Время распада озона в воде. Физико-химические свойства озона

Физические свойства озона весьма характерны: это легко взрывающийся газ голубого цвета. Литр озона весит примерно 2 грамма, а воздух - 1,3 грамма. Следовательно, озон тяжелее воздуха. Температура плавления озона - минус 192,7ºС. Такой «растаявший» озон представляет собой тёмно-синюю жидкость. Озоновый «лед» имеет темно-синюю окраску с фиолетовым оттенком и при толщине свыше 1 мм становится непрозрачным. Температура кипения озона - минус 112ºС. В газообразном состоянии озон диамагнитен, т.е. не обладает магнитными свойствами, а в жидком состоянии - слабопарамагнитен. Растворимость озона в талой воде в 15 раз больше, чем у кислорода и составляет примерно 1,1 г/л. В литре уксусной кислоты при комнатной температуре растворяется 2,5 грамма озона. Он также хорошо растворяется в эфирных маслах, скипидаре, четыреххлористом углероде. Запах озона ощущается при концентрациях свыше 15 мкг/м3 воздуха. В минимальных концентрациях воспринимается как «запах свежести», в более значительных концентрациях приобретает резкий раздражающий оттенок.

Озон образуется из кислорода по следующей формуле: 3O2 + 68 ккал → 2O3. Классические примеры образования озона: под действием молнии во время грозы; под действием солнечного света в верхних слоях атмосферы. Озон также способен образовываться при любых процессах, сопровождающихся выделением атомарного кислорода, например, при разложении перекиси водорода. Промышленный синтез озона связан с использованием электрических разрядов при низких температурах. Технологии получения озона могут отличаться друг от друга. Так, для получения озона применяемого для медицинских целей используется только чистый (без примесей) медицинский кислород. Отделение образовавшегося озона от примеси кислорода обычно не составляет труда в силу различий физических свойств (озон легче сжижается). Если не требуется соблюдения определенных качественных и количественных параметров реакции, то получение озона не представляет особых трудностей.

Молекула О3 неустойчива и довольно быстро превращается в O2 с выделением тепла. При небольших концентрациях и без посторонних примесей озон разлагается медленно, при больших — со взрывом. Спирт при соприкосновении с ним моментально воспламеняется. Нагревание и контакт озона даже с ничтожными количествами субстрата окисления (органических веществ, некоторых металлов или их окислов) резко ускоряет его разложение. Озон может сохраняться длительное время при − 78ºС в присутствии стабилизатора (небольшого количества HNO3), а также в сосудах из стекла, некоторых пластмасс или благородных металлов.

Озон - сильнейший окислитель. Причина такого явления кроется в том, что в процессе распада образуется атомарный кислород. Такой кислород гораздо агрессивнее молекулярного, потому что в молекуле кислорода дефицит электронов на внешнем уровне вследствие их коллективного использования молекулярной орбитали не так заметен.

Еще в XVIII веке было замечено, что ртуть в присутствии озона теряет блеск и прилипает к стеклу, т.е. окисляется. А при пропускании озона через водный раствор йодистого калия начинает выделяться газообразный йод. Такие же «фокусы» с чистым кислородом не получались. В дальнейшем открывались свойства озона, которые сразу же были приняты на вооружение человечества: озон оказался прекрасным антисептиком, озон быстро удалял из воды органические вещества любого происхождения (парфюмерия и косметика, биологические жидкости), стал широко использоваться в промышленности и быту, прекрасно зарекомендовал себя в качестве альтернативы стоматологической бормашине.

В XXI веке применение озона во всех областях жизни и деятельности человека растет и развивается, а потому мы становимся свидетелями его превращения из экзотики в привычный инструмент для повседневной работы. ОЗОН O3, аллотропная форма кислорода.

Получение и физические свойства озона.

Впервые ученые узнали о существовании неизвестного им газа, когда начали экспериментировать с электростатическими машинами. Случилось это в 17 веке. Но начали изучать новый газ лишь в конце следующего столетия. В 1785 голландский физик Мартин ван Марум получил озон, пропуская через кислород электрические искры. Название же озон появилось лишь в 1840; его придумал швейцарский химик Кристиан Шенбейн, произведя его от греческого ozon - пахнущий. По химическому составу этот газ не отличался от кислорода, но был значительно агрессивнее. Так, он мгновенно окислял бесцветный иодид калия с выделением бурого иода; эту реакцию Шенбейн использовал для определения озона по степени посинения бумаги, пропитанной раствором иодида калия и крахмала. Даже малоактивные при комнатной температуре ртуть и серебро в присутствии озона окисляются.

Оказалось, что молекулы озона, как и кислорода, состоят только из атомов кислорода, только не из двух, а из трех. Кислород О2 и озон О3 - единственный пример образования одним химическим элементом двух газообразных (при обычных условиях) простых веществ. В молекуле О3 атомы расположены под углом, поэтому эти молекулы полярны. Получается озон в результате «прилипания» к молекулам О2 свободных атомов кислорода, которые образуются из молекул кислорода под действием электрических разрядов, ультрафиолетовых лучей, гамма-квантов, быстрых электронов и других частиц высокой энергии. Озоном всегда пахнет около работающих электрических машин, в которых «искрят» щетки, около бактерицидных ртутно-кварцевых ламп, которые излучают ультрафиолет. Атомы кислорода выделяются и в ходе некоторых химических реакций. Озон образуется в малых количествах при электролизе подкисленной воды, при медленном окислении на воздухе влажного белого фосфора, при разложении соединений с высоким содержанием кислорода (KMnO4, K2Cr2O7 и др.), при действии на воду фтора или на пероксид бария концентрированной серной кислоты. Атомы кислорода всегда присутствуют в пламени, поэтому если направить струю сжатого воздуха поперек пламени кислородной горелки, в воздухе обнаружится характерный запах озона.

Реакция 3O2 → 2O3 сильно эндотермичная: для получения 1 моль озона надо затратить 142 кДж. Обратная реакция идет с выделением энергии и осуществляется очень легко. Соответственно озон неустойчив. В отсутствие примесей газообразный озон медленно разлагается при температуре 70° С и быстро - выше 100° С. Скорость разложения озона значительно увеличивается в присутствии катализаторов. Ими могут быть и газы (например, оксид азота, хлор), и многие твердые вещества (даже стенки сосуда). Поэтому чистый озон получить трудно, а работать с ним опасно из-за возможности взрыва.

Не удивительно, что в течение многих десятилетий после открытия озона неизвестны были даже основные его физические константы: долго никому не удавалось получить чистый озон. Как писал в своем учебнике Основы химии Д.И.Менделеев, «при всех способах приготовления газообразного озона содержание его в кислороде всегда незначительно, обыкновенно лишь несколько десятых долей процента, редко 2%, и только при очень пониженной температуре оно достигает 20%». Лишь в 1880 французские ученые Ж.Готфейль и П.Шаппюи получали озон из чистого кислорода при температуре минус 23° С. Оказалось, что в толстом слое озон имеет красивую синюю окраску. Когда охлажденный озонированный кислород медленно сжали, газ стал темно-синим, а после быстрого сброса давления температура еще более понизилась и образовались капли жидкого озона темно-фиолетового цвета. Если же газ не охлаждали или сжимали быстро, то озон мгновенно, с желтой вспышкой, переходил в кислород.

Позднее разработали удобный метод синтеза озона. Если подвергнуть электролизу концентрированный раствор хлорной, фосфорной или серной кислоты с охлаждаемым анодом из платины или из оксида свинца(IV), то выделяющийся на аноде газ будет содержать до 50% озона. Были уточнены и физические константы озона. Он сжижается намного легче кислорода - при температуре -112° С (кислород - при -183° С). При -192,7° С озон затвердевает. Твердый озон имеет сине-черный цвет.

Опыты с озоном опасны. Газообразный озон способен взрываться, если его концентрация в воздухе превысит 9%. Еще легче взрываются жидкий и твердый озон, особенно при контакте с окисляющимися веществами. Озон можно хранить при низких температурах в виде растворов во фторированных углеводородах (фреонах). Такие растворы имеют голубой цвет.

Химические свойства озона.

