Веселящий газ несет совершенно несмешную угрозу

Большинство людей считает, что озонатор полезен для человека, а воздух в озонированном помещении чист и не содержит микробов вирусов. Однако, для озона, скорее, будет справедливо золотое правило середины, так как в определенных дозах озон приносит пользу, а вот его излишки в помещении могут нанести серьезный вред всему живому.  

Что такое озон - О3
Главной отличительной особенностью озона является его запах, который послужил поводом к открытию этого газа. В 1785г. на специфический запах, появляющийся при экспериментах с электричеством, впервые обратил внимание голландский учёный Мартин ван Марум. А в 1840г. французский химик К. Шенбейн установил, что аналогичный запах, появляющийся во время грозы, принадлежит какому-то загадочному газу — который впоследствии так и назвали «пахнущим», т.е. озоном.

Ещё одной характерной чертой O3 является его способность изменять свой цвет и консистенцию в зависимости от температуры и давления. В естественных условиях озон имеет бледно-фиолетовую окраску. При повышении давления этот газ синеет. При температуре —111,9°C озон сгущается в нестойкую жидкость тёмно-синего оттенка. При —192,5°C O3 превращается в твёрдые тёмно-фиолетовые, практически чёрные, кристаллы. Или в газообразном состоянии, это газ голубого цвета, в жидком - вещество с оттенком индиго, а в твердом озон представляет из себя кристаллы темно синего цвета.

Химическое вещество состоящее из трех атомов кислорода. Иными словами, озон, это тот же кислород, но с немного иными свойствами. 

Озон – очень ядовитый газ, относящийся к высшему классу опасности. Токсичность озона превосходит синильную кислоту и хлор, которые относятся к боевым отравляющим веществам.

Образуется озон вследствие сильного электрического разряда, которой расщепляет кислород на атомы, а они, в свою очередь, присоединяются к молекулярному кислороду, образуя молекулы озона – О3В природе озон образуется под воздействием естественных условий, ультрафиолета и гроз в атмосфере.

Озон является сильным окислителем и способен очень быстро разрушать:
- полимеры;
- натуральную резину;
- металлы (кроме платины, золота и иридия);
- выводить из строя электронику.


Озон на Земле
alt
 

Польза озона, образующегося в верхних слоях атмосферы, бесценна. Если бы озонового слоя (с концентрацией O3 в 10 раз выше, чем в приземном слое) не существовало, ультрафиолетовое излучение солнца уничтожило бы всё живое на нашей планете. Именно поэтому ситуация с истончением озонового слоя и образованием озоновых дыр занимает одну из первых позиций в списке серьёзнейших глобальных экологических проблем XXI века.

Озоновые дыры — это участки озонового слоя стратосферы с пониженным содержанием озона. В 1970-х гг. внимание экологов привлекла пульсирующая озоновая дыра над Антарктидой. За 1980-е концентрация O3 в ней снизилось почти в 2 раза. Ежегодно озоновая дыра над Антарктидой появляется на несколько месяцев, а затем затягивается. Вплоть до начала XXI века с каждым годом она становилась всё больше и больше. В 2000 г. величина озоновой дыры над Антарктидой достигла рекордных за всю историю масштабов в 28 млн км². Эта площадь сравнима с территорией 3-х США. С начала первого десятилетия XXI века озоновая дыра над Антарктидой постепенно уменьшается.

Мнения учёных относительно причин разрушения озонового слоя и образования озоновых дыр расходятся. Большинство экологов полагает, что виной всему техногенный фактор. Однако есть и такие учёные, которые связывают снижение концентрации озона в озоновом слое с вековыми колебаниями аэрохимических свойств атмосферы и независимыми изменениями климата. Доказано, что озон в атмосфере способны разрушить как соединения азота и водорода (к примеру, аммиак и метан), так и соединения хлора (хлорфторуглероды — фреоны). Фреоны применяются в холодильных установках, кондиционерах, растворителях, аэрозольных баллончиках/спреях и огнетушителях.

Последствием истончения озонового слоя является пагубное воздействие на здоровье человека спокойно проходящего через все слои атмосферы ультрафиолетового излучения. У людей ослабляется иммунная система, развиваются такие болезни как рак кожи и катаракта.

