). И сразу от подписчиков получил вопрос по поводу озона в воздухе. Набросал черновик ответа, но за пару дней он внезапно «растолстел» и попросился на хабр. Тем более антропогенный озон — это в определенной степени и лазерные принтеры и копиры, коих в офисах и компаниях тысячи…
Поэтому сегодня под катом читаем про тропосферный (или приземный) озон, кустарные методы определения его в воздухе и конечно же про растения, которые способны озон этот дезактивировать (и не только его). Как повысить продуктивность с помощью комнатных растений и защититься от заболеваний легких.
От автора: надеюсь, статью прочитают те, кто среди зимы занимается «кронированием» городских деревьев, срезая две трети ствола и, хоть о чем-то задумается…
Предыстория. Захотел однажды некий научный сотрудник задействовать в своих изысканиях озон. Приобрел озонатор для этой цели и поручил своему аспиранту прибор наладить и приступить к генерации этого самого озона для целей народного хозяйства. Но аспирант оказался не промах и затребовал к озонатору еще и прибор для контроля уровня озона в воздухе. Ну а зачем, спросили аспиранта, «озон ведь полезен». Но тот остался верен себе «индикатора озона нет — работы нет». Храброй, уверенной в своих знаниях молодежи посвящается! А тем кто не уверен — может быть статья и поможет.
Чем озон хорош?
Хорош он в первую очередь конечно же тем, что является основным защитником земли от жесткого ультрафиолета Солнца. Тонкий (около 3 мм — прим. SilverHorse «3 мм — это приведенная толщина озонового слоя, то есть толщина этого слоя, если весь озон в атмосфере Земли сконцентрировать на уровне моря при н.у.» = при температуре 273К/0С и давлении 10 5 Па/1 атм — уточнение от tvl ) слой этого газа в стратосфере фильтрует УФ от 200 до 315 нм (пик поглощения 250 нм).
Благодаря очень высокой окислительной активности озон используется во многих отраслях промышленности и медицины. В качестве примера можно привести водоподготовку, где пропускание озона через загрязненную воду позволяет убирать из нее железо и марганец (обезжелезивание и деманганация):
Озон окисляет растворенный сероводород в воде до сернистой кислоты:
Озон нейтрализует цианиды в пирожных, переводя их в безопасные цианаты (а дальше и вообще в углекислый газ):
Этот способ можно использовать на аффинажных предприятиях (= по добыче золота и серебра).
Озонирование довольно активно используется в водоподготовке (как замена хлору), т.к озон не образует опасных хлорорганических соединений и не остается в воде после обработки (прим. — но если в воде есть бромиды (вроде «армейского брома») то обработка озоном может привести к образованию канцерогенного бромата). Там где есть достаточное количество электроэнергии — озон «препарат выбора» для обеззараживания воды. Не требует затрат на транспортировку, на специальное оборудование для хранения опасных газов, и никак не меняет органолептические качества воды (вкус и запах).
Озон может убивать бактерии/грибы/насекомых, чем активно пользуются, например для дезинфекции белья в больницах/дезинфекции операционных, для обработки бассейнов и бань (+ морских кораблей), для очистки воздуха пищевых производств от спор дрожжей и плесени, для ликвидации возбудителей лямблиоза и криптоспоридиоза в воде. Озоном, в конце концов уничтожают жучков в зерне.
Прекрасный окислитель, озон вполне может быть использован для дезодорирования помещений/предметов после пожара, для отбеливания тканей, древесины, бумаги (как замена хлору). Озон используется при травлении пластмасс, чтобы увеличить адгезию красителей и чернил. Интересное применение — удаление остатков пестицидов из фруктов и овощей.
Чем озон плох?
А плох он тем же, чем и хорош. Своей высокой окисляющей способностью. Именно благодаря этому происходит ускоренное старение полимеров, особенно резин (натуральный каучук, нитрильный каучук и стирол-бутадиеновый каучук). Изделия растрескиваются, теряют эластичность и т.д. и т.п. Поэтому в полимеры, работающие в условиях повышенного содержания озона добавляют «антиозоновые» добавки (в основном воски, которые создают защитную пленку). В жизни примером «озоновых трещин» могут стать топливные шланги в моторном отсеке. Озон там образуется из-за работы электрических компонентов с искрением в них (щетки, электромеханические реле, контакторы и т.п.).