Для озона характерна чрезвычайно высокая реакционная способность. Озон - один из сильнейших окислителей и уступает в этом отношении только фтору и фториду кислорода OF2. Действующее начало озона как окислителя - атомарный кислород, который образуется при распаде молекулы озона. Поэтому, выступая в качестве окислителя, молекула озона, как правило, «использует» только один атом кислорода, а два других выделяются в виде свободного кислорода, например, 2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + O2. Так же происходит окисление многих других соединений. Однако бывают и исключения, когда молекула озона использует для окисления все три имеющиеся у нее атома кислорода, например, 3SO2 + O3 → 3SO3; Na2S + O3 → Na2SO3.

Очень важное отличие озона от кислорода в том, что озон проявляет окислительные свойства уже при комнатной температуре. Например, PbS и Pb(OH)2 в обычных условиях не реагируют с кислородом, тогда как в присутствии озона сульфид превращается в PbSO4, а гидроксид - в PbO2. Если в сосуд с озоном налить концентрированный раствор аммиака, появится белый дым - это озон окислил аммиак с образованием нитрита аммония NH4NO2. Особенно характерна для озона способность «чернить» серебряные изделия с образованием AgO и Ag2O3.

Присоединив один электрон и превратившись в отрицательный ион О3-, молекула озона становится более стабильной. Содержащие такие анионы «озонокислые соли» или озониды были известны давно - их образуют все щелочные металлы, кроме лития, причем устойчивость озонидов растет от натрия к цезию. Известны и некоторые озониды щелочноземельных металлов, например, Са(О3)2. Если направить на поверхность твердой сухой щелочи струю газообразного озона, то образуется оранжево-красная корка, содержащая озониды, например, 4КОН + 4О3 → 4КО3 + О2 + 2Н2О. При этом твердая щелочь эффективно связывает воду, что предохраняет озонид от немедленного гидролиза. Однако при избытке воды озониды бурно разлагаются: 4КО3+ 2Н2О → 4КОН + 5О2. Разложение идет и при хранении: 2КО3 → 2КО2 + О2. Озониды хорошо растворимы в жидком аммиаке, что позволило выделить их в чистом виде и изучить их свойства.

Органические, вещества, с которыми озон соприкасается, он обычно разрушает. Так, озон, в отличие от хлора, способен расщеплять бензольное кольцо. При работе с озоном нельзя использовать резиновые трубки и шланги - они моментально «прохудятся». Реакции озона с органическими соединениями идут с выделением большого количества энергии. Например, эфир, спирт, вата, смоченная скипидаром, метан и многие другие вещества самовоспламеняются при соприкосновении с озонированным воздухом, а смешение озона с этиленом приводит к сильному взрыву.

Применение озона.

Озон не всегда «сжигает» органические вещества; в ряде случаев удается провести специфические реакции с сильно разбавленным озоном. Например, при озонировании олеиновой кислоты (она в больших количествах содержится в растительных маслах) образуется азелаиновая кислота НООС(СН2)7СООН, которую используют для получения высококачественных смазочных масел, синтетических волокон и пластификаторов для пластмасс. Аналогично получают адипиновую кислоту, которую используют при синтезе найлона. В 1855 Шенбейн открыл реакцию с озоном непредельных соединений, содержащих двойные связи С=С, но только в 1925 немецкий химик Х.Штаудингер установил механизм этой реакции. Молекула озона присоединяется к двойной связи с образованием озонида - на этот раз органического, причем на место одной из связей С=С встает атом кислорода, а на место другой - группировка -О-О-. Хотя некоторые органические озониды выделены в чистом виде (например, озонид этилена), эту реакцию обычно проводят в разбавленном растворе, так как в свободном виде озониды - очень неустойчивые взрывчатые вещества. Реакция озонирования непредельных соединений пользуется у химиков-органиков большим почетом; задачи с этой реакцией часто предлагают даже на школьных олимпиадах. Дело в том, что при разложении озонида водой образуются две молекулы альдегида или кетона, которые легко идентифицировать и далее установить строение исходного непредельного соединения. Таким образом химики еще в начале 20 века установили строение многих важных органических соединений, в том числе природных, содержащих связи С=С.

Важная область применения озона - обеззараживание питьевой воды. Обычно воду хлорируют. Однако некоторые примеси в воде под действием хлора превращаются соединения с очень непpиятым запахом. Поэтому уже давно предложено заменить хлор озоном. Озонированная вода не приобретает постороннего запаха или вкуса; при полном окислении озоном многих органических соединений образуются только углекислый газ и вода. Очищают озоном и сточные воды. Продукты окисления озоном даже таких загрязнителей как фенолы, цианиды, повеpхностно-активные вещества, сульфиты, хлоpамины, представляют собой безвредные соединения без цвета и запаха. Избыток же озона довольно быстро распадается с образованием кислорода. Однако озонирование воды обходится дороже, чем хлорирование; кроме того, озон нельзя перевозить, и он должен производиться на месте использования.

Озон в атмосфере.

Озона в атмосфере Земли немного - 4 млрд. тонн, т.е. в среднем всего 1 мг/м3. Концентрация озона растет с удалением от поверхности Земли и достигает максимума в стратосфере, на высоте 20-25 км - это и есть «озоновый слой». Если весь озон из атмосферы собрать у поверхности Земли при нормальном давлении, получится слой толщиной всего около 2-3 мм. И вот такие малые количества озона в воздухе фактически обеспечивают жизнь на Земле. Озон создает «защитный экран», не пропускающий к поверхности Земли жесткие ультрафиолетовые солнечные лучи, губительные для всего живого.

В последние десятилетия большое внимание уделяется появлению так называемых «озоновых дыр» - областях со значительно уменьшенным содержанием стратосферного озона. Через такой «прохудившийся» щит до поверхности Земли доходит более жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца. Поэтому ученые давно следят за озоном в атмосфере. В 1930 английский геофизик С.Чепмен для объяснения постоянной концентрации озона в стратосфере предложил схему из четырех реакций (эти реакции получили название цикла Чепмена, в них М означает любой атом или молекулу, которые уносят избыточную энергию):

О + О + М → О2 + М

О + О3 → 2О2

О3 → О2 + О.

Первая и четвертая реакции этого цикла - фотохимические, они идут под действием солнечной радиации. Для распада молекулы кислорода на атомы требуется излучение с длиной волны менее 242 нм, тогда как озон распадается при поглощении света в области 240-320 нм (последняя реакция как раз и защищает нас от жесткого ультрафиолета, так как кислород в этой спектральной области не поглощает). Остальные две реакции термические, т.е. идут без действия света. Очень важно, что третья реакция, приводящая к исчезновению озона, имеет энергию активации; это означает, что скорость такой реакции может увеличиваться под действием катализаторов. Как выяснилось, основной катализатор распада озона - оксид азота NO. Он образуется в верхних слоях атмосферы из азота и кислорода под действием наиболее жесткой солнечной радиации. Попадая в озоносферу, он вступает в цикл из двух реакций O3 + NO → NO2 + O2, NO2 + O → NO + O2, в результате которой его содержание в атмосфере не меняется, а стационарная концентрация озона снижается. Существуют и другие циклы, приводящие к снижению содержания озона в стратосфере, например, с участием хлора:

Cl + O3 → ClO + O2

ClO + O → Cl + O2.

Разрушают озон также пыль и газы, которые в большом количестве попадают в атмосферу при извержении вулканов. В последнее время возникло предположение, что озон также эффективно разрушает водород, выделяющийся из земной коры. Совокупность всех реакций образования и распада озона приводит к тому, что среднее время жизни молекулы озона в стратосфере составляет около трех часов.

Предполагают, что помимо природных, существуют и искусственные факторы, влияющие на озоновый слой. Хорошо известный пример - фреоны, которые являются источниками атомов хлора. Фреоны - это углеводороды, в которых атомы водорода замещены атомами фтора и хлора. Их используют в холодильной технике и для заполнения аэрозольных баллончиков. В конечном счете, фреоны попадают в воздух и медленно поднимаются с потоками воздуха все выше и выше, достигая, наконец, озонового слоя. Разлагаясь под действием солнечной радиации, фреоны сами начинают каталитически разлагать озон. Пока не известно в точности, в какой степени именно фреоны повинны в «озоновых дырах», и, тем не менее, уже давно принимают меры по ограничению их применения.