Борьба с аэрозолями в 80-е остановила разрушение озонового слоя, но парадоксально: эти же меры стали причиной, по которой другой антропогенный загрязнитель начал нести опасность. Открытие 2009г. должно было серьезно повлиять на политику сразу в нескольких областях. Публикация 2009г. в авторитетном журнал Science сообщила: ученый A.R. Ravishankara c коллегами из американского научного центра NOAA обнаружил, что самая большая угроза для озонового слоя нашей атмосферы — веселящий газ.

Да, нашим «новым» врагом оказался озон. Это закись азота N2O, или «веселящий газ», как его иногда называют. В медицине его используют как наркоз, а в автомобильной промышленности — как агент, улучшающий технические характеристики двигателей внутреннего сгорания. Но больше всего закиси азота улетает с полей и свалок, где гниют останки неиспользованной органики, а также при сбросе мочи крупного рогатого скота и использовании химических удобрений. Теперь, похоже, нам придется пересмотреть наши отношения с веселящим газом — иначе уже к 2050г. будет не до смеха.

Напомню, что озон образуется благодаря фотохимическим реакциям в стратосфере на высоте 15-60 километров. Ультрафиолетовое излучение, летящее от безжалостного Солнца, расщепляет молекулы кислорода на два атома, а эти атомы, присоединяясь к другим молекулам кислорода, образуют озон. Формула конечной реакции выглядит совсем просто: O +O2 =O3. Озоновый слой является защитным экраном для всего живого на Земле, задерживая губительное для жизни ультрафиолетовое излучение.

И все было бы хорошо, но в 1985г. обнаружили, что над Антарктикой во время зимы и весны (антарктических зимы и весны — в нашем полушарии в это время лето и осень) озоновый слой сильно истосчается. Истончающийся участок назвали «озоновой дырой», и в том же 1985г. была принята Венская конвенция «Об охране озонового слоя», в которой страны-участницы договорились об изучении озонового слоя. А двумя годами спустя, в 1987-м, уже был разработан Монреальский протокол, в котором определены меры по сокращению (вплоть до полного прекращения) производства озоноразрушающих веществ. Тогда речь шла в основном о хлор- и фторсодержащих газах; их использовали в аэрозолях и холодильниках. N2O в протокол тогда не вошел.

Вот так выглядит распределение озонового слоя на сегодняшний момент, где считается, что принятые меры остановили рост дыры, но зарастать она еще не начала:

alt

Исследование 2009г. говорит, что и перспектива зарастания озоновой дыры выглядит на самом деле более проблематично, чем предполагалось ранее. Дело вот в чем: раньше, оксиды азота вступают в реакцию с хлорсодержащими газами, образуя соединения, неопасные для озонового слоя. 

Благодаря ратификации Монреальского протокола концентрация убийц озона, содержащих хлор, начала снижаться и в ближайшем будущем обещает упасть до доиндустриального уровня. Избыток этих убийц ушел — но раз так, начала возрастать потенциальная опасность N2O, т. к. его некому нейтрализовать. Ученые подсчитали, что разрушающая сила веселящего газа к 2050г. может возрасти на 50%. При этом, испускаем мы N2O немало: 10 миллионов тонн в год, в десять раз больше, чем бром- и хлорсодержащих агентов. Если на проблему не обращать внимания и не принимать никаких мер, то потенциальная опасность для озонового слоя к 2050г. будет намного больше, чем в 1987г., и в основном за счет N2O.

Интересно, что закись азота в дополнение ко всему является одним из газов, отвечающих за парниковый эффект. И хотя этот газ не вошел в Монреальский протокол, зато вошел в Киотский. Сокращение его эмиссии даст двойной позитивный эффект для экологии нашей планеты: и для озонового слоя, и для климата. Win-win, как выразились ученые! 


Влияние озона на живые организмы
Озон оказывает губительное действие на микрофлору, а также способен разрушать запахи. Поэтому его используют для очистки сточных вод, дезинфекция в плавательных бассейнах, изготовление бутылированной воды и не только.

Ранее бытовала ошибочная теория, что повышенная концентрация озона в воздухе помогает очистить воздух и обеспечить хорошее самочувствие людей. Медики доказывали эту теорию, приводя в пример, отличное здоровье людей, живущих в горах и на берегу океана. Однако в последствии выяснилось. Что низкие концентрации просто незаменимы для здоровья. В то время, как повышенные концентрации могут привести лишь к повреждению легких!

