O3 хімічні властивості. Що таке озон

Озон – це газ. На відміну від багатьох інших, він не прозорий, а має характерний колір і навіть запах. Він присутній у нашій атмосфері і є одним із найважливіших її складових. Якою є щільність озону, його маса та інші властивості? Яка його роль життя планети?

Блакитний газ

У хімії озон немає окремого місця у таблиці Менделєєва. Все тому, що вона не є елементом. Озон - це алотропна модифікація або варіація кисню. Як і О2, його молекула складається тільки з атомів кисню, але має їх не два, а три. Тому його хімічна формулавиглядає як О3.

Озон є газом блакитного кольору. Він має добре помітний різкий запах, що нагадує хлор, якщо концентрація буде занадто великою. Чи пам'ятаєте ви запах свіжості під час дощу? Це і є озон. Завдяки такій властивості він і отримав свою назву, адже з давньогрецької мови «озон» – це «пахну».

Молекула газу є полярною, атоми в ній з'єднуються під кутом 116,78°. Озон утворюється, коли до молекули О2 приєднується вільний атом кисню. Відбувається це під час різних реакцій, наприклад окислення фосфору, електричного розряду або розкладання перекисів, в ході яких і звільняються атоми оксигену.

Властивості озону

При нормальних умовахозон існує з молекулярною масою майже 48 г/моль. Він є діамагнетиком, тобто не здатний притягатися до магніту, так само, як срібло, золото або азот. Щільність озону становить 2,1445 г/дм3.

У твердому стані озон набуває синьо-чорного кольору, в рідкому - колір індиго, близький до фіолетового. Температура кипіння становить 111,8 градусів Цельсія. При температурі нуль градусів він розчиняється у воді (тільки в чистій) у десять разів краще за кисень. Він добре поєднується з азотом, фтором, аргоном, а за певних умов і з киснем.

Під впливом низки каталізаторів легко окислюється, виділяючи у своїй вільні атоми кисню. З'єднуючись з ним, відразу запалюється. Речовина здатна окислити майже всі метали. Не піддаються його дії лише платина та золота. Він руйнує різні органічні та ароматичні сполуки. При контакті з аміаком утворює нітрит амонію, руйнує подвійні вуглецеві зв'язки.

Присутня в атмосфері великих концентраціях, озон мимоволі розкладається. При цьому виділяється тепло та утворюється молекула О2. Чим вища його концентрація, тим сильніша реакція тепловиділення. При вмісті озону більше 10% супроводжується вибухом. При збільшенні температури та зниженні тиску або при контакті з органічними речовинами розкладання О3 відбувається швидше.

Історія відкриття

У хімії озон був відомий до XVIII століття. Виявлений він був у 1785 році завдяки запаху, який фізик Ван Марум почув поряд із працюючою електростатичною машиною. Ще 50 років після цього не фігурував у наукових експериментах і дослідженнях.

Вчений Крістіан Шенбейн у 1840 році вивчав окислення білого фосфору. Під час експериментів йому вдалося виділити невідому речовину, яку він назвав «озон». Хімік впритул зайнявся вивченням його властивостей та описав способи одержання знову відкритого газу.

Незабаром до досліджень речовини приєдналися й інші вчені. Знаменитий фізик Нікола Тесла навіть спорудив перший в історії Промислове використанняО3 почалося в наприкінці XIXстоліття з появою перших установок для подачі до будинків питної води. Речовину застосовували для дезінфікування.

Озон у атмосфері

Наша Земля оточена невидимою оболонкою з повітря – атмосферою. Без неї життя на планеті було б неможливим. Складові атмосферного повітря: кисень, озон, азот, водень, метан та інші гази.

Сам по собі озон не існує і виникає лише в результаті хімічних реакцій. Близько поверхні Землі він утворюється з допомогою електричних розрядів блискавки під час грози. Неприродним шляхом він з'являється завдяки викидам вихлопних газів автомобілів, заводів, випаровуванням бензину, дії теплових електростанцій.

Озон нижніх шарів атмосфери називають приземним чи тропосферним. Існує і стратосферний. Він виникає під впливом ультрафіолетового випромінювання, що йде від Сонця. Він утворюється на відстані 19-20 км над поверхнею планети і тягнеться до висоти 25-30 км.

Стратосферний О3 формує озоновий шар планети, який захищає її від потужної сонячної радіації. Він поглинає приблизно 98% ультрафіолетового випромінювання із довжиною хвилі, достатньою для виникнення ракових захворювань та опіків.

Застосування речовини

Озон - це чудовий окислювач та руйнівник. Така властивість давно використовується для очищення питної води. Речовина згубно діє на небезпечні для людини бактерії та віруси, а саме при окисленні перетворюється на нешкідливий кисень.

Він здатний вбити навіть стійких до хлору організмів. Крім того, його застосовують для очищення стічних водвід згубних для довкілля нафтопродуктів, сульфідів, фенолів тощо. Такі практики поширені переважно на території США та деяких країн Європи.

Озон застосовують у медицині для знезараження інструментів, у промисловості з його допомогою відбілюють папір, очищають олії, одержують різні речовини. Застосування О3 для очищення повітря, води та приміщення називається озонуванням.

Озон та людина

Незважаючи на всі свої корисні властивості, озон може бути небезпечним для людини. Якщо повітря газу виявиться більше, ніж може перенести людина, отруєння не уникнути. У його допустима норма становить 0,1 мкг/л.