Как показывают расчеты, через 60-70 лет концентрация озона в стратосфере может уменьшиться на 25%. И одновременно увеличится концентрации озона в приземном слое - тропосфере, что тоже плохо, так как озон и продукты его превращений в воздухе ядовиты. Основной источник озона в тропосфере - перенос с массами воздуха стратосферного озона в нижние слои. Ежегодно в приземный слой озона поступает примерно 1,6 млрд. тонн. Время жизни молекулы озона в нижней части атмосферы значительно выше - более 100 суток, поскольку в приземном слое меньше интенсивность ультрафиолетового солнечного излучения, разрушающего озон. Обычно озона в тропосфере очень мало: в чистом свежем воздухе его концентрация составляет в среднем всего 0,016 мкг/л. Концентрация озона в воздухе зависит не только от высоты, но и от местности. Так, над океанами озона всегда больше, чем над сушей, так как там озон распадается медленнее. Измерения в Сочи показали, что воздух у морского побережья содержит на 20% больше озона, чем в лесу в 2 км от берега.

Современные люди вдыхают значительно больше озона, чем их предки. Основная причина этого - увеличение количества метана и оксидов азота в воздухе. Так, содержание метана в атмосфере постоянно растет, начиная с середины 19 века, когда началось использование природного газа. В загрязненной оксидами азота атмосфере метан вступает в сложную цепочку превращений с участием кислорода и паров воды, итог которой можно выразить уравнением CH4 + 4O2 → HCHO + H2O + 2O3. В роли метана могут выступать и другие углеводороды, например, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей при неполном сгорании бензина. В результате в воздухе крупных городов за последние десятилетия концентрация озона выросла в десятки раз.

Всегда считалось, что во время грозы концентрация озона в воздухе резко увеличивается, так как молнии способствуют превращению кислорода в озон. На самом деле увеличение незначительно, причем оно происходит не во время грозы, а за несколько часов до нее. Во время же грозы и в течение нескольких часов после нее концентрация озона снижается. Объясняется это тем, что перед грозой происходит сильное вертикальное перемешивание воздушных масс, так что дополнительное количество озона поступает из верхних слоев. Кроме того, перед грозой увеличивается напряженность электрического поля, и создаются условия для образования коронного разряда на остриях различных предметов, например, кончиков ветвей. Это также способствует образованию озона. А затем при развитии грозового облака под ним возникают мощные восходящие потоки воздуха, которые и снижают содержание озона непосредственно под облаком.

Интересен вопрос о содержании озона в воздухе хвойных лесов. Например, в Курсе неорганической химии Г. Реми можно прочитать, что «озонированный воздух хвойных лесов» - выдумка. Так ли это? Ни одно растение озон, конечно, не выделяет. Но растения, особенно хвойные, выделяют в воздух множество летучих органических соединений, в том числе ненасыщенных углеводородов класса терпенов (их много в скипидаре). Так, в жаркий день сосна выделяет в час 16 мкг терпенов на каждый грамм сухой массы хвои. Терпены выделяют не только хвойные, но и некоторые лиственные деревья, среди которых - тополь и эвкалипт. А некоторые тропические деревья способны выделить в час 45 мкг терпенов на 1 г сухой массы листьев. В результате в сутки один гектар хвойного леса может выделить до 4 кг органических веществ, лиственного - около 2 кг. Покрытая лесом площадь Земли составляет миллионы гектаров, и все они выделяют в год сотни тысяч тонн различных углеводородов, в том числе и терпенов. А углеводороды, как это было показано на примере метана, под действием солнечной радиации и в присутствии других примесей способствуют образованию озона. Как показали опыты, терпены в подходящих условиях действительно очень активно включаются в цикл атмосферных фотохимических реакций с образованием озона. Так что озон в хвойном лесу - вовсе не выдумка, а экспериментальный факт.

Озон и здоровье.

Как приятно прогуляться после грозы! Воздух чист и свеж, его бодрящие струи, кажется, без всяких усилий сами втекают в легкие. «Озоном пахнет, - часто говорят в таких случаях. - Очень полезно для здоровья». Так ли это?

Когда-то озон, безусловно, считали полезным для здоровья. Но если его концентрация превышает определенный порог, он может вызывать массу неприятных последствий. В зависимости от концентрации и времени вдыхания озон вызывает изменения в легких, раздражение слизистых глаз и носа, головную боль, головокружение, снижение кровяного давления; озон уменьшает сопротивляемость организма бактериальным инфекциям дыхательных путей. Предельно допустимая его концентрация в воздухе составляет всего 0,1 мкг/л, а это означает, что озон намного опаснее хлора! Если несколько часов провести в помещении при концентрации озона всего лишь 0,4 мкг/л, могут появиться загрудинные боли, кашель, бессонница, снижается острота зрения. Если долго дышать озоном при концентрации больше 2 мкг/л, последствия могут быть более тяжелыми - вплоть до оцепенения и упадка сердечной деятельности. При содержании озона 8-9 мкг/л через несколько часов происходит отек легких, что чревато смертельным исходом. А ведь такие ничтожные количества вещества обычно с трудом поддаются анализу обычными химическими методами. К счастью, человек чувствует присутствие озона уже при очень малых его концентрациях - примерно 1 мкг/л, при которых йодкрахмальная бумажка еще и не собирается синеть. Одним людям запах озона в малых концентрациях напоминает запах хлора, другим - сернистого газа, третьим - чеснока.

Ядовит не только сам озон. С его участием в воздухе образуется, например, пероксиацетилнитрат (ПАН) СН3-СО-ООNО2 - вещество, оказывающее сильнейшее раздражающее, в том числе слезоточивое, действие, затрудняющее дыхание, а в более высоких концентрациях вызывающее паралич сердца. ПАН - один из компонентов образующегося летом в загрязненном воздухе так называемого фотохимического смога (это слово образовано от английского smoke - дым и fog - туман). Концентрация озона в смоге может достигать 2 мкг/л, что в 20 раз больше предельно допустимой. Следует также учесть, что совместное действие озона и оксидов азота в воздухе в десятки раз сильнее, чем каждого вещества порознь. Не удивительно, что последствия возникновения такого смога в больших городах могут быть катастрофическими, особенно если воздух над городом не продувается «сквозняками» и образуется застойная зона. Так, в Лондоне в 1952 от смога в течение нескольких дней погибло более 4000 человек. А смог в Нью-Йорке в 1963 убил 350 человек. Аналогичные истории были в Токио, других крупных городах. Страдают от атмосферного озона не только люди. Американские исследователи показали, например, что в областях с повышенным содержанием озона в воздухе время службы автомобильных шин и других изделий из резины значительно уменьшается.

Как уменьшить содержание озона в приземном слое? Снизить поступление в атмосферу метана вряд ли реалистично. Остается другой путь - уменьшить выбросы оксидов азота, без которых цикл реакций, приводящих к озону, идти не может. Путь это тоже непростой, так как оксиды азота выбрасываются не только автомобилями, но и (главным образом) тепловыми электростанциями.

Источники озона - не только на улице. Он образуется в рентгеновских кабинетах, в кабинетах физиотерапии (его источник - ртутно-кварцевые лампы), при работе копировальной техники (ксероксов), лазерных принтеров (здесь причина его образования - высоковольтный разряд). Озон - неизбежный спутник производства пергидроля, аргонодуговой сварки. Для уменьшения вредного действия озона необходимо оборудование вытяжки у ультрафиолетовых ламп, хорошее проветривание помещения.

И все же вряд ли правильно считать озон, безусловно, вредным для здоровья. Все зависит от его концентрации. Как показали исследования, свежий воздух очень слабо светится в темноте; причина свечения - реакции окисления с участием озона. Свечение наблюдали и при встряхивании воды в колбе, в которую был предварительно напущен озонированный кислород. Это свечение всегда связано с присутствием в воздухе или воде небольших количеств органических примесей. При смешении свежего воздуха с выдыхаемым человеком интенсивность свечения повышалась в десятки раз! И это не удивительно: в выдыхаемом воздухе обнаружены микропримеси этилена, бензола, уксусного альдегида, формальдегида, ацетона, муравьиной кислоты. Они-то и «высвечиваются» озоном. В то же время «несвежий», т.е. полностью лишенный озона, хотя и очень чистый, воздух свечения не вызывает, а человек его ощущает как «затхлый». Такой воздух можно сравнить с дистиллированной водой: она очень чистая, практически не содержит примесей, а пить ее вредно. Так что полное отсутствие в воздухе озона, по-видимому, тоже неблагоприятно для человека, так как увеличивает содержание в нем микроорганизмов, приводит к накоплению вредных веществ и неприятных запахов, которые озон разрушает. Таким образом, становится понятной необходимость регулярного и длительного проветривания помещений, даже если в нем нет людей: ведь попавший в комнату озон долго в ней не задерживается - частично он распадается, а в значительной степени оседает (адсорбируется) на стенках и других поверхностях. Сколько должно быть озона в помещении, пока сказать трудно. Однако в минимальных концентрациях озон, вероятно, необходим и полезен.