Польза озона
В небольших концентрациях озон очень полезен для человека, так как обладает дезинфицирующими и дезодорирующими свойствами. Если использовать озонатор во время вспышки гриппа или других инфекционных заболеваний, можно значительно снизить риск заражения. Если же включать озонатор во время болезни, можно ускорить свое выздоровление.

В момент распада О3 образуется атомарный кислород, очень сильный окислитель, который и обуславливает токсическое действие озона, а также дезодорацию, окисляя пахучую органику до лишенных запаха соединений. 

Будучи сильнейшим ядом, озон способен оказывать губительное действие на микрофлору уничтожая в воде и воздухе:
- вирусы;
- различные микроорганизмы и бактерии;
- одноклеточных паразитов;
- грибковых паразитов.

Вредные токсины О3 расщепляет на более безопасные – безвредные соединения (кислород, углекислый газ и воду), а так же обеззараживает и очищает воду от вредных примесей и избытка железа, оставляя в ней минералы и обогащая ее кислородом. 

Вред озона
Если проблема озоновых дыр у всех на слуху, то о вреде приземного озона экологи сегодня информируют не столь активно. К сожалению, озон образуется не только в стратосфере — он рождается и в воздухе, которым мы дышим. За последние 100 лет концентрация озона в приземных слоях атмосферы выросла в 2,5–3 раза. С каждым десятилетием содержание этого газа в воздухе городских улиц увеличивается на 10%.

При нормальных условиях естественная концентрация озона в приземных слоях атмосферы составляет порядка 45–50 мкг/м3. Для человека такая доза озона в воздухе практически неощутима. По стандартам ВОЗ, предельно допустимая концентрация (ПДК) озона в приземных слоях атмосферы не должна переваливать за черту в 100 мкг/м3. Однако на практике содержание этого газа в воздухе порой превышает 200 мкг/м3В частности, во время грозы концентрация озона в приземных слоях атмосферы увеличивается почти в 10 раз. Человек уже легко может определить наличие этого газа в воздухе по бодрящему запаху свежести. 

Ещё более запредельные (1000 мкг/м3) показатели содержания озона в воздухе наблюдаются иногда летом в жару. Под воздействием солнечных лучей окислы азота и несгоревшие углеводороды выхлопных газов автомобилей вступают в сложную реакцию, в результате которой кислород (O2) преобразуется в озон (O3). При этом в 1 м3 образующейся густой дымки (фотохимического смога) содержится до 1 мг озона. От этого явления, в народе именуемого летним смогом, в 1950-м году в Лондоне погибло свыше 4000 человек.

alt

Озон является очень сильным, агрессивным и токсичным газом. В превышающих ПДК концентрациях озон превосходит по токсичности цианистую кислоту и угарный газ. Он легко вступает в реакцию с любыми примесями и вредными веществами в воздухе, если его концентрация превышает норму, то он может вступать в реакцию и с тканями человека, вызывая ряд заболеваний. Более того в воздухе могут находиться примеси, которые, соединяясь с озоном, могут образовывать токсичные и опасные для человека вещества.

Постоянное нахождение в помещении с повышенной концентрацией озона имеет онкогенное действие, отрицательно влияющее на центральную нервную систему. Избыток озона в воздухе, негативно действует на центральную нервную систему. 
Чтобы концентрация О3 всегда была в норме, рекомендуется регулярно проветривать помещение. Особенно это относится к местам с большим количеством техники. Воздействие повышенного содержания озона в воздухе на организм человек может определить самостоятельно по характерной симптоматике. Если он ни с того ни с сего раскашлялся, расчихался, почувствовал жжение в груди и резь в глазах, его голос охрип — вполне возможно, что произошло отравление озоном.

 

Чем опасен озон для человека
По нормам охраны труда (ГОСТ 12.1.005-76), концентрация озона в воздухе рабочего помещения не должна превышать 0,1 мг/м3 (0,1 мкг/л). В природе же его концентрация в воздухе составляет лишь 0,02 части на миллион, и этот уровень безопасен для человека. Особенно это актуально для офисных помещений. Работающие копировальные машины и прочая офисная техника способна выделять О3 в малых количествах. Старые автомобили без каталитических конвертеров, выделяют NО2 с выхлопными газами, который на свету превращается в О3.