При перевищенні цієї норми з'являються типові ознаки хімічного отруєння, такі як головний біль, подразнення слизових, запаморочення. Озон зменшує опір організму до інфекцій, які передаються через дихальні шляхи, а також знижує тиск крові. При концентрації газу вище 8-9 мкг/л можливий набряк легень і навіть загибель.

При цьому розпізнати озон у повітрі досить легко. Запах «свіжості», хлору чи «раків» (як стверджував Менделєєв) чітко чутно і за незначному вмісті речовини.

Чи помічали ви колись, як приємно дихається після дощу? Це освіжаюче повітря забезпечує озон у атмосфері, що з'являється після дощу. Що це за речовина, які її функції, формула, а також чи справді вона корисна для організму людини? Давайте розберемося.

Що таке озон?

Усім, хто навчався у середній школівідомо, що молекула кисню складається з двох атомів хімічного елемента кисню. Однак цей елемент здатний утворювати ще одну хімічну сполуку – озон. Ця назва носить речовину, що зазвичай зустрічається у вигляді газу (хоча може перебувати у всіх трьох агрегатних станах).

Молекула даної речовини досить сильно схожа на кисень (О 2), проте вона складається не з двох, а із трьох атомів - О 3 .

Історія відкриття озону

Людина, яка вперше синтезувала озон - це нідерландський фізик Мартін Ван Марум.

Саме він у 1785 р. провів досвід, пропустивши через повітря електричний розряд. Газ, що вийшов, не тільки набув специфічного запаху, а й синюватого відтінку. Крім цього, нова речовина виявилася сильнішим окислювачем, ніж звичайний кисень. Так, розглянувши його на ртуть, Ван Марум виявив, що метал трохи змінив свої фізичні властивості, чого з не відбувалося під впливом кисню.

Незважаючи на своє відкриття, нідерландський фізик не вважав, що озон – це особлива речовина. Лише через 50 років після відкриття Ван Марума озоном всерйоз зацікавився німецький вчений Крістіан Фрідріх Шенбейн. Саме завдяки йому ця речовина отримала своє ім'я – озон (на честь грецького слова, що означає «пахнути»), а також було більш уважно вивчено та описано.

Озон: фізичні властивості

Ця речовина має низку властивостей. Першим є здатність озону, як і води, перебувати в трьох агрегатних станах.

Нормальний стан, в якому перебуває озон - газ блакитного кольору (саме він забарвлює небеса в блакитний колір) з відчутним металевим ароматом. Щільність такого газу – 2,1445 г/дм³.

При зниженні температури молекули озону утворюють синьо-фіолетову рідину із щільністю 1,59 г/см³ (при температурі -188 °C). Закипає рідкий 3 при -111,8 °C.

Перебуваючи у твердому стані, озон темніє, стаючи практично чорним із виразним фіолетово-синім відблиском. Його густина - 1,73 г/см 3 (при -195,7 °С). Температура, коли він починає плавитися твердий озон - це −197,2 °З.

Молекулярна маса 3 - 48 дальтонів.

При температурі 0 °C озон чудово розчиняється у воді, причому в десять разів швидше, ніж кисень. Наявність домішок у воді здатна ще більше прискорити цю реакцію.

Крім води озон розчиняється у фреоні, що полегшує його транспортування.

Серед інших речовин, у яких легко розчинити Про 3 (у рідкому агрегатному стані) – аргон, азот, фтор, метан, вуглекислота, тетрахлорвуглець.

Також він непогано поєднується з рідким киснем (при температурі від 93 К).

Хімічні властивості озону

Молекула 3 є досить нестійкою. З цієї причини в нормальному стані вона існує 10-40 хвилин, після чого розкладається, утворюючи не велика кількістьтепла та кисень Про 2 . Ця реакція здатна відбутися і набагато швидше, якщо каталізаторами виступить підвищення температури навколишнього середовища або зниження атмосферного тиску. Також розкладанню озону сприяє і його контакт із металами (крім золота, платини та іридію), оксидами або речовинами органічного походження.

Взаємодія з азотною кислотою зупиняє розкладання 3 . Також цьому сприяє зберігання речовини за температури -78 °С.

Головною хімічною властивістю озону є його окислюваність. Одним із продуктів окислення завжди є кисень.

При різних умовахПро 3 здатний взаємодіяти практично з усіма речовинами та хімічними елементами, зменшуючи їх токсичність шляхом перетворення їх на менш небезпечні. Наприклад, ціаніди окислюються ним до ціанатів, які набагато безпечніші для біологічних організмів.

Як видобувають?

Найчастіше для добування О 3 на кисень впливають електричним струмом. Щоб розділити суміш кисню і озону, що вийшла, використовують властивість останнього краще зріджуватися, ніж Про 2 .

У хімічних лабораторіях іноді Про 3 добувають за допомогою реакції охолодженого концентрату сірчаної кислоти з пероксидом барію.

У медичних установах, які використовують О 3 для оздоровлення пацієнтів, цю речовину отримують шляхом опромінення О2 ультрафіолетом (до речі, таким же способом утворюється дана речовина в атмосфері Землі під дією сонячних променів).

Використання О3 у медицині та промисловості

Нескладна будова озону, доступність вихідного матеріалу для його добування сприяє активному використанню цієї речовини у промисловості.