Таким образом, озон это мина замедленного действия. Если его правильно использовать, то он будет служить человечеству, но стоит его начать использовать не по назначению, как это моментально приведет к глобальной катастрофе и Земля превратится в такую планету как Марс.

В 1785 г. голландский физик Ван Марум, проводя опыты с электричеством, обратил внимание на запах при образовании искр в электрической машине и на окислительные способности воздуха после пропускания через него электрических искр.

В 1840 г. немецкий ученый Шейнбейн, занимаясь гидролизом воды, пытался с помощью электрической дуги разложить её на кислород и водород. И тогда он обнаружил, что образовался новый, доселе неизвестный науке, газ со специфическим запахом. Имя «озон» было присвоено газу Шейнбейном из-за характерного запаха и происходит оно от греческого слова «озиен», что значит «пахнуть».

В 1857 г. с помощью созданной Вернером фон Сименсом «совершенной трубки магнитной индукции» удалось построить первую техническую озоновую установку. В 1901 г. фирмой «Сименс» построена первая гидростанция с озонаторной установкой в Висбанде.

Исторически применение озона началось с установок по подготовке питьевой воды, когда в 1898 году в городе Сан Мор (Франция) прошли испытания первой опытно-промышленной установки. Уже в 1907 году был построен первый завод по озонированию воды в городе Бон Вуаяж (Франция), для нужд города Ниццы. В 1911 г. была пущена в эксплуатацию станция озонирования питьевой воды в Санкт-Петербурге (в настоящее время не действует). В 1916 г. действовало уже 49 установок по озонированию питьевой воды.

К 1977 г. во всем мире действует уже более 1000 установок. Широкое же распространение озон получил только в течение последних 30 лет, благодаря появлению надежных и компактных аппаратов для его синтеза — озонаторов (генераторов озона).

В настоящее время 95% питьевой воды в Европе проходит озонную подготовку. В США идет процесс перевода с хлорирования на озонирование. В России действуют несколько крупных станций (в Москве, Нижнем Новгороде и других городах).

2. Озон и его свойства

Механизм образования и молекулярная формула озона

Известно, что молекула кислорода состоит из 2-х атомов: O2 . При определенных условиях молекула кислорода может диссоциировать, т.е. распадаться на 2 отдельных атома. В природе эти условия создаются во время грозы при разрядах атмосферного электричества, и в верхних слоях атмосферы, под воздействием ультрафиолетового излучения солнца (озоновый слой Земли). Механизм образования и молекулярная формула озона. Однако, атом кислорода не может существовать отдельно и стремится сгруппироваться вновь. В ходе такой перегруппировки образуются 3-х атомные молекулы.

Молекула озона Молекула, состоящая из 3-х атомов кислорода, называется озон или активированный кислород, представляет собой аллотропную модификацию кислорода и имеет молекулярную формулу O3 (d = 1.28 A, q = 116.5°).

Следует отметить, что связь третьего атома в молекуле озона относительно непрочна, что обуславливает нестабильность молекулы в целом и ее склонность к самораспаду.

Свойства озона

Озон O3 — голубоватый газ с характерным резким запахом, молекулярная масса 48 г/моль; плотность относительно воздуха 1,657 (озон тяжелее воздуха); плотность при 00С и давлении 0,1 МПа 2,143 кг/м3. Получение озона

В малых концентрациях на уровне 0,01-0,02 мг/м3 (в пять раз ниже предельно допустимой для человека концентрации), озон придает воздуху характерный запах свежести и чистоты. Так, например, после грозы едва уловимый запах озона неизменно ассоциируется с чистым воздухом.

Как было сказано выше, молекула озона нестабильна и обладает свойством самораспада. Именно благодаря этому свойству озон является сильным окислителем и исключительным по эффективности дезинфицирующим средством.

Окислительный потенциал озона

Мерой эффективности окислителя служит его электрохимический (окислительный) потенциал, выраженный в вольтах. Ниже приведены значения электрохимического потенциала различных окислителей в сравнении с озоном:

Окислитель	Потенциал, В	В % от потенциала озона	Использование окислителя в водоподготовке
Фтор (F2)	2,87	139	—
Озон (O3)	2,07	100	+
Перекись водорода (H2O2)	1,78	86	+
Перманганат калия (KMnO4)	1,7	82	+
Гипобромовая кислота (HOBr)	1,59	77	+
Гипохлоровая кислота (HOCl)	1,49	72	+
Хлор (Cl2)	1,36	66	+
Диоксид хлора (ClO2)	1,27	61	+
Кислород (O2)	1,23	59	+
Хромовая кислота (H2CrO2)	1,21	58	—
Бром (Br2)	1,09	53	+
Азотная кислота (HNO3)	0,94	45	—
Йод (I2)	0,54	26	—

Из таблицы видно, что озон — самый сильный из всех окислителей, используемых в водоподготовке.

Применение на месте

Нестабильность озона обуславливает необходимость его применения непосредственно на месте получения. Озон не подлежит упаковке, хранению и транспортировке.

Растворимость озона в воде

В соответствии с законом Генри, концентрация озона в воде возрастает с увеличением концентрации озона в газовой фазе, подмешиваемой в воду. Кроме того, чем выше температура воды, тем ниже концентрация озона в воде.

Растворимость озона в воде выше, чем кислорода, но ниже, чем хлора, в 12 раз. Если рассматривать 100% озон, то его предельная концентрация в воде составляет 570 мг/л при температуре воды 20С. Концентрация озона в газе на выходе современных озонаторных установок достигает 14% по весу. Ниже приведена зависимость концентрации озона, растворенного в дистиллированной воде, от концентрации озона в газе и температуры воды.

Концентрация озона в газовой смеси	Растворимость озона в воде, мг/л
Концентрация озона в газовой смеси	5°C	10°C	15°C	20°C
1.5%	11.09	9.75	8.40	6.43
2%	14.79	13.00	11.19	8.57
3%	22.18	19.50	16.79	12.86

Самораспад озона в воде и в воздухе

Скорость разложения озона в воздушной или водной среде оценивается при помощи периода полураспада, т.е. времени, в течение которого концентрация озона уменьшается вдвое.

Самораспад озона в воде (pH 7)

Температура воды, °С	Период полураспада
15	30 минут
20	20 минут
25	15 минут
30	12 минут
35	8 минут

Самораспад озона в воздухе

Температура воздуха, °C	Период полураспада
-50	3 месяца
-35	18 дней
-25	8 дней
20	3 дня
120	1.5 часа
250	1.5 секунды

Из таблиц видно, что водные растворы озона намного менее стабильны, чем газообразный озон. Данные по распаду озона в воде приведены для чистой воды, не содержащей растворенных и взвешенных примесей. Скорость распада озона в воде возрастает многократно в следующих случаях:

1. при наличии в воде примесей, окисляемых озоном (химическая потребность воды в озоне)
2. при повышенной мутности воды, т.к. на границе раздела между частицами и водой реакции самораспада озона протекают быстрее (катализ)
3. при воздействии на воду УФ облучением

3. Способы получения озона

В настоящее время широкое распространение получили 2 способа выработки озона:

* УФ-облучением

* под воздействием тихого (т.е. рассеянного, без образования искр) разряда коронного типа

1. УФ-облучение

Озон может образовываться вблизи УФ ламп, однако только в маленьких концентрациях (0,1 вес.%).

2.Коронный разряд

Тем же способом, которым озон образуется под действием электрических разрядов во время грозы, большое количество озона производится в современных электрических генераторах озона. Этот метод называется коронный разряд. Высокое напряжение пропускают через газовый поток, содержащий кислород. Энергия высокого напряжения разделяет молекулу кислорода О2 на 2 атома О, которые соединяются с молекулой О2 и образуют озон О3.

Чистый кислород, поступающий в генератор озона, можно заменить окружающим воздухом, содержащим большой процент кислорода.