Проведенные в Англии исследования показали, что у сотрудников, вдыхающих воздух с повышенной концентрацией О3, развивались аллергические реакции, нарушалась легочная деятельность, возникали рези в глазах, головная боль, першение в горле и даже тошнота. Такие сотрудники быстро уставали, отличались пониженной стрессоустойчивостью. Постоянное нахождение в помещении с повышенным О3 имеет онкогенное действие, отрицательно влияние на центральную нервную систему.
Чтобы не допустить превышение концентрации, помещение нужно регулярно проветривать, устраивать минуту отдыха. Особенно это касается помещений с большим количеством техники.

Озон ядовит и в больших концентрациях не только вредит здоровью, но так же может привести к летальному исходу. При 7–10% концентрации озона в воздухе чувствуется его резкий запах, ощущается раздражение слизистой оболочки глаз и дыхательных путей.

При постепенном увеличении концентрации озона проявляются следующие симптомы:
- дыхание становится глубоким, неритмичным;
- начинают наблюдаться перерывы в дыхании;
- наступает смерть от паралича легких.

При постоянном вдыхании воздуха, в котором концентрация озона превышена, у людей может наблюдаться:
- повышенная утомляемость;
- пониженная стрессоустойчивость;
- резь в глазах;
- першение в горле;
- головные боли;
- тошнота;
- аллергические реакции;
- нарушение легочной деятельности.

 

Как определить нужную концентрацию озона
Грубо определить повышенную концентрацию озона сравнительно легко, достаточно вдохнуть такой воздух. Наличие «запаха грозы» будет свидетельствовать о высоком содержании. Для точных замеров необходимы дорогие приборы.

 

Защита от озона
Если в жаркий летний день, прогуливаясь по городской улице с оживлённым автомобильным движением, Вы вдруг почувствовали головную боль, у Вас начало першить в горле, появился кашель, резь в глазах, чихание, постарайтесь поскорее зайти в какое-нибудь закрытое помещение. Внутри зданий с закрытыми окнами озона практически нет даже в часы интенсивного солнечного излучения.

В жаркий летний день при палящем солнце и отсутствии ветра по возможности лучше вообще не выходить на городскую улицу. Если же есть необходимость пройтись, то лучше сделать это утром. В начале дня концентрация озона в воздухе минимальна, к середине дня она постепенно возрастает, в 17 часов достигает максимальной отметки и спадает лишь после 22.

Утренние и вечерние пробежки на время озоновой атаки лучше отложить, поскольку при физической нагрузке организм поглощает намного больше озона. Отправляться в плаванье по реке в этот период также не стоит: над водной поверхностью концентрация озона намного выше, чем над близлежащей сушей.

На глаз определить снижение содержания озона в воздухе можно по хвойным лесам: они окутываются голубой дымкой, когда озоновые атаки отступают.


Озонаторы и их основные типы
Прибор вырабатывающий газ озон голубого цвета с резким характерным запахом. Озон в данном случае образуется действием ультрафиолетового излучения, которое разбивает молекулы кислорода на отдельные атомы, которые впоследствии присоединяются к молекулам кислорода.

Очень часто люди считают озонирование и ионизацию одной и той же процедурой, на самом деле это совершенно разные вещи. Такая путаница возникает чаще всего по причине некачественных или самодельных ионизаторов, напряжение тока в которых сильно завышено, в результате чего вырабатывается озон. Именно запах озона зачастую принимается людьми за свидетельство «работы ионизатора», где в случае чрезмерной дозы О3 в воздушной массе - дыхание становится затрудненным, начинается кашель и головокружение.

Способов получения озона множество. Одним из наиболее распространенных способов получения озона является синтез озона в электрическом разряде, который в свою очередь классифицируется на несколько типов.

Первый тип озонаторов – на тихом электрическом разряде. Основные конструктивные элементы озонаторов данного типа – электроды, источник высокого напряжения и устройство для подачи воздуха (кислорода). Источник высокого напряжения (до нескольких десятков киловольт) подключается к электродам, между которыми образуется электрический разряд. В зазор между электродами нагнетается воздух (или чистый кислород), который под действием тихого электрического разряда преобразуется в озон.

Второй тип – озонаторы на барьерном разряде. Принцип работы устройств данного типа основан на возникновении барьерного разряда – разряда, который генерируется между двумя материалами, которые имеют различную электрическую проводимость – между металлом и диэлектриком или между двумя диэлектриками. Барьерный разряд может быть объемным, поверхностным или в пределах ячеек компланарной геометрии. Озонаторы, принцип действия которых основан на применении барьерного разряда, являются наиболее эффективными и высокопроизводительными, по сравнению с озонаторами другого принципа действия.

