Озонирование (применение кислорода)

Озон представляет собой резко пахнущий газ насыщенно голубого цвета. Молекулы его состоят из трех атомов кислорода.

Ниже −119,9 °C он представляет собой жидкость синего с фиолетовым оттенком цвета, которая при охлаждении более −197,2 °C кристаллизуется в твердое темно-синее, почти черное вещество. Получается озон из атмосферного кислорода под воздействием грозовых разрядов или искусственно с помощью озонаторов.

1785 годом датируют первое упоминание о том, что окислительные свойства кислорода изменяются после пропускания сквозь него электрических искр. М Ван Марум, физик из Голландии, проводивший опыты с электричеством обнаружил этот эффект. В 1840 озон получил свое имя. Шейнбейн, немецкий ученый, воздействуя на воду электрической дугой, получил новый газ. По одному его отличительному свойству, отчетливому специфическому запаху и было дано название, он назвал его пахнущим газом. Слово «озиен» в переводе с греческого и означает «пахнуть».

Первая техническая озоновая установка была создана в 1857 году. Ее автор стал Вернер фон Сименс. В 1886 году во Франции озонирование было применено как средство для обезжиривания. В 1901 году фирмой «Сименс» в городе Висбаден была построена первая озонаторная установка на электростанции. В России первая экспериментальная версия озонирующей воду установки была задействована в 1905 году в Петропавловской больнице. В 1907 году налажено озонирование питьевой воды во Франции. В 1911 году в Петербурге начала работу наиболее крупная на тот период производственная установка, очищавшая до 44500 кубометров воды за сутки. Сейчас озонирование воды применяется по всему миру.

Где сейчас используют озонирование и для чего?

В современном мире обеззараживающие свойства аллотропной формы кислорода — озона очень широко применяются в самых разных отраслях. Это широко известное и достаточно часто используемое обеззараживание питьевой воды озонированием. Очищенная таким способом, она, по своим показателям заметно лучше той, которая обеззаражена с помощью традиционной обработки хлором. Озон делает ее «свежей», устраняя все неприятные привкусы и запахи. С помощью озона очищают и обеззараживают не только питьевую воду, но и сточные воды. Озонирование широко применяется и для обслуживания бассейнов с оборотным водоснабжением.

В химической промышленности без такого катализатора, как озон, могут стать невозможными многие технологические производственные процессы. Озон активно участвует в очистке масел, обработке целлюлозы и для отбеливания тканей, причем в отличие от хлора, он не повреждает при этом их структуры. С помощью этого газа производится стерилизация пуха, перьев, шерсти и другого сырье легкой и текстильной промышленности. В сельском хозяйстве озонирование входит в систему мер по обработке семян перед посевом.

С помощью такого процесса, как озонирование можно избавиться от вредоносных микроорганизмов в воздухе. Микробное загрязнение сокращается примерно в три – четыре раза по сравнению с помещениями, где озонирование не проводилось. Производительность труда в регулярно озонируемых помещениях заметно улучшается. Поэтому такую обработку воздуха проводят не только в лечебных учреждениях, но и в производственных цехах. А также для дезинфекции спецодежды.

Озонирование воздуха в складских помещениях оберегает пищевые продукты от гниения и плесневения. В помещениях, где содержатся животные, эта процедура поможет избавиться от болезнетворных вирусов и микробов. Не менее важна очистка озоном неизбежно попадающих в атмосферу выбросов загрязненного отходами химических и металлургических производств воздуха.

Очень широко озон применяется в медицине. Озонированию подвергаются физиологические растворы. В очень малых концентрациях его используют для ингаляций и при лечении ожогов. Процедура озонирования крови или озонная аутогемотерапия призвана укрепить иммунитет, оказав фунгицидное и бактерицидное действие непосредственно на кровь пациента. В лечебно-профилактической практике применяют озонирование растительных масел, которые впоследствии употребляют в пищу или применяют наружно.

Плюсы и минусы озонирования

Положительные стороны использования озонирования:

Все известные микроорганизмы, такие как бактерии, плесневые грибки, вирусы, споры и цисты простейших организмов, водоросли и другие, гибнут при соприкосновении с озоном. Кроме того, вредоносная микрофлора не образует новых форм, устойчивых к воздействию этого газа. Остаточный озон, разлагаясь на любой поверхности, стерилизует ее еще на протяжении какого-то времени после обработки.

По сравнению с хлорированием, после озонирования не остается остаточных ядовитых веществ. Трехатомные молекулы озона разлагается с образованием абсолютно безопасного, пригодного для дыхания двухатомного кислорода. В отличие от хлора, он не меняет кислотности очищаемой воды и не придает ей несвойственных запахов и привкусов.

Озон очень быстро разлагаться, окисляя при этом всевозможные загрязнения. Поэтому на процедуру обеззараживания не требуется много времени. Он уничтожает вредоносную микрофлору в несколько сотен раз быстрее, чем другие дезинфицирующие средства.

Недостатки применения озонирования:

В силу того, что трехатомный кислород крайне нестабилен и очень быстро разлагается, хранение и транспортировка озона невозможна. Это означает, что он должен быть получен на месте применения и сразу же использован. Для этого необходима доставка кислорода в баллонах к месту его применения.

Для получения озона необходимо применение достаточно дорогих приборов – озонаторов, при помощи которых его получают из чистого кислорода. Или, предварительно проведя осушение воздуха, выделяют из атмосферы.

Для разрушения комплексных загрязнений, особенно содержащих фенольные соединения необходим достаточно долгий контакт с озоном.

Озон даже в низких концентрациях проявляет себя как ядовитое вещество, поскольку является очень сильным окислителем. Использование этого, относимого к наиболее высокому классу опасности вещества, должно происходить при строгом контроле, для которого используются специальные датчики.

Интересные факты

Применение озонной аутогемотерапии необходимо проводить с большой осторожностью. Более сильная окисляющая способность, чем у двухатомного кислорода, делает озон очень опасным для живых организмов. При попадании в органы дыхания он раздражает и разрушает, «сжигает» их ткани. Кроме того, вдыхание этого газа уничтожает мужские половые клетки и останавливает их образование. Нахождение в помещении с повышенной концентрацией озона приводит к мужскому бесплодию. К счастью, озон очень быстро разлагается с выделением безопасного кислорода.

Медицинский озон получают только воздействием электрического тока на чистый кислород. Такой кислород в Украине можно приобрести в Компании «DP Air Gas». Более подробную информацию об условиях поставки кислорода и других технических газов можно найти  здесь.