Данный метод повышает содержание озона до 10-15 вес.%

Потребление энергии: 20 — 30 Вт/г О3 для воздуха 10 — 15 Вт/г О3 для кислорода

4. Применение озона для очистки и обеззараживания воды

Обеззараживание воды

Озон уничтожает все известные микроорганизмы: бактерии, вирусы, простейших, их споры, цисты и т.д.; при этом озон на 51% сильнее хлора и действует в 15-20 раз быстрее. Вирус полиомиелита погибает при концентрации озона 0,45 мг/л через 2 мин, а от хлора — только за 3 ч при 1мг/л.

На споровые формы бактерий озон действует в 300-600 раз сильнее хлора.

Озон разрушает окислительно-восстановительную систему бактерий и их протоплазму.

Биологические летальные коэффициенты (БЛК*) при использовании различных дезинфектантов

Дезинфектант	Энтеробактерии	Вирусы	Споры	Цисты
Озон О3	500	5	2	0.5
Гипохлористая кислота HOCl	20	1	0.05	0.05
Гипохлорит OCl-	0.2	<0.02	<0.0005	0.0005
Хлорамин NH2Cl	0.1	0.0005	0.001	0.02

*Чем выше БЛК, тем мощнее дезинфектант

Сравнение дезинфектантов

	ОЗОН	УФ	ХЛОР
E. coli	Да	Да	Да
Salmonella	Да	Да	Да
Giardia	Да	Да	Да
Legionnaire	Да	Нет	Нет
Crypto-sporidium	Да	Нет	Нет
Virus	Да	Нет	Нет
Микроводоросли	Да	Нет	Нет
Риск образованиея тригалометанов	Нет	Нет	Да

Дезодорация воды

При озонировании окисляются органические и минеральные примеси, являющиеся источником запахов и привкусов. Вода, прошедшая обработку озоном, содержит больше кислорода и по вкусу напоминает свежую родниковую воду.

Финишная подготовка питьевой воды на линиях розлива
Озонирование на линии розлива. Очищенная и подготовленная к розливу вода, насыщается озоном, полностью дезинфицируется и на относительно короткое время сама приобретает дезинфицирующие свойства. Благодаря этому повышается микробиологическая безопасность процесса розлива, озонированная вода надежно стерилизует стенки тары, пробку и воздушный зазор под пробкой. Срок хранения воды после озонирования увеличивается многократно. Особенно эффективна комбинированная обработка воды озоном в сочетании с ополаскиванием тары.

Окисление железа, марганца, сероводорода

Железо, марганец и сероводород легко окисляются озоном. Железо при этом переходит в нерастворимую гидроокись, которая затем легко задерживается в фильтрах. Марганец окисляется до перманганат-иона, который легко удаляется на угольных фильтрах. Сероводород, сульфиды и гидросульфиды переходят в безвредные сульфаты. Процесс окисления и формирования фильтруемых осадков при озонировании протекает в среднем в 250 раз быстрее, чем при аэрации. Особенно эффективно применение озона для обезжелезивания вод, содержащих железоорганические комплексы и бактериальные формы железа, марганца и сероводорода.

Очистка поверхностных вод от антропогенных примесей

Озонирование предварительно осветленной воды с последующей фильтрацией через активированный уголь — надежный способ очистки поверхностных вод от фенолов, нефтепродуктов, пестицидов и тяжелых металлов (окислительно-сорбционная очистка).

Очистка и обеззараживание воды на птицефабриках и фермах

Озонирование на птицефабрике. Подача воды, обеззараженной озоном, в поилки для птицы и животных не только способствует снижению заболеваемости и риска массовых эпидемий, но и вызывает ускоренную прибавку в весе птиц и животных.

Очистка и обеззараживание стоков

При помощи озона сточные воды обесцвечиваются.

При помощи озонирования сточные воды могут быть приведены в соответствие жестким требованиям рыбохозяйственных водоемов по содержанию фенолов, нефтепродуктов и ПАВ, а также микробиологическим показателям.

Озонирование воды для санитарной обработки продуктов и оборудования

Как было сказано выше, срок хранения воды, озонируемой в процессе розлива, увеличивается значительно за счет того, что продуктовая вода приобретает свойства дезинфицирующего раствора.

При переработке пищевых продуктов, на загрязненном оборудовании размножаются бактерии, являющиеся источником сильных запахов гниения и разложения. Ополаскивание оборудования озонированной водой после удаления основной массы загрязнений приводит к дезинфекции поверхностей, освежающему воздействию на воздух помещения и улучшению общего санитарного-гигиенического состояния производства.

Озонирование для санитарной обработки. В воде для санитарной обработки оборудования, в отличие от озонирования воды перед розливом, создаются более высокие концентрации озона.

Аналогично озонированной водой могут быть обработаны рыба и морепродукты, тушки птицы и овощи перед упаковкой. Срок службы обработанных перед закладкой на хранение продуктов увеличивается, а их внешний вид после хранения мало отличается от свежих продуктов.

5. Аспекты безопасности при эксплуатации озонового оборудования

Газообразный озон токсичен и способен вызывать ожог верхних дыхательных путей и отравление (как и любой другой сильный окислитель).

Предельно-допустимая концентрация (ПДК) озона в воздухе рабочей зоны регламентируется ГОСТом 12.1.005 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны», согласно которому она составляет 0,1мг/м3.

Запах озона фиксируется человеком в концентрациях 0,01-0,02мг/м3, что в 5-10раз меньше ПДК, поэтому появление слабого запаха озона в помещении не является тревожным сигналом. Для обеспечения надежного контроля содержания озона в производственном помещении должны быть установлены газоанализаторы, позволяющие осуществлять мониторинг концентрации озона и в случае превышения ПДК принять своевременные меры по ее снижению до безопасного уровня.

Любая технологическая схема, содержащая озоновое оборудование, должна быть оснащена газоотделителем, с помощью которого избыточный (не растворившийся) озон поступает в каталитический деструктор, где разлагается до кислорода. Подобная система позволяет исключить поступление озона в воздух производственного помещения.

Т.к. озон является сильнейшим окислителем, все газовые магистрали должны быть выполнены из озоностойких материалов таких, как нержавеющая сталь и фторопласт.

7. От чего зависит необходимое время обработки воды?

Способность озона растворяться в воде зависит от температуры

воды и площади контакта газов с водой.

Чем холоднее вода и меньше размер рассекателя,

тем меньше озона будет растворено. Чем выше температура воды,

тем быстрее озон распадается до кислорода и теряется при испарении.

В зависимости от степени загрязнения воды

необходимы большие или меньшие концентрации озона.

8. Необходима ли дополнительная фильтрация

воды после озонирования?

Если вода содержала большое количество

комплексных соединений, то в результате обработки

озоном в ней выпадают различные осадки.

Такую воду необходимо дополнительно фильтровать.

Для этой фильтрации можно использовать самые простые и

дешевые фильтры.

При этом ресурс их работы будет значительно продлен.

9. Следует ли бояться длительного времени

обработки воды озоном?

Обработка воды избыточным количеством озона

не влечет за собой пагубных последствий.

Газ быстро превращается в кислород,

что только улучшает качество воды.

10. Каков показатель кислотности воды,

прошедшей озонирование?

Вода имеет слабощелочную реакцию PH = 7,5 - 9,0.

11. На сколько увеличивается содержание

кислорода в воде после озонирования?

Содержание кислорода в воде увеличивается в 14 - 15 раз.

12. Как быстро распадается озон в воздухе, в воде?

В воздухе через 10 мин. концентрация озона уменьшается

на половину, образуя кислород и воду.

В холодной воде через 15-20 мин. озон распадается

на половину, образуя гидроксильную группу и воду.

13. Почему полезно пить насыщенную кислородом воду?

Усиливает потребление глюкозы тканями и органами

Увеличивает насыщаемость кислородом плазмы крови

Уменьшает степень кислородного голодания

Улучшает микроциркуляцию крови.

Оказывает положительное действие

На метаболизм печени и почек.

Поддерживает работу сердечной мышцы.

Уменьшает частоту дыхания и

Увеличивает дыхательный объем.

14. Как долго надо озонировать воду?

Чем насыщеннее примесями вода,

тем дольше время обработки.

Так, например, озонирование 3л водопроводной воды

занимает 10 - 15 мин.

Такой же объем воды, взятой из водоема,

в зависимости от сезона года и уровня загрязнения

должен проводиться в три-четыре раза дольше.

15. В чем лучше озонировать воду в миске или банке?