Будучи сильним окислювачем, він здатний дезінфікувати значно краще за хлор, формальдегід або окису етилену, при цьому будучи не таким токсичним. Тому 3 часто використовується для стерилізації медичних інструментів, обладнання, форми, а також багатьох препаратів.

У промисловості цю речовину найчастіше використовують для очищення чи добування багатьох хімічних речовин.

Ще однією галуззю використання є відбілювання паперу, тканин, мінеральних олій.

У хімічної промисловостіПро 3 не тільки допомагає стерилізувати обладнання, інструменти та тару, але й застосовується для знезараження самих продуктів (яєць, зерна, м'яса, молока) та збільшення їх терміну зберігання. Фактично він вважається одним із найкращих консервантів для продуктів, оскільки нетоксичний і неканцерогенний, а також чудово вбиває суперечки плісняви та інших грибків та бактерій.

У пекарнях озон застосовується для прискорення процесу бродіння дріжджів.

Також за допомогою Про 3 штучно старіють коньяки, проводиться рафінування жирних олій.

Як впливає озон на організм людини?

Через таку схожість із киснем існує помилка, що озон - це корисна для організму людини речовина. Однак це не так, оскільки Про 3 є одним з найсильніших окислювачів, здатних зруйнувати легені та вбити кожного, хто надмірно вдихає цього газ. Не дарма державні екологічні організації у країні суворо стежать концентрацією озону у атмосфері.

Якщо озон такий шкідливий, то чому після дощу завжди стає легше дихати?

Справа в тому, що однією з властивостей Про 3 є його здатність вбивати бактерії та очищати речовини від шкідливих домішок. Під час дощу через грозу починає утворюватися озон. Цей газ впливає на токсичні речовини, що містяться в повітрі, розщеплюючи їх, і очищає кисень від цих домішок. Саме з цієї причини повітря після дощу настільки свіже і приємне, а небо набуває красивого блакитного кольору.

Ці хімічні властивості озону, що дозволяють йому очищати повітря, останнім часом активно використовують для лікування людей, які страждають від різних респіраторних захворювань, а також для очищення повітря, води, різних косметичних процедур.

Досить активно сьогодні рекламуються побутові озонатори, які очищають повітря в будинку за допомогою цього газу. Хоча ця методика видається досить ефективною, поки що вченими недостатньо вивчено вплив великої кількості очищеного озоном повітря на організм. Тому надмірно захоплюватися озонуванням не варто.

Вступ

Озон - проста речовина, алотропна видозміна кисню. На відміну від кисню, молекула озону складається із трьох атомів. За звичайних умов являє собою вибуховий газ, що різко пахне синього кольору, і що володіє найсильнішими окисними властивостями.

Озон є постійним компонентом атмосфери землі відіграє найважливішу роль підтримки на ній життя. У приземних шарах земної атмосфериконцентрація озону різко зростає. Загальний стан озону в атмосфері змінний, і коливається залежно від пори року. Атмосферний озон грає ключову роль підтримки життя землі. Він захищає Землю від згубного впливу певної ролі сонячної радіації, сприяючи цим збереженню життя планети.

Таким чином, необхідно дізнатися, які дії може надавати озон на біологічні тканини.

Загальні властивостіозону

Озон - що складається з триатомних молекул 3 алотропна модифікація кисню. Його молекула діамагнітна і має кутову форму. Зв'язок у молекулі є делокалізованим, трицентровим.

Рис. 1 Будова озону

Обидві зв'язку O-Oв молекулі озону мають однакову довжину 1272 Ангстрем. Кут між зв'язками становить 116,78 °. Центральний атом кисню sp²-гібридизований, має одну неподілену пару електронів. Молекула полярна, дипольний момент 0,5337 D.

Характер хімічних зв'язківв озоні обумовлює його нестійкість (через певний час озон мимовільно перетворюється на кисень: 2О3 ->3О2) і високу окислювальну здатність (озон здатний ряд реакцій у які молекулярний кисень не вступає). Окислювальна дія озону на органічні речовинипов'язано з утворенням радикалів: RH+ О3 RО2 +OH

Ці радикали ініціюють радикально ланцюгові реакціїз біоорганічними молекулами (ліпідами, білками, нуклеїновими кислотами), що призводить до загибелі клітин. Застосування озону для стерилізації питної води ґрунтується на його здатності вбивати мікроби. Озон не байдужий й у вищих організмів. Тривале перебування в атмосфері, що містить озон (наприклад, у кабінетах фізіотерапії та кварцового опромінення) може спричинити тяжкі порушення. нервової системи. Тому озон у великих дозах є токсичним газом. Гранично допустима концентрація його у повітрі робочої зони – 0,0001 мг/л. Забруднення озоном повітряного середовища відбувається при озонуванні води внаслідок його низької розчинності.

Історія відкриття.

Вперше озон виявив у 1785 році голландський фізик М. ван Марум за характерним запахом і окисними властивостями, які набуває повітря після пропускання через нього електричних іскор, а також за здатністю діяти на ртуть при звичайній температурі, внаслідок чого вона втрачає свій блиск і починає прилипати до стек . Однак, як нову речовину він описаний не був, ван Марум вважав, що утворюється особлива «електрична матерія».