Так же как расправляется с микроорганизмами и резинами, озон может расправится и с легочной тканью человека.
Традиционно принято считать, что «любой природный запах свежести» — это озон. Хотя, если уж начистоту, мне запах озона напоминает запах хлора, который далек от понятия «приятно». Есть мнения, что свежесть воздуха около моря — это заслуга озона. На самом деле — это запах связан со старым добрым диметилсульфоксидом (лекарственное средство димексид, ага). Запахи это вообще материя такая странная, неуловимая…
Тропосферный озон оказывает влияние в основном на легкие при вдыхании, хотя при определенных условиях может оказывать и раздражающее действие на кожные покровы. «Газовая атака» может выражаться в следующих симптомах:
— Раздражение дыхательной системы: кашель, раздражение горла и/или неприятные ощущения в груди. В группу риска попадают и люди, проводящие много времени на улице у которых повышается восприимчивость к респираторным инфекциям.
— Снижение физиологической активности легких, сложность с глубоким и энергичным дыханием. Озон заставляет мышцы дыхательных путей сжиматься, что задерживает воздух в альвеолах, а в итоге появляются хрипы и одышка
— Воспаление и повреждение слизистой оболочки легких. При отравлении озоном в течении нескольких дней поврежденные клетки отмирают так же, как кожа после загара. Но если этот тип воспаления повторяется в течение длительного периода времени (месяцы, годы и т.п.), на ткани легкого образуются рубцы, что в итоге приводит к потере определенной части функционала легкого.
— Обострение хронических заболеваний. Наиболее уязвимы для озона люди с хроническими респираторными заболеваниями, вроде астмы, хронической обструктивной болезни легких, рака легких и т.п. При повышении уровня озона у астматиков возрастает количество приступов, они становятся более чувствительны к различным аллергенам в воздухе.
На картинке ниже показано взаимодействие озона с дыхательной жидкостью и клетками легких
Острые и хронические последствия для здоровья и роль озона в заболеваемости и смертности обобщены в документе ВОЗ. Исследования последних лет показывают, что ежедневное воздействие высоких уровней озона может вызвать повреждение ДНК у операторов в копировальных центрах. Особое внимание многие авторы обращают на опасность повышенного содержания озона для детей из-за более высокого потребления воздуха на килограмм массы тела. EPA США (за 2017) утверждает, что длительное воздействие озона в высоких концентрациях приводит к постоянному повреждению легочной ткани. В качестве примера факт, что увеличение максимальной концентрации озона за 1 ч на 10 мкг/м 3 приводит к увеличению смертности на 0,21% без учета других загрязнителей воздуха. Исследование показало, что сокращение концентрации озона в городах на одну треть спасло бы примерно 4000 жизней в год. Сюда же информация о том, что один только тропосферный озон вызывает приблизительно 22 000 преждевременных смертей в год в 25 странах Европейского союза.
Теоретически, большая часть людей могут обнаружить присутствие
0,01 мкмоль/моль озона в воздухе, благодаря резкому запаху, напоминающему запах хлора. Если в воздухе содержится от 0,1 до 1 мкмоль/моль озона в воздухе — тогда возникают головные боли, жжение в глазах и раздражение дыхательных путей.
Источники тропосферного озона
В городских условиях озон чаще всего образуется в результате реакции между летучими органическими соединениями и оксидами азота в присутствии ультрафиолета солнечного света (фотохимическая реакция). Летучая органика (VOC по английски) — это любые органические вещества, которые кипят при низкой температуре и соответственно легко испаряются из жидкой или твердой формы и поступают в окружающую среду. Сюда относится формальдегид, бутан, бензол, метиленхлорид, стирол, лимонен и т.д. и т.п. Тысячи их. Считается, что предшественниками тропосферного озона являются СО (угарный газ), летучая органика и оксиды азота (NOx). Основными поставщиками прекурсоров являются выхлопные газы автомобилей, промышленные выбросы и химические растворители (+ курильщики). И хотя прекурсоры озона часто возникают в городских районах, ветер может переносить NOx на сотни километров, и добавить «озоньку» даже в достаточно отдаленных районах крайнего Севера.