Посуду лучше выбирать стеклянную с сужающимся

горлом (банку) для создания большей концентрации

озона в ограниченном объеме.

16. Когда лучше обрабатывать воду для чая,

до или после кипячения?

Для заваривания чая воду не рекомендуется

доводить до кипения.

Лучшая t = 85-90°С.

Обработку воды проводить до нагревания.

17. Можно ли озонировать минеральную воду?

В такой воде сохраняются все минералы,

она становится безопасной и насыщенной кислородом.

Понравилась ли вам статья?

Взаимодействие загрязняющих веществ с озоном происходит за счет прямой реакции с молекулами озона или же с радикалами, появляющимися в процессе его распада. Более активно озон взаимодействует с анионами, чем с нейтральными и катионными веществами.

Озон, являясь активным окислителем, взаимодействует со многими органическими и неорганическими веществами. Из галогенов с озоном не реагирует фтор и практически не вступает во взаимодействие хлор. Бром окисляется озоном сначала до гипобромита, а затем и до броматных соединений. При этом образующийся бромид может параллельно взаимодействовать с веществами органического происхождения и аммиаком. Йод окисляется озоном очень быстро с образованием йодатов и йодноватистой кислоты. Соли галогеносодержащих кислот уже не поддаются озоновому окислению. Практически нейтральными к озону являются азот и его соединения, в том числе аммиак и ионы аммония, а так же нитраты, за исключением аминов, хорошо взаимодействующих с гидроксильными радикалами. Токсичные цианиды легко окисляются озоном в цианаты, дальнейшее окисление которых происходит очень медленно и ускоряется только в присутствии ионов меди, замедляясь при наличии в растворе ионов железа. Сера и сульфитные при взаимодействии с озоном окисляются до сульфатов. Что же касается реакций с металлами, то озон достаточно активно окисляет железо и марганец, кобальт и никель, образуя оксиды и гидроксиды, удаляемые из раствора при флокуляции или фильтрации. Практически пассивен в отношении озона хром, хотя при определенных условиях он может быть окислен им до максимальной степени окисления, шестивалентного хрома.

Спасибо

Сайт предоставляет справочную информацию исключительно для ознакомления. Диагностику и лечение заболеваний нужно проходить под наблюдением специалиста. У всех препаратов имеются противопоказания. Консультация специалиста обязательна!

1. Что такое озон ?
Озон – (от древнегреческого - пахнущий) – газ голубоватого цвета с резким запахом, обладает сильными окислительными свойствами. Озон – аллотропная модификация кислорода. Химическая формула – O 3 . Плотность озона в 2,5 раза больше плотности двухатомного кислорода. Используется в целях дезинфекции воды и воздуха.

2. Как озон появляется в естественных условиях ?
Образуется из двухатомного кислорода при газовом разряде (протекании тока через газ) или под действием ультрафиолета. Запах озона можно почувствовать в местах, богатых кислородом: в лесу, вблизи моря или водопада. При воздействии ультрафиолетового излучения, в воде кислород преобразуется в озон. Также аромат озона можно почувствовать после грозового дождя, когда он образуется при разряде молнии.

8. Воздействие озона на вирусы .
Озон инактивирует вирус, частично окисляя его оболочку. Нарушается способность вируса делиться и присоединяться к клеткам организма.

9. Каким образом озон обезвреживает микроорганизмы ?
При контакте озона с микроорганизмами, в т.ч. с грибками, локально нарушается структура их мембраны, что убивает их либо лишает возможности делиться. Экспериментально доказано, что озон уничтожает все известные человеку виды прокариотов, вирусов, грибков и одноклеточных эукариотов. Озон в количестве 1-5 мг на литр воды в течение 5-20 минут на 99,9% уничтожает кишечную палочку , стрептококков , микобактерии, синегнойную палочку, клебсиеллы и т.д.

10. Химические свойства озона .
Озон вступает в реакции с большинством органически и неорганических соединений, разлагая их на более простые вещества. В процессе окисления выделяются: вода, кислород, окиси углерода, высшие оксиды.
Все эти вещества экологически безопасны и не образуют карциногенов.

11. Могут ли образовываться вредные вещества при озонировании воздуха в доме ?
Процентное содержание озона, вырабатываемое бытовым прибором, безопасно для человека; при этом не образуется никаких опасных веществ в жилых помещениях.
При озонировании жилого помещения увеличивается концентрация кислорода в воздухе, устраняются все микроорганизмы и ядовитые вещества. Перфторуглеводороды, появляющиеся в воздухе при работе холодильников и кондиционеров, распадаются под действием озона.

12. Можно ли посредством озонирования воздуха избавиться от запаха сигарет или запаха краски, лака в помещении ?
Бытовые озонаторы позволяют избавиться от этих запахов. Озонирование воздуха можно произвести несколько раз.

13. Какие вещества образуются при озонировании воздуха в помещениях ?
Большая часть окружающих нас веществ вступают в реакцию с озоном, распадаясь на безопасные для человека вещества (двуокись углерода, вода, двухатомный кислород). В определенных случаях выделяются неактивные (безвредные) вещества (окиси). Также существуют нереагентные соединения – двуокись титана, диоксид кремния, окись кальция и др. Они не способны реагировать с озоном.

14. Есть ли необходимость в озонировании воздуха при работающем кондиционере ?
При прохождении воздуха через кондиционеры и радиаторы в воздухе падает концентрация кислорода, а концентрация ядовитых частиц остается на прежнем уровне. Более того, устаревшие кондиционеры сами по себе загрязняют и отравляют воздух. В таких условиях могут развиться головная боль , утомляемость, частые ОРЗ. Озонирование воздуха в таких помещениях устраняет токсичные компоненты и обогащает воздух свободным кислородом.

15. Можно ли обрабатывать озоном кондиционер ?
Да, можно.

16. Какое содержание озона в воздухе достаточно для устранения бактерий и грибков в помещении ?
Концентрации 50 молекул озона на миллиард молекул воздуха достаточно для эффективной очистки. Особенно эффективно озон уничтожает кишечную палочку, сальмонеллу , стафилококк , кандиды.

17. Проводились ли испытания по воздействию озона на человека ?
Озон оказывает на человека благотворное воздействие. В горных районах воздух обогащен озоном. Поэтому там проживает много долгожителей.
В материале, опубликованном в 1976 году в журнале Природа, приводятся данные об испытаниях по воздействию озона на человека. Одно из испытаний проводилось в течение полугода.
Группа людей ежедневно находилась в помещении, в котором 15 молекул озона приходились на миллиард молекул воздуха. Люди отмечали поднятие тонуса, снятие нервного напряжения. Врачи зарегистрировали рост содержания кислорода в крови, укрепление иммунитета , выравнивание артериального давления, ослабление симптомов стресса .

18. Может ли озон нанести вред организму ?
Бытовые озонаторы создают безопасную концентрацию озона в воздухе, при которой уничтожаются микробы и вирусы, но не повреждаются клетки человеческого организма. Клетки организма обладают антиокислительным механизмом, который защищает их от разрушения озоном. Таким образом, озон уничтожает не все живые организмы. Но это не говорит о его полной безопасности. При озонировании воздуха в помещении, люди должны покинуть его. Озонатор необходимо хранить в недосягаемости от детей.

19. Сколько озона производит озонатор ?
0,4 г/час.

20. Какую концентрацию озона создает бытовой озонатор ?
Концентрация зависит от размера помещения, от положения прибора в помещении, от относительной влажности и температуры воздуха.
Озон – неустойчивое вещество и в течение непродолжительного времени превращается в двухатомный кислород, поэтому концентрация озона зависит от того, когда было произведено озонирование. Средние показатели для бытового озонатора – 10-40 частиц озона на 1000000000 частиц воздуха.

21. Каков предел безопасной концентрации озона в воздухе ?
Озон остается безопасным, если его содержание не превышает 500-2500 частиц на миллиард частиц воздуха.

22. С какой целью воду обрабатывают хлором ?
Благодаря хлорированию воды устраняется большинство микроорганизмов.

23. Почему развитые страны отказались от хлорирования ?
При определенной концентрации хлора в воде он убивает полезные микроорганизмы в желудочно-кишечном тракте человека. Реагируя с органическими молекулами, в состав которых входит углерод, хлор создает карциногены, способные спровоцировать тяжелые заболевания (невынашиваемость беременности , заболевания сердца и кровеносной системы, злокачественные опухоли).