Термін озонбув запропонований німецьким хіміком X. Ф. Шенбейном в 1840 за його пахучість, увійшов до словників наприкінці XIX століття. Багато джерел саме йому віддають пріоритет відкриття озону у 1839 році. В 1840 Шенбейн показав здатність озону витісняти йод з іодиду калію:

Факт зменшення обсягу газу при перетворенні кисню в озон експериментально довели Ендрюс і Тет за допомогою скляної трубки з манометром, наповненої чистим киснем, з впаяними в неї платиновими дротиками для отримання електричного розряду.

Фізичні властивості.

Озон - газ, що має синій колір, який можна помітити, якщо дивитися через значний шар, до 1 метра завтовшки озонованого кисню. У твердому стані озон чорного кольору з фіолетовим відблиском. Рідкий озон має густий синій колір; прозорий у шарі, що не перевищує 2 мм. товщини; досить міцний.

Властивості:

§ Молекулярна маса – 48 а.о.м.

§ Щільність газу за нормальних умов - 2,1445 г/дм³. Відносна щільність газу кисню 1,5; повітрям - 1,62

§ Щільність рідини при −183 °C - 1,71 г/см³

§ Температура кипіння - −111,9 °C. (У рідкого озону - 106 ° C.)

§ Температура плавлення - −197,2 ± 0,2 °С (наведена зазвичай т.пл. −251,4 °C помилкова, оскільки за її визначенні не враховувалася велика здатність озону до переохолодження).

§ Розчинність у воді при 0 °С - 0,394 кг/м³ (0,494 л/кг), вона в 10 разів вище порівняно з киснем.

§ В газоподібному станіозон діамагнітний, у рідкому - слабопарамагнітний.

§ Запах - різкий, специфічний «металевий» (за Менделєєвим - «запах раків»). При високих концентраціях нагадує запах хлору. Запах відчутний навіть при розведенні 1:100000.

Симучні властивості.

Хімічні властивості озону визначаються його великою здатністю до окиснення.

Молекула Про 3 нестійка і при достатніх концентраціях у повітрі за нормальних умов мимовільно за кілька десятків хвилин перетворюється на O 2 з виділенням тепла. Підвищення температури та зниження тиску збільшують швидкість переходу в двоатомний стан. При великих концентраціях перехід може мати вибуховий характер.

Властивості:

§ Окислення металів

§ Окислення неметалів

§ Взаємодія з оксидами

§ Горіння

§ Утворення озонідів

Способи одержання озону

Озон утворюється в багатьох процесах, що супроводжуються виділенням атомарного кисню, наприклад, при розкладанні перекисів, окисленні фосфору і т. п. У промисловості його отримують з повітря або кисню в озонаторах дією електричного розряду. Зріджується O3 легше, ніж O2, і тому їх легко розділити. Озон для озонотерапії в медицині одержують лише з чистого кисню. При опроміненні повітря жорстким ультрафіолетовим випромінюваннямутворюється озон. Той самий процес протікає у верхніх шарах атмосфери, де під дією сонячного випромінювання утворюється і підтримується озоновий шар.

Озон – це газ природного походження, який, перебуваючи у стратосфері, оберігає населення планети від негативного впливу ультрафіолетових променів. У медицині цю речовину часто використовують для стимуляції кровотворення та підвищення імунітету. У той же час при природному утворенні озону в тропосфері внаслідок взаємодії прямих сонячних променів та вихлопних газів його вплив на людський організм протилежний. Вдихання повітря з підвищеною концентрацією газу може призвести не тільки до загострення алергічних реакцій, а й до розвитку неврологічних порушень.

Характеристики озону

Озон є газ, що складається з трьох атомів кисню. У природі він утворюється внаслідок прямих променів сонця на атомарний кисень.

Залежно від форми і температури колір озону може змінюватись від світло-блакитного до темно-синього. З'єднання молекул у цьому газі дуже нестійке – через кілька хвилин після утворення речовина розпадається на атоми кисню.

Озон є сильним окислювачем, завдяки чому часто використовується у промисловості, ракетобудуванні, медицині. В умовах виробництва цей газ присутній при зварювальних роботах, процедури електролізу води, виготовлення пероксиду водню.

Відповідаючи на питання отруйний озон чи ні, фахівці дають ствердну відповідь. Цей газ відноситься до найвищого класу токсичності, якому відповідають багато бойових отруйних речовин, у тому числі синильна кислота.

Вплив газу на людину

У ході численних досліджень вчені дійшли висновку, що вплив озону на організм людини залежить від того, скільки газу проникає в легені разом з повітрям. Всесвітньою організацією охорони здоров'я було встановлено такі гранично допустимі концентрації озону:

у житловій зоні – до 30 мкг/м 3 ;
у промисловій зоні – не більше 100 мкг/м3.

Одноразове максимальне дозування речовини не повинно перевищувати 0,16 мг/м 3 .

Негативний вплив

Негативний вплив озону на організм часто спостерігається у людей, яким доводиться стикатися з цим газом у виробничих умовах: фахівцям ракетобудівної галузі, працівникам, які використовують озонатори та ультрафіолетові лампи.

Тривалий та регулярний вплив озону на людину призводить до таких наслідків:

подразнення органів дихальної системи;
розвиток астми;
пригнічення дихальної функції;
підвищення ризику алергічних реакцій;
збільшення можливості розвитку чоловічої безплідності;
зниження імунітету;
зростання канцерогенних клітин.