Также следует отметить способ генерации озона под воздействием ультрафиолетового излучения. Озонаторы данного типа имеют значительно меньшую производительность, по сравнению с озонаторами на электрическом разряде, поэтому практически не применяются.

Существуют также способы получения озона в результате электролиза и химических реакций. Данные способы практически не применяются по причине сравнительно высокой стоимости сырья (химически веществ, электролитов), а также конструктивных элементов устройств, предназначенных для получения озона данными способами.

В зависимости от области применения, различают промышленные и бытовые озонаторы. Промышленные озонаторы выделяют большое количество озона. Они предназначены, преимущественно для очищения воды в качестве альтернативы хлорированию. Также промышленные озонаторы применяются для очищения воды в аквариумах, креветочных фермах, рыбных питомниках; для очищения продуктов питания.

Рекомендации по выбору озонатора для дезинфекции
Чаще всего озонаторы применяются на предприятиях и в медицинских учреждениях, в домашних условиях этот прибор можно встретить довольно редко. Обусловлено это тем, что качественное изделие стоит очень дорого. Если вы решили приобрести озонатор, то перед покупкой вам необходимо проверить сертификат на гигиеническую безопасность прибора и соответствие его нормативам, а так же убедиться, что прибор соответствует всем требуемым стандартам качества и безопасности. То есть прибор должен быть сертифицирован в Украине и иметь соответствующую отметку. 

Внимательно ознакомьтесь с техническими характеристиками приобретаемого озонатора. В них должно быть указано, в какой концентрации прибор вырабатывает озон - она должна быть ниже ПДК равного 0,1 мг/м3 (0,1 мкг/л) по ГОСТу 12.1.005-76. Если концентрация не указана, то следует воздержаться от покупки такого прибора.

Как пользоваться озонатором
Так как четко регулировать количество озона в воздухе чаще всего невозможно, из-за отсутствия специальных измерительный приборов - люди стараются определить повышенный уровень, полагаясь на свое обоняние. То есть, если в помещении появился «запаха грозы», то концентрация озона уже слишком высока. Пользоваться таким методом не стоит!

Лучше проводить дезинфекцию с помощью озонатора в отсутствие в помещении людей, так как максимальной эффективности озонирование достигает при концентрации в 0,2 мг/м3 и влажности 60-80%, что в несколько раз превышает ПДК для человека.

После озонирования необходимо тщательно проветрить помещение!

Озонатор способен очистить от примесей не только воздух, но и воду. Благодаря отсутствию побочных эффектов присущих хлору, дезинфицирующие свойства озона сегодня применяться во многих отраслях:
- фармацевтической промышленности;
- изготовлении бутилированной воды;
- водоочистных сооружениях;
- для дезинфекции общественных бассейнов;
- очистки воды в аквариумах;
- очистки воды в рыбных хозяйствах;
- очистки воды на креветочных фермах.

Озонирование очень активно применяется и в медицинских целях при:
- различных ранах;
- язвенных поражениях;
- атопическом дерматите;
- гнойниках и воспалениях;
- ожогах;
- варикозе;
- тяжелых формах экземы;
- диабетической гангрене.

Никогда не используйте озонатор в следующих средах:
- если в помещении много пара или присутствует очень много электропроводящей пыли;
- если в воздухе находятся активные газы или пары, способные разрушать металл;
- если влажность в помещении выше 95%;
- во взрывоопасных и пожароопасных помещениях. 


Источники:

1. Д.А. Макунин. Озоновая атака // Планета здоровья // Экология и жизнь № 8, 2012, с. 92 — 93.
2 Экология и экономика природопользования. Бобылев С.Н., Новоселов А.Л., Гирусов Э.В. и др. Учебник. Изд. 2-е, перераб., 2002г.
3. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России. Автор: В.Ф.Протасов. Издательство: финансы и статистика, 2001г.
4. Экологическое состояние территории России: Учебное пособие для студентов высших педагогических учебных заведений (под ред. Ушакова С.А., Каца Я.Г.) Изд. 2-е, 2004г.
5. Статья Евгения Кандиано от 28.08.2009г.
6. Статья Анастасии сайта "Дыши свободно" от 19.03.2013г.
 

JoomlaWatch 1.2.12 - Joomla Monitor and Live Stats by Matej Koval
YOOtheme design - Powered by Joomla