24. Для чего озонировать воду ?
Озонирование применяется для дезинфекции, устранения примесей, неприятного запаха и обесцвечивания воды. При приготовлении питьевой воды учитываются обеззараживающие и окислительные свойства газа. Вместе с тем высокая растворимость озона в воде с последующим его переходом в двухатомный кислород улучшает ее качество и вкус. При этом минеральный состав воды не меняется.
Из воды устраняются:

прокариоты, вирусы, споры, цисты (в т.ч. неподдающиеся воздействию хлора);

органические и неорганические соединения, в т.ч. нефтепродукты, фенолы, соединения серы, металлов, хлор и его соединения.

25. Насколько интенсивно должен работать прибор при озонировании воды ?
Озонатор должен работать в максимальном режиме.

26. Какое содержание озона в воде достаточно для ее обеззараживания ?
Полная дезинфекция воды достигается при 0,4-0,5 мг. газообразного озона на литр воды.

27. Как озон уничтожает микроорганизмы ?
Диффундируя сквозь клеточную мембрану, озон поражает все важнейшие органоиды клетки.

28. Как хлор воздействует на микроорганизмы ?
Хлор разрушает только некоторые органоиды бактерии, работает гораздо медленнее, так как медленно диффундирует через мембрану и цитоплазму. Существует ряд нечувствительных к хлору микроорганизмов: жиардии, криптоспоридии, амебы, протозоа, цисты и другие.

29. Почему хлор малоэффективен в устранении спор и цист ?
Споры и цисты – это прочные оболочки, которые образуют некоторые микроорганизмы при неблагоприятных условиях. Для их уничтожения нужно большое количество хлора и длительное время. Озон мгновенно разрушает эти оболочки и диффундирует внутрь клетки.

30. Каким образом озон устраняет цветность воды ?
Из воды устраняются органические и неорганические соединения, придающие ей цвет. При этом озон разлагает их до простых веществ – воды, двуокиси углерода. Часть оставшихся веществ объединяется и выпадает в осадок, который легко устраняется фильтрацией.

31. Почему озонирование предпочтительнее других методов очистки воды ?

В отличие от хлорирования и фторирования, при обработке воды озоном не добавляется ничего чужеродного (озон быстро превращается в двухатомный кислород). При этом минеральный состав и кислотность воды не изменяются.

Озон в минимальные сроки уничтожает все виды микроорганизмов и вирусов.

Все органические соединения в воде распадаются, предотвращая развитие микроорганизмов и вирусов.

Большинство токсичных веществ распадаются на безвредные вещества. Химические вещества, разрушаемые озоном: пестициды, гербициды, нефть и ее производные, детергенты, соли натрия, сернистые, азотистые и хлористые соединения, являющиеся карциногенами.

Снижается содержание асбеста и тяжелых металлов.

С металлами озон образует нереактивные оксиды (оксид желаза, марганца, алюминия и др.). Оксиды выпадают в осадок и легко устраняются фильтрацией.

Быстро превращаясь в двухатомный кислород, озон улучшает качество и вкус воды.
Таким образом, озонированная вода является бактериологически и химически безвредной.

32 . Как определяется время озонирования воды ?
Интенсивность растворения озона в воде прямопропорциональна температуре воды и площади соприкосновения газа с водой. Чем ниже температура воды и меньше размер насадки, тем меньше озона растворится. Чем горячее вода, тем быстрее озон переходит в двухатомный кислород и теряется при парообразовании.
Необходимое количество озона определяется в соответствии с уровнем загрязнённости воды. В Российской Федерации для очищения поверхностных вод северных и средних широт необходима концентрация озона в количестве 2,5 мг/л. В южных широтах требуется не менее 8 мг/л.

33. Как озон реагирует с железом и марганцем ?
В поверхностных и подземных водах нередко можно обнаружить растворённое железо. Его коллоиды (0,1-9 мкм) обезвредить традиционными методами невозможно. Сначала их необходимо окислить. Марганец как правило находят там же. Эти коллоиды, быстро соединяясь с озоном, образуют нерастворимые оксиды, которые выпадают в осадок и устраняются без труда.
Органические вещества, содержащие железо и марганец, сначала разрушаются озоном, а затем металлы образуют оксиды. Озонирование – наиболее эффективный способ очищения воды от этих веществ.

34. Необходимо ли фильтровать воду после обработки ее озоном ?
Если в воде находились органические и неорганические вещества в больших концентрациях, то вследствие озонирования в ней образуются осадки. После озонирования такую воду требуется отфильтровать. Для этой цели можно применять обычные недорогие фильтры. При этом засоряться они будут достаточно медленно.

35. Можно ли испортить воду слишком длительным озонированием ?
Озонирование воды избыточное время не ухудшает качества воды. Озон быстро распадается до двухатомного кислорода, что лишь увеличивает пользу от употребления этой воды.

36. Каков уровень pH воды после обработки озоном ?
pH озонированной воды – 7,5-9. Такая вода идеальна для питья.

37. Как увеличивается концентрация двухатомного кислорода в воде после обработки озоном ?
Концентрация кислорода в воде увеличивается в 10-15 раз.

38. С какой скоростью озон превращается в кислород в воздухе и в воде ?
Спустя 10 минут содержание газа в воздухе падает на 50%, образуя двухатомный кислород и воду.
В охлаждённой воде спустя 20 минут концентрация озона уменьшается на 50%, образуя гидроксиды и воду.

39. Факторы, от которых зависит содержание озона и кислорода в воде .
Содержание озона и кислорода зависит от растворенных веществ, температуры, уровня pH, формы и материала сосуда.

40. Почему не используется двухатомный кислород ?
Трехатомный кислород примерно в 10 раз лучше растворяется в воде, чем двухатомный. Чем холоднее вода, тем медленнее озон распадается до двухатомного кислорода.

41. В чем польза насыщения питьевой воды кислородом ?
Стимулируется метаболизм глюкозы , усиливается насыщение кислородом сыворотки крови, стимулируется снабжение кислородом всех органов и тканей, улучшается циркуляция крови в капиллярах.
Нормализуется обмен веществ в печени и почках .
Укрепляется сердце.
Снижается частота дыхания за счёт роста объёма вдыхаемого воздуха.

42. Сколько времени достаточно для озонирования воды ?
Чем больше примесей в воде – тем больше времени необходимо для озонирования. Так, эффективная обработка трёх литров водопроводной воды длится 15 минут. То же количество воды, взятой из источника поверхностных вод, в зависимости от времени года и степени загрязнённости, озонируется 50-60 минут.

43. Какая ёмкость подходит для озонирования воды ?
Предпочтительна стеклянная ёмкость с узким горлом для уменьшения потери озона.

44. Когда лучше озонировать воду для горячих напитков – до или после кипячения ?
Для приготовления чая воду не следует доводить до 100 градусов. Оптимальная температура – 90 градусов. Озонировать воду следует до нагрева.

45. Зачем обрабатывать озоном пищевые продукты ?
Из пищевых продуктов устраняются органические и неорганические токсичные соединения, вирусы, плесневые грибы, личинки гельминтов.
Курица, говядина, свинина, выращенные на крупных фермерских хозяйствах, подкармливаются антибиотиками и стероидами . Растения удобряют химическими удобрениями и опрыскивают пестицидами.
Эти соединения, попадая с продуктами питания в организм, наносят вред здоровью, будучи основными факторами нарушения метаболизма.
При озонировании пищевых продуктов распадаются все токсичные соединения, это делает продукты безопасными для употребления.

46. Нужно ли обрабатывать озоном крупы ?
Да, нужно.

47. Как озонировать мясо ?
Если мясо заморожено, необходимо его предварительно разморозить. Нарезать на куски 20-25 см толщиной и поместить в ёмкость с водой на 10 минут. Озонировать 15-25 минут.

48. Нужно ли озонировать пищу, предназначенную для длительного хранения ?
Рекомендуется.

49. Не расщепляет ли озон полезные вещества, содержащиеся в продуктах питания ?
Все полезные вещества сохраняются.

50. Нужно ли озонировать яйца ?
Озонирование яиц продлевает их срок годности и защищает от проникновения бактерий сальмонеллы.

51. Как озонировать водку ?
Водка обрабатывается также как и вода (15-25 минут).