Найактивніше озон впливає на чотири групи людей: дітей, осіб з підвищеною чутливістю, спортсменів, які проводять тренування поза приміщеннями, та людей похилого віку. Крім того, до зони ризику входять пацієнти з хронічними патологіями дихальної та серцево-судинної систем.

В результаті контакту у виробничих умовах з рідким озоном, кристалізація якого настає при температурі -200 градусів Цельсія, можливе настання глибокого обмороження.

Позитивний вплив

Максимальна кількість озону знаходиться у стратосферному шарі повітряної оболонки планети. Озоновий пласт, що знаходиться там, сприяє поглинанню найшкідливішої частини ультрафіолетових променів сонячного спектру.

У ретельно вивірених дозах медичний озонабо киснево-озонова суміш надає на організм людини сприятливий вплив, завдяки чому часто використовується з лікувальною метою.

Під контролем лікаря використання цієї речовини дозволяє досягти наступних результатів:

Історії наших читачів

Володимир
61 рік

усунути кисневу недостатність;
посилити окислювально-відновні процеси, що протікають в організмі;
знизити наслідки інтоксикації за рахунок виведення токсинів;
усунути больовий синдром;
покращити кровотік та забезпечити постачання кров'ю всіх органів;
відновити правильне функціонування печінки при її різних захворюваннях, у тому числі гепатиті.

Крім цього, використання у медичній практиці озонотерапії дозволяє покращити загальний станпацієнта: стабілізувати сон, зменшити знервованість, підвищити імунітет, усунути хронічну втому.

Завдяки здатності до окислення інших хімічних елементівозон часто використовується як засіб для дезінфекції. Ця речовина дозволяє ефективно боротися з грибками, вірусами та бактеріями.

Застосування озонаторів

Описані позитивні властивості, що надаються озоном, призвели до виробництва та використання у промислових та побутових умовахозонаторів - пристроїв, що продукують тривалентний кисень.

Використання таких приладів у промисловості дозволяє здійснити такі заходи:

продезінфікувати повітря у приміщенні;
знищити плісняву та грибки;
знезаразити воду та каналізаційні стоки;

У медичних закладах озонатори використовуються для дезінфекції приміщень, стерилізації інструментарію та витратних матеріалів.

Використання озонаторів поширене й у домашніх умовах. Такі прилади часто застосовуються для збагачення повітря киснем, дезінфекції води та усунення вірусів та бактерій з посуду або предметів побуту, які використовуються людиною з інфекційним захворюванням.

При використанні озонатора в побуті необхідно дотримуватись усіх умов, вказаних виробником приладу. Категорично заборонено перебувати в приміщенні при включеному пристрої, а також відразу ж вживати очищену за його допомогою воду.

Симптоматика отруєння

Проникнення високої концентрації озону в організм людини через органи дихання або тривалу взаємодію з цією речовиною здатне викликати важку інтоксикацію. Симптоми отруєння озоном можуть проявитися як різко при одноразовому вдиханні великої кількості цієї речовини, так і виявлятися поступово при хронічній інтоксикації внаслідок недотримання умов праці або правил використання побутових озонаторів.

Першими виявляються ознаки отруєння з боку дихальної системи:

першіння та печіння у горлі;
утруднене дихання, задишка;
неможливість зробити глибокий вдих;
поява частого та переривчастого дихання;
біль у загрудинній ділянці.

При дії газу на очі може спостерігатися їх сльозогінність, виникнення різі, почервоніння слизової оболонки, розширення судин. У деяких випадках відбувається погіршення чи повна втрата зору.

При систематичному контакті озон може проводити організм людини так:

відбуваються структурні перетворення бронхів;
розвиваються та загострюються різні захворювання дихальних шляхів: пневмонії, бронхіти, астми, емфіземи;
зниження обсягу дихання призводить до нападів задухи та повного припинення дихальної функції.

Крім впливу на органи дихання, хронічне отруєння озоном спричиняє патологічні процеси у функціонуванні інших систем організму:

розвиток неврологічних порушень – зниження рівня концентрації та уваги, поява головного болю, порушення координації рухів;
загострення хронічних захворювань;
порушення згортання крові, розвиток анемій, виникнення кровотеч;
загострення алергічних реакцій;
порушення в організмі окисних процесів, в результаті якого відбувається поширення вільних радикалів та руйнування здорових клітин;
розвиток атеросклерозу;
погіршення секреторної функціональності шлунка

Перша допомога при отруєнні озоном

Гостре отруєння озоном може призвести до тяжких наслідків, аж до смертельного наслідку, тому при виникненні підозри на інтоксикацію потерпілому має бути негайно надано долікарську допомогу. До приїзду фахівців необхідно здійснити такі заходи:

Винести потерпілого із зони ураження токсичною речовиною або забезпечити приплив у приміщення свіжого повітря.
Розстебнути тісний одяг, надати людині напівсидяче становище, не допускаючи закидання голови.
У разі припинення самостійного дихання та зупинки серця провести реанімаційні заходи – штучне дихання з рота до рота та непрямий масаж серця.

При контакті озону з очима необхідно зробити промивання великою кількістю проточної води.

У разі впливу на людину рідкого озону в жодному разі не можна намагатися видалити з постраждалого одяг у місці його зіткнення з тілом. До приїзду фахівців варто промивати уражену ділянку великою кількістю води.

Окрім надання постраждалому першої допомоги, необхідно негайно доставити його до лікувального закладу або викликати карету швидкої допомоги, оскільки подальші заходи щодо інтоксикації можуть бути проведені лише кваліфікованим медичним персоналом.

