Свойства, получениие и применение озона (стр. 20 )

Способ получения озонированной воды (заявка 93048132/26 России, C02F 1/78, опубл. 13.10.1993), используемой для стерилизации в медицине и в которой концентрация озона, медленно убывает со временем, предусматривает добавление в подготовленную для озонирования воду 0,1 % от ее объема, уксусной кислоты и прокачивание полученной смеси через блок озонирования.

Адсорбционная способность веществ в присутствии озона снижается [39], причем они десорбируются и удаляются из помещений воздухом в виде более низкомолекулярных соединений. При озонировании помещений и УФ облучении наблюдается эффективное бактерицидное действие. При озонировании помещений, с целью их очистки, концентрация озона должна достигать 5÷10 мг/м3 (для сравнения ПДК — 0,16 мг/м3 при длительности 20÷30 минут и 0,03 мг/м3 — среднесуточная). При концентрации 0,01÷0,02 мг/м3 озон является физиологически полезным. Через несколько минут после включения озонаторов люди должны покинуть помещения, плотно закрыв двери. В помещении озон быстро распадается. Озонирование складских помещений снижает потери овощей и фруктов. Озонированный данным способом воздух может использоваться для обеззараживания и обесцвечивания воды; очистки сточных вод; консервирования зерна; улучшения свойств муки; для интенсификации получения кислот (фталевой, глиоксалевой), для отбеливания воска, масла и целлюлозы; для ускорения сушки лаков и красок.

В способе стерилизации медицинского инструментария (заявка 95121674/14 России, А61L 2/20, 18.12.1995), включающем обработку объектов стерилизации обеззараживающим газом, подаваемым в стерилизационную камеру в газовом потоке, для повышения качества обработки в качестве обеззараживающего газа используют озон. В варианте исполнения озон подают в стерилизационную камеру в потоке воздуха при его содержании 0,1÷0,3 г/м3, причем расход подаваемой озон-воздушной смеси составляет 0,1÷5 м3/ч на 1 м3 объема стерилизатора и обработку осуществляют в течение 0,2÷2 часа при температуре t = 0÷50 °С.

Устройство для уничтожения насекомых и патогенной микрофлоры (заявка 95121522/13 России, А01М 1/22, 22.12.1995) включает трансформатор с магнитным шунтом, нелинейное сопротивление и контакты для подключения релейных средств в первичной обмотке трансформатора, где так же установлен гаситель импульсных перенапряжений для предупреждения повреждения обмоток трансформатора и электродную сетку, подключенную к вторичной обмотке трансформатора. Дополнительно оно снабжено барьерным озонатором, озоно-генерирующий электрод которого установлен на внешней стороне цилиндрического стеклянного барьера, а электродная сетка снабжена приспособлением для изменения межэлектродных расстояний и сообщена с озонатором. Причем в качестве гасителя импульсных перенапряжений используется высокоомный резистор.

В способе выращивания птицы (пат. 2110911 России, А01К 31/00, 27.07.1994), включающем создание микроклимата в зависимости от возраста птицы, управление кормораздачей в процессе потребления корма, регистрацию количества корма и прироста массы птицы и подачу озона, его подают в поток распыленного в воздухе корма и поддерживают заданную концентрацию озона в соотношении: 10000 ≤ Мк /Мо ≤ 100000, где Мк – масса корма; Мо - масса озона до полного заполнения малообъемных кормушек.

Для повышения энергетической эффективности систем вентиляции и кондиционирования воздуха с химической и бактериальной очисткой, авторами пособия [2] исследовалась возможность обогащения приточного воздуха озоном в концентрации 25-100 мкг/м3, что соответствует условиям, благотворно влияющих на здоровье человека и адекватно процессу самоочистки, происходящему в природе. При воздействии озонированного воздуха происходит уменьшение концентрации, деструктивное окисление и конверсия загрязняющих веществ. Рассматривались два способа: сухой метод, когда приточный воздух обогащается озоном, получаемым в озонаторе, работающем совместно с системами вентиляции, и мокрый метод - когда приточный воздух озонируется в процессе влажной обработки в камере орошения кондиционера или скруббере, с помощью озонированной воды. Метод озонирования изучался экспериментально в модельных условиях соответствующих по составу и концентрации вредных веществ в воздухе, рабочим зонам коксохимического производства (по фенолу, толуолу и бензапирену) и участку аммиачно-холодильных машин хладокомбината (по аммиаку). В результате исследования получено, что для обеспечения санитарных норм по ГОСТ 12.1.005-88 на воздух рабочей зоны, для приведенных загрязнителей, необходим удельный расход электроэнергии в диапазоне 0,08 ¸ 0,15 Вт×ч/м3. При озонировании воздуха концентрация фенола уменьшилась с 0,5 до 0,06 мг/м3 (ПДК - 0,1 мг/м3) и образовалась муконовая кислота, ПДК на которую вообще отсутствует, при этом возможно снижение риска онкологических заболеваний кроветворных органов и легких на 40 ÷ 60 % (по данным Американского агентства охраны окружающей среды). При отсутствии людей в цехах возможен режим интенсивной очистки помещений от адсорбированных загрязнителей, с повышением концентрации озона в воздухе выше ПДК (больше 100 мкг/м3).