Тропосферный озон начинается с того, что угарный газ или летучая органика окисляется с помощью гидроксильного радикала. В случае СО получается нестабильный радикальный аддукт *HOCO, который в реакции с кислородом воздуха образует пероксидный радикал, а летучие углеводороды так те сразу дадут пероксосоединения.
Затем пероксидные радикалы начнут реагировать с оксидом азота NO c образование оксида азота NO2 и старого доброго гидроксильного радикала с которого все началось.
Ну а дальше уже получившийся NO2 под воздействием оставшегося после прохождения стратосферного озонового слоя ультрафиолета будет распадаться обратно на NO и атомарный кислород О.
NO2 + hv = NO + O, λ для тех кому бумажек мало
Когда озон измерен, самое время задуматься о том, что теперь с ним делать. Лучший вариант — переместиться куда-нибудь территориально (на дачу, например). Связано это с тем, что именно наружный воздух является основным источником озона внутри помещений. В зависимости от скорости воздухообмена/скорости распада озона его концентрация в помещении может составлять примерно от 30 до 70% от концентраций в наружном воздухе (при условии отсутствия антропогенных источников озона, вроде очистителей воздуха, лазерных принтеров или копиров).
Замечание от teakettle по поводу принтеров/копиров:
В настоящее время надо суметь найти лазерный принтер, загрязняющий воздух озоном. Это было актуально лет, примерно, 20 назад: тогда для заряда фотобарабана и переноса тонера на бумагу в них применялись коронаторы (коротроны, скоротроны — каждый переводчик переводил charge corona unit по своему) с рабочим напряжением 4,5-5 кВ, при котором возникал коронный разряд (который и обеспечил название детали и образование озона). В настоящее время в большинстве принтеров (копиров, МФУ) применяется ролик заряда под напряжением 1,3-1,7 кВ. Такого напряжения недостаточно для образования озона.
Коронаторы в лазерной печатающей технике встретить все еще можно, обычно при скоростях печати 70 страниц в минуту и выше, но обычно это немаленький такой шкаф, который мало кто поставит у себя под боком (он еще и шумит изрядно), либо в «инженерках» — копировальных аппаратах формата А0, тоже не особо распространенных. Самое забавное случалось при периодической замене озоновых фильтров в аналоговых копирах (в цифровиках почему-то обычно стояли ролики, уже тогда): аппарат работает нормально, меняем старый пыльный фильтр на новый — начинает вонять озоном, прекращает через несколько дней.
Если изменить свое местоположение не представляется возможным — остается с озоном бороться. Технологически, сегодня известны активные и пассивные методы удаления озона в помещении. Активные — это принудительный прогон воздуха в помещении через фильтры с активированным углем. Пассивные — это использование специализированных покрытий на стенах/потолке, способных снижать содержание озона в воздухе. На сегодня это открытая тема на острие науки. Чаще всего для этой цели используются неорганические материалы, например, краски/штукатурки на основе глин, глиняный и известняковый облицовочный камень, потолочные плиты на основе перлита, листы гипсокартона без армирующей бумажной стенки и т.п. Эти методы чаще всего сопряжены с высокими энергетическими и финансовыми затратами и не всегда обладают достаточной эффективностью (особенно в крупных мегаполисах).
Единого мнения о времени полураспада озона нет, что не удивительно, т.к. этот параметр будет зависеть от температуры, влажности, материала стен и т.п. Например, в герметичной камере с вентилятором, который постоянно перемешивает газ, период полураспада составляет около одного дня при комнатной температуре. По некоторым данным, при атмосферных условиях период полураспада озона может составлять от тридцати минут до двух часов.