Лікування отруєння

Для усунення отруєння озоном в умовах медичного стаціонару вживаються такі заходи:

виконують лужні інгаляції для усунення подразнення верхніх дихальних шляхів;
призначають лікарські препарати для припинення кашлю та відновлення функцій дихання;
при гострій дихальній недостатності пацієнта підключають до апарату штучної вентиляції легень;
при ураженні очей призначаються судинозвужувальні та знезаражувальні препарати;
у разі тяжкого отруєння проводиться терапія щодо нормалізації функцій серцево-судинної системи;
здійснюється антиоксидантна терапія.

Наслідки

Тривале вплив озону на організм людини за неправильних умов праці чи порушенні правил використання озонатора призводить до хронічного отруєння. Цей стан часто спричиняє розвиток таких наслідків:

Утворення пухлин. Причина цього явища полягає в канцерогенній дії озону, внаслідок якого відбувається пошкодження геному клітин та розвиток їхньої мутації.
Розвиток чоловічої безплідності. При систематичному вдиханні озону відбувається порушення сперматогенезу, внаслідок якого втрачається можливість продовження роду.
Неврологічні патології. У людини відбувається порушення уваги, погіршення сну, загальна слабкість, регулярне виникнення головного болю.

Профілактика

Щоб уникнути отруєння озоном, фахівці рекомендують дотримуватися наступних рекомендацій:

Відмовитися від занять спортом поза приміщеннями у спеку, особливо влітку. Бажано виконувати фізичні вправи у приміщеннях чи території, віддаленої від великих промислових підприємстві широких автомобільних доріг, в ранкові та вечірні години.
У спеку необхідно якомога рідше перебувати поза приміщеннями, особливо в місцевості з підвищеною загазованістю.
При контакті з озоном у промислових умовах приміщення має бути обладнане витяжною вентиляцією. Крім цього, під час виробничого процесу необхідно використовувати пристрої захисту, а також спеціальні датчики, що відображають рівень газу в приміщенні. Час безпосереднього контакту з озоном має бути максимально скороченим.

При виборі побутового озонатора важливо звернути увагу на його технічні характеристикита наявність відповідного сертифікату. Придбання несертифікованого приладу може призвести до виникнення інтоксикації тривалентним киснем. Перед використанням приладу необхідно ознайомитися з правилами його експлуатації та запобіжними засобами.

Інтоксикація озоном – досить тяжкий стан, який потребує негайного втручання медичних працівників. Тому варто пам'ятати, що при роботі з цим газом або застосуванні побутових озонаторів варто дотримуватися техніки безпеки, а за найменшої підозри на отруєння – звертатися до лікувального закладу.

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ.

Озон - О3, алотропна форма кисню, що є потужним окислювачем хімічних та інших забруднюючих речовин, що руйнуються при контакті. На відміну від молекули кисню, молекула озону складається з трьох атомів і має довші зв'язки між атомами кисню. За своєю реакційною здатністю озон посідає друге місце, поступаючись лише фтору.

Історія відкриття
У 1785 р. голландський фізик Ван Марум, проводячи досліди з електрикою, звернув увагу на запах при утворенні іскор в електричній машині і на окислювальні здібності повітря після пропускання через нього електричних іскор.
У 1840 р. німецький вчений Шейнбейн, займаючись гідролізом води, намагався за допомогою електричної дуги розкласти її на кисень і водень. І тоді він виявив, що утворився новий, досі не відомий науці газ із специфічним запахом. Ім'я "озон" було присвоєно газу Шейнбейном через характерний запах і походить від грецького слова "озієн", що означає "пахнути".
22 вересня 1896 р. винахідник Н. Тесла запатентував перший генератор озону.

Фізичні властивості озону.
Озон може існувати у всіх трьох агрегатних станах. За нормальних умов озон - газ блакитного кольору. Температура кипіння озону – 1120С, а температура плавлення становить – 1920С.
Завдяки своїй хімічній активності озон має дуже низьку гранично-допустиму концентрацію в повітрі (порівняну з ГДК бойових отруйних речовин) 5·10-8 % або 0,1 мг/м3, що у 10 разів більше за нюховий поріг для людини.

Хімічні властивості озону.
Слід зазначити передусім дві основні властивості озону:

Озон на відміну атомарного кисню є відносно стійким з'єднанням. Він мимоволі розкладається при високих концентраціях, причому чим вища концентрація, тим вища швидкість реакції розкладання. При концентраціях озону 12-15% озон може розкладатися із вибухом. Слід також зазначити, що процес розкладання озону пришвидшується зі зростанням температури, а сама реакція розкладання 2О3>3О2 + 68 ккал екзотермічна та супроводжується виділенням великої кількості тепла.

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

Озон є одним із найсильніших природних окислювачів. Окислювальний потенціал озону становить 2,07 (для порівняння у фтору 2,4 В, а у хлору 1,7 В).

Озон окислює всі метали за винятком золота та групи платини, доокислює оксиди сірки та азоту, окислює аміак з утворенням нітриту амонію.
Озон активно входить у реакцію з ароматичними сполуками з руйнуванням ароматичного ядра. Зокрема озон реагує з фенолом із руйнуванням ядра. Озон активно взаємодіє з насиченими вуглеводнями із руйнуванням подвійних вуглецевих зв'язків.
Взаємодія озону з органічними сполуками знаходить широке застосування в хімічній промисловості та суміжних галузях. Реакції озону з ароматичними сполуками лягли в основу технологій дезодорації різних середовищ, приміщень та стічних вод.