52. Сфера применения бытового озонатора .
Бытовой озонатор можно применять в целях:

обеззараживания и устранения неприятных запахов воздуха в помещениях, в мебели, в бытовых приборах и т.д.;

приготовления питьевой воды (обеззараживание, насыщение кислородом, устранение хлора и других опасных веществ);

улучшения качества продуктов питания (овощи, фрукты, мясо, рыба, яйца);

косметологии (лечение перхоти , акне , полоскание горла, улучшение состояния зубов и дёсен, лечение грибковых инфекций);

дезинфекции домашних питомцев и рыбок;

ухода за домашними растениями;

улучшения состояния белья;

ухода за обувью.

53. Применяется ли озонотерапия в международной терапевтической практике ?
Существует Международная озоновая ассоциация, которая регулярно организовывает конгрессы, на которых обсуждаются проблемы применения озона в лечении различных патологий и в оздоровительных целях.

54. Каков эффект использования озона в клинической практике ?
Озон уничтожает все известные виды микроорганизмов и вирусов. Он активирует и стимулирует ряд физиологических процессов.
В результате применения озона наблюдается:

активация процессов самоочищения, подавление активности отравляющих веществ;

восстановление метаболизма;

улучшение капиллярного кровотока;

разжижение крови;

улучшение снабжения клеток кислородом;

восстановление иммунитета;

ингибирование процесса перекисного окисления липидов;

активация антиоксидантной деятельности организма (восстановление баланса между перекисным окислением липидов и антиокислительной защитой);

устранение воспалений;

обезболивание.

55. Каковы цели применения озонотерапии в клинической практике ?
Дезинфекция открытых ран, ожогов , грибковых инфекций, пролежней, незаживающих ран.
Применение озона как гемостатика (в больших концентрациях).
Для заживления ран, язв и т.д. (в малых концентрациях).
В клинической практике применяют озонокислородную смесь, растворяемую в физиологическом растворе, для терапии патологий кишечника, при хирургических операциях и др. Практикуется также системная озонотерапия через инъекции растворов озона.
Озонотерапия эффективна во всех областях медицины:

восстановление флоры кишечника;

восстановление транспортной функции толстой и тонкой кишки;

лечение патологий сердечной мышцы и кровеносной системы, заболеваний суставов;

лечение инфекционных патологий, в т.ч. герпетической инфекции, вирусных гепатитов;

кожные патологии и др.

56. Приём ванны в озонированной воде .
Принимается в целях нормализации кровотока, заживания ран, устранения кожных патологий, активации самоочищения организма, увеличения дыхательного объёма.
Вода для ванной должна обрабатываться при температуре 40 градусов. Ванная комната должна быть проветрена. Ванну принимать не более 20 минут. Не рекомендуется опускаться в воду ниже уровня сердца.
Если комната плохо проветривается, необходимо дышать через мокрую ткань с целью защиты слизистой от высыхания.

57. Как озонированная вода воздействует на людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями ?
Благотворное воздействие озонированной воды было зарегистрировано в медицинской практике.
При этом:

снижается концентрация холестерола в плазме крови;

снижается вероятность образования тромбов;

вследствие улучшения транспортировки кислорода восстанавливается нормальное клеточное дыхание.

58. Почему после приема ванны в озонированной воде, активируется потоотделение ?
Это происходит вследствие очищения пор. То же самое можно наблюдать после бани .

59. Можно ли использовать озонированную воду для снятия макияжа ?
Кожа очищается эффективнее, освобождаются все поры.

60. Можно ли использовать озонированную воду при чистке зубов ?
Безусловно. Настоятельно рекомендуется при лечении и профилактике пародонтита .

61. Как вылечить перхоть ?
Регулярно ополаскивать волосы озонированной водой.

62. Нужно ли обрабатывать озоном минеральную воду ?
При озонировании минеральный состав воды не меняется, а вода обеззараживается и обогащается кислородом.

63. Насколько качественна бутилированная вода ?
Нередко заражение и загрязнение бутилированной воды происходит либо в источнике (ввиду экологической обстановки), либо на производстве. Специалисты из Всемирного фонда дикой природы определили, что треть всех европейских марок бутилированной воды содержит экскременты (остатки жизнедеятельности микроорганизмов и вирусов).

64. Чем отличаются индустриальные, медицинские и бытовые аппараты озонирования ?
Индустриальные аппараты создают высокую концентрацию озона, неприемлемую для малых помещений.
Медицинские и бытовые аппараты обеспечивают примерно одинаковую концентрацию, но медицинские рассчитаны на длительное непрерывное функционирование. Медицинские аппараты подключают к источнику чистого кислорода для производства чистого озона без примесей.

65. Какова эффективность озона в области дезинфекции по сравнению с другими методами обеззараживания ?
Озон уничтожает все виды микроорганизмов и вирусов в 3-6 раз эффективнее ультрафиолетового излучения и в 400-600 раз эффективнее хлора и его соединений. Кроме того озон уничтожает микроорганизмы, стойкие к хлору (цисты, герпесвирусы, палочку Коха).

66. Можно ли обрабатывать озоном кухонную посуду ?
Конечно. Особенно удобно обрабатывать детскую посуду, ёмкости для консервирования и др. Для этого необходимо погрузить посуду в ёмкость, наполненную водой, опустить шланг с насадкой на дно ёмкости. Включить прибор на 10-15 минут.

67. Можно ли озонировать воду в аквариуме, не извлекая рыбок ?
Вода в аквариуме обогащается кислородом, дезодорируется, уничтожаются микроорганизмы. Улучшается состояние здоровья рыбок и аквариумных водорослей.

68. Из чего должна быть изготовлена ёмкость для озонирования воды ?
Допустимы ёмкости, изготовленные из стекла, керамики, дерева, пластика, металла покрытого эмалью (без сколов). Нельзя использовать ёмкости из металлов (в т.ч. из алюминия и меди). Резина портится от воздействия озона.

69. Может ли озонирование помочь в устранении неприятного запаха от обуви ?
Да! Для этого необходимо поместить обувь в полиэтиленовый пакет. Снимите со шланга насадку. Конец шланга поместите внутрь ботинка, в область носка. Пакет герметизируйте (не пережмите воздухопроводный шланг). Включить аппарат на 10-15 минут.

70. Каким должен быть бытовой озонатор ?
Бытовые аппараты озонирования должны быть абсолютно безопасны для людей. Концентрация озона в воздухе и в воде, создаваемая аппаратом, не должна превышать предел безопасности для человека.

71. Каким образом аппарат создаёт озон ?
Озон создаётся из кислорода, поступающего в аппарат через насос. Вследствие газового разряда молекулы двухатомного кислорода распадаются на отдельные атомы. Свободные атомы временно соединяются с молекулами двухатомного кислорода. Так образуется озон.

72. Сколько может прослужить бытовой озонатор ?
Гарантийный срок – 1 год.
Примерный срок эксплуатации прибора – 5-10 лет (при работе не более 6-7 часов в сутки).
Время непрерывного функционирования – не более 40 минут с минимальным перерывом в 10 минут.

73. Где поместить озонатор ?
Озонатор необходимо расположить как можно выше, т.к. озон плотнее воздуха.
При озонировании воды, в целях предотвращения оттока воды в прибор, он должен находиться выше ёмкости. Если вода проникла в прибор, его следует сразу отключить от сети и сдать в техобслуживание.

74. Зачем нужен рассекатель? Не загрязняет ли он воду?
Рассекатель (диффузный камень) применяется в целях озонирования воды и необходим для увеличения площади соприкосновения озона с водой. Сам камень не реагирует с газом. Будучи в непрерывном соприкосновении с озоном, он не может распространять загрязнения. Диффузный камень используется только для обработки воды. В менее текучих жидкостях камень может засориться. Такие жидкости как молоко или растительное масло можно озонировать, опустив в них воздухопровод без насадки.

75. Как узнать, исправен ли аппарат ?
Аппарат неисправен, если:

отсутствует характерный аромат озона;

отсутствует шум работы аппарата;

аппарат работает слишком шумно.

Если отсутствует характерный аромат озона, капните в небольшую ёмкость с водой несколько капель чернил. Поместите шланг с рассекателем в ёмкость и включите аппарат. Если вода станет прозрачной, значит озонатор работает правильно.

76. Каково максимально допустимое время непрерывной работы озонатора ?
В целях продления срока службы аппарата рекомендуется каждые 40 минут отключать его на 10-15 минут.

Перед применением необходимо проконсультироваться со специалистом.