Про наших маленьких друзей
Ну и самый перспективный, экологичный и дешевый вариант — использовать растения. Озон может удаляться растениями, выделяющими монотерпены. Активно поглощают озон и дитерпеноиды, выделяемые устьицами растений. В качестве примера можно привести листья табака, которые выделяют дитерпенол цис-абиенол. При поглощении озона через устьица листа начинается механизм окисления с активацией нескольких растительных антиоксидантных систем (ферментных и т.п.), что вместе уменьшает окислительный стресс и позволяет растениям пережить высокий уровень озона в воздухе. Если смотреть в сторону доступных комнатных растений, то чемпионами по очистке воздуха от озона являются следующие растения:
— Хлорофитум хохлатый (Chlorophytum comosum, «растение-паук», «брызги шампанского»)
— Сансевиерия трёхполосная (Sansevieria trifasciata, «тещин язык»)
Так что, если вдруг так случилось, что вы много времени проводите в местах скопления оргтехники или попали летом под фотохимический смог — обязательно держите рядом с собой иодокрахмальные полоски со шкалой Шёйнбейна и хотя бы одно упомянутое выше растение.
Замечание про другие виды загрязнений
В публикации посвященной растениям-поглотителям летучих органических соединений (которые, напомню, являются предшественниками появления приземного озона) я ничего не сказал про то, каким способом растения это делают. А надо бы.
Убирают всю самую распространенную летучую органику (формальдегид, аммиак, пары бензола, трихлорэтилена, ксилола и толуола), не токсичны для котиков/пёсиков
Например, в работе было проанализировано 217 травянистых и древесных видов на предмет эффективности поглощения NO2. Было установлено, что наиболее эффективные древесные растения — это Eucalyptus viminalis, Populus nigra, Magnolia kob u и Robinia pseudoacacia, а среди травянистых — Erechtites hieracifolia, Crassocephalum crepidioides и Nicotiana tabacum.
Сложная органика (вроде бензола) окисляется по орто- или мета-положениям и превращается в полезные (людям) полифенолы.
Интересно, что по отношению к наночастицам РМ2.5 более активны растения с листьями в виде игл. Возможно это объясняется большим количеством игл по сравнению с количеством плоских листьев, и кроме того, очень большую роль играет наличие слоя воска, покрывающего лист и играющего роль адгезива для приклеивания твердых частиц. Также хорошей задерживающей способностью по отношению к твердым аэрозолям могут обладать все растения с высокой степень «оволоснения» листьев (Catalpa speciosa, Broussonetia papyrifera и Ulmus pumila, см. статью в Nature). Все упоминания об фиксации твердых частиц относятся в основном к листьям растений и не известно, могут ли микробы расщеплять накопленные на листьях частицы для дальнейшего использования в метаболизме растений. Это отдельная, неизученная пока, тема.
Несмотря на множество сугубо технических подходов для очистки воздуха (адсорбенты, каталитическое окисление, хемосорбция и катализ), постоянно идет поиск увеличения эффективности и, одновременно, снижения стоимости очистки воздуха. И все больше исследователей сходится в том, что лучше всего для этой задачи подходят леса (удивительно, да? 🙂 ). Поэтому достаточно активно финансируются работы, направленные на изучение биоремедиации (= использования организмов для накопления, разложения или превращения опасных веществ в менее токсичные или нетоксичные), и здесь уже фиторемедиация (использование растений в качестве биофильтров) занимает видное место в развитых странах.
Эта тема достаточно непростая. Пары ртути — это, фактически, элементарный металл. Листья некоторых растений способны поглощать газообразную ртуть через устьица листа. В статье исследователи на примере злаковых растений установили, что поглощение ртутных паров листом увеличивается с повышением концентрации паров, температуры и освещенности. Листья также способны поглощать ртуть после осаждения микрокапель на поверхности листьев. Но несмотря на присутствие определенного эффекта, чаще всего растения используются только для биоиндикации загрязнения ртутными парами, а не для очистки от них. Наиболее близким к «комнатному ртутному био-фильтру» можно считать использование такого интересного растения, как тилландсия уснеевидная (испанский мох), с помощью которого удалось снизить уровень ртутных паров в бразильских магазинах торгующих золотом. Так что пока это самый оптимальный вариант для использования в качестве комнатного вазона :). Кстати, именно это растение используют для создания кукол Вуду.