Біологічні властивостіозону.
Незважаючи на велику кількість досліджень, механізм недостатньо розкритий. Відомо, що при високих концентраціях озону спостерігаються ураження дихальних шляхів, легень та слизової оболонки. Тривале вплив озону призводить до розвитку хронічних захворювань легких та верхніх дихальних шляхів.
Вплив малими дозами озону надає профілактичний та терапевтичний вплив і починає активно використовуватися в медицині – насамперед для дерматології та косметології.
Крім великої здатності знищення бактерій озон має високу ефективність у знищенні спор, цист (щільні оболонки, що утворюються навколо одноклітинних організмів, наприклад, джгутикових і корененіжок, при їх розмноженні, а також у несприятливих для них умовах) та багатьох інших патогенних мікробів.

Технологічне застосування озону
В останні 20 років галузі застосування озону значно розширилися і в усьому світі ведуться нові розробки. Настільки бурхливому розвитку технологій з використанням озону сприяє його екологічна чистота. На відміну з інших окислювачів озон у процесі реакцій розкладається на молекулярний і атомарний кисень і граничні оксиди. Всі ці продукти, як правило, не забруднюють навколишнє середовищеі не призводять до утворення канцерогенних речовин, наприклад, при окисленні хлором або фтором.

Вода:
У 1857 р. за допомогою створеної Вернером фон Сіменсом "досконалої трубки магнітної індукції" вдалося збудувати першу технічну озонову установку. У 1901 р. фірмою "Сіменс" побудовано першу гідростанцію з озонаторною установкою у Вісбанді.
Історично застосування озону почалося з установок з підготовки питної води, коли 1898 року у місті Сан Мор (Франція) пройшли випробування першої дослідно-промислової установки. Вже в 1907 році було збудовано перший завод із озонування води в місті Бон Вуаяж (Франція) для потреб міста Ніцци. У 1911 році було пущено в експлуатацію станцію озонування питної води в Санкт-Петербурзі.
Нині 95% питної води у Європі проходить озонну підготовку. У США йде процес переведення з хлорування на озонування. У Росії діють кілька великих станцій (у Москві, Нижньому Новгородіта інших містах).

Повітря:
Застосування озону в системах очищення води доведено вищого ступеняефективним, проте досі не створено таких же ефективних та доведено безпечних повітроочисних систем. Озонування вважається нехімічним способом очищення і тому популярне серед населення. Разом з тим, хронічний вплив мікроконцентрацій озону на організм людини досить не вивчений.
При дуже незначній концентрації озону повітря у приміщенні відчувається приємним та свіжим, а неприємні запахи відчуваються набагато слабше. На противагу поширеній думці про сприятливий вплив цього газу, який приписують у деяких проспектах багатому на озон лісового повітря, насправді озон навіть при великому розведенні є дуже токсичним і небезпечним дратівливим газом. Навіть малі концентрації озону можуть чинити подразнюючу дію на слизові оболонки та викликати порушення центральної нервової системи, що веде до появи бронхіту та головного болю.

Медичне застосування озону
У 1873 р. Фоке спостерігав знищення мікроорганізмів під впливом озону і це унікальна властивість озону привернула увагу медиків.
Історія використання озону з медичною метою бере свій початок у 1885 р., коли Чарлі Кенворф вперше опублікував свою доповідь у Медичній Асоціації Флориди, США. Короткі відомості про застосування озону в медицині виявлено до цієї дати.
У 1911 р. М. Eberhart використовував озон при лікуванні туберкульозу, анемії, пневмонії, діабету та інших захворювань. А. Вольф (1916) у період першої світової війни застосовує киснево-озонову суміш у поранених при складних переломах, флегмонах, абсцесах, гнійних ранах. Н. Kleinmann (1921) застосував озон для загального лікування порожнин тіла. У 30-х роках. 20 століття Є.А. Фіш, зубний лікар, починає лікування озоном практично.
У заявці на винахід першого лабораторного приладу Фішем був запропонований термін "CYTOZON", який і сьогодні значиться на генераторах озону, що використовуються в практиці зуболікарської. Йоахім Хензлер (1908-1981) створив перший медичний генератор озону, який дозволяв точно дозувати озоно-кисневу суміш, і цим дав можливість широко застосовувати озонотерапію.
Р. Auborg (1936) виявив ефект рубцювання виразок товстої кишки під дією озону та звернув увагу на характер його загального впливу на організм. Роботи з вивчення лікувальної діїозону під час Другої світової війни активно продовжувалися в Німеччині, німці успішно застосовували озон для місцевого лікування ран та опіків. Однак після війни практично на два десятиліття дослідження були перервані, що обумовлено появою антибіотиків, відсутністю надійних, компактних генераторів озону та озоностійких матеріалів. Великі та систематичні дослідження в галузі озонотерапії розпочалися в середині 70-х рр., коли у повсякденній медичній практиці з'явилися стійкі до озону полімерні матеріалита зручні для роботи озонаторні установки.
Дослідження in vitro , тобто в ідеальних лабораторних умовах, показали, що при взаємодії з клітинами організму озон окислює жири і утворює пероксиди - речовини, згубні для всіх відомих вірусів, бактерій та грибків. По дії озон можна порівняти з антибіотиками, з тією різницею, що він не садить печінку і нирки, не має побічних явищ. Але на жаль, in vivo - в реальних умовах все набагато складніше.
Озонотерапія у свій час була дуже популярна - багато хто вважав озон чи не панацеєю від усіх недуг. Але детальне вивчення впливу озону показало, що разом із хворими озон вражає і здорові клітини шкіри, легень. В результаті в живих клітинах починаються непередбачені та непрогнозовані мутації. Озонотерапія так і не прижилася в Європі, а в США та Канаді офіційне медичне застосування озону не легалізоване, за винятком альтернативної медицини.
У Росії, на жаль, офіційна медицина так і не відмовилася від настільки небезпечного та недостатньо перевіреного способу терапії. В даний час повітряні озонатори та озонаторні установки набули широкого поширення. Малі генератори озону використовують у присутності людей.

ПРИНЦИП ДІЇ.
Озон утворюється із кисню. Існує кілька способів одержання озону, серед яких найбільш поширеними є: електролітичний, фотохімічний та електросинтез у плазмі газового розряду. Щоб уникнути небажаних оксидів, краще отримувати озон з чистого медичного кисню використовуючи електросинтез. Концентрацію одержуваної озоно-кисневої суміші в таких апаратах легко варіювати - або задаючи певну потужність електричного розряду, або регулюючи потік кисню, що входить (чим швидше кисень проходить через озонатор, тим менше озону утворюється).

Електролітичний метод синтезу озону здійснюється у спеціальних електролітичних осередках. Як електролітів використовуються розчини різних кислот та їх солі (H2SO4, HClO4, NaClO4, KClO4). Утворення озону відбувається за рахунок розкладання води та утворення атомарного кисню, який приєднуючись до молекули кисню утворює озон та молекулу водню. Цей метод дозволяє отримати концентрований озон, проте він дуже енергоємний, і тому не знайшов широкого поширення.
Фотохімічний Метод отримання озону є найбільш поширений у природі спосіб. Утворення озону відбувається при дисоціації молекули кисню під впливом короткохвильового УФ випромінювання. Цей метод не дозволяє одержувати озон високої концентрації. Прилади, засновані на цьому методі, набули поширення для лабораторних цілей, в медицині та харчовій промисловості.
Електросинтез озону набув найбільшого поширення. Цей метод поєднує можливість отримання озону високих концентрацій з великою продуктивністю і щодо невисокими енерговитратами.
В результаті численних досліджень з використання різних видівгазового розряду для електросинтезу озону поширення набули апарати, що використовують три форми розряду:

Бар'єрний розряд - який отримав найбільше поширення, представляє собою велику сукупність імпульсних мікророзрядів в газовому проміжку довжиною 1-3 мм між двома електродами, розділеними одним або двома діелектричними бар'єрами при живленні електродів змінною високою напругою частотою від 50 Гц до кількох кілогерц. Продуктивність однієї установки може становити від грамів до 150 кг озону на годину.
Поверхневий розряд - близький за формою до бар'єрного розряду, що набув поширення в останнє десятиліття завдяки своїй простоті та надійності. Так само є сукупністю мікророзрядів, що розвиваються вздовж поверхні твердого діелектрика при живленні електродів змінною напругою частотою від 50 Гц до 15-40 кГц.
Імпульсний розряд - як правило, стримерний коронний розряд, що виникає в проміжку між двома електродами при живленні електродів імпульсною напругою тривалістю від сотень наносекунд до одиниць мікросекунд.

Ефективні при очищенні повітря приміщень.
Чи не виробляють шкідливих побічних продуктів.
Полегшують умови для алергіків, астматиків та ін.

У 1997 р. компанії-виробники озонаторів Living Air Corporation, Alpine Industries Inc. (нині Ecoguest), Quantum Electronics Corp. та інші, які порушили розпорядження ФТК США, рішенням судів було покарано в адміністративному порядку, включаючи заборону на подальшу діяльність деяких з них на території США. У той же час приватні підприємці, які продавали генератори озону з рекомендаціями використовувати їх у приміщеннях з людьми, отримали ув'язнення від 1 до 6 років.
Нині деякі з цих західних компаній успішно розвивають активну діяльність із реалізації своєї продукції Росії.

Недоліки озонаторів:
Будь-яка система стерилізації, що використовує озон, вимагає ретельного контролю техніки безпеки, тестування константи концентрації озону газоаналізаторами, а також аварійного керування надмірною концентрацією озону.
Озонатор не розрахований для роботи в:

середовищі, насиченим електропровідним пилом і водяними парами,
місцях, що містять активні гази та пари, що руйнують метал,
місцях із відносною вологістю понад 95 %,
у вибухо- та пожежонебезпечних приміщеннях.

Застосування озонаторів для стерилізації повітря у приміщеннях:

подовжує за часом процес стерилізації,
збільшує токсичність та окислення повітряного середовища,
призводить до небезпеки вибуху,
повернення людей у продезінфіковане приміщення можливе лише після повного розкладання озону.

Резюме.
Озонування є високоефективним для стерилізації поверхонь та повітряного середовища приміщення, проте ефект очищення повітря від механічних домішок відсутній. Неможливість використання методу у присутності людей та необхідність проводити знезараження у герметичному приміщенні серйозно обмежує сферу його професійного застосування.