6. ПРИМЕНЕНИЕ ОЗОНА В МЕДИЦИНЕ

При воздействии газообразным озоном на человека [2], у него, прежде всего, наступает раздражение верхних частей дыхательного тракта, а затем и головная боль - уже при концентрации О3 в воздухе равной 2 мг/м3. При 3 мг/м3 через 30 минут вдыхания у человека появляется сухой кашель, сухость во рту, снижается способность концентрировать свое внимание, нарушается аппетит и сон, появляются боли под ложечкой, чувство «ватности» рук и ног, кашель с прозрачной мокротой, чувство оглушения, воспаление легких, повышается давление в глазном яблоке и ухудшается зрение, угнетается секреторная функция желудка, снижается чувство восприятия боли. Под воздействием озона меняется и иммунобиологическая реактивность организма вследствие его сенсибилизации белковыми и другими продуктами озонолиза, образующимися непосредственно в организме под воздействием пероксидов. Длительное воздействие озона на человека повышает заболеваемость хроническими респираторными инфекциями, туберкулезом и пневмониями, что связано с мутацией патогенной микрофлоры и неспособностью организма быстро реагировать на это выработкой соответствующих антител, в связи с перенапряжением механизмов аллергизации, характеризующихся снижением содержания гистамина в легких.

Но, при других условиях воздействия на организм озон, наоборот, является имуноактиватором, повышая чувствительность к 5- гидрокситриптамину, снижая активность моноаминоксидазы в легких и сыворотке крови, повышает содержание гистамина в легких, увеличивает в крови содержание a - и b - глобулинов на фоне снижения уровня альбуминов и при сохранении общего содержания белка. Комфортной для человека является концентрация озона < 0,1 мг/м3. Однако, присутствие озона в воздухе в количестве 0,2 мг/м3 уже отрицательно влияет на организм человека, усиливает бронхоспазм, ухудшает дыхание, а при длительном воздействии вызывает морфологические изменения в легких (бронхит, эмфизему, пневмонии), повышает эритроциты, окисляя липиды различных тканей, ослабляет организм к воздействию респираторных инфекций, угнетает рефлекторную и секреторную функцию желудка. В связи с высокой чувствительностью человека к озону на работу с озонаторами не должны допускаться лица, болеющие различными дыхательными и сердечными заболеваниями (астмой, эмфиземой, бронхоэтазиями и трахеитами), различными аллергическими заболеваниями с недостаточностью окислительных ферментов, низким уровнем гемоглобина, болезням сердца, повышенным давлением крови и заболеваниями почек. Работающие на озонаторных установках должны употреблять профилактическое питание с повышенным содержанием жиров и витамина Е (сливочное масло, молоко, яйца, хлебопродукты из цельного зерна, зелень), что способствует снижению процессов повреждения клеток организма от окисления озоном. Индикатором озона могут быть некоторые растения чувствительные к озону, например, табак, он реагирует на О3 в концентрации 0,1 мг/м3 изменением окраски листьев, появлением на них бурых пятен, обесцвечиванием и усыханием участков, начиная с периферии, причем озон поглощается хлоропластами растений.

Оптимальная концентрация озона, стимулирующая развитие живых организмов и позволяющая увеличивать вес животных [46] составляет 0,06¸0,08 мг/м3. При концентрации озона > 1 мг/м3 происходит угнетение активности системы антиоксидантной защиты, изменяется характер перекисного окисления липидов.

Положительное биологическое действие озона [47] возможно лишь при его концентрации ниже ПДК - 100 мкг/м3 (среднее значение 18 мкг/м3 находится ниже порога определения озона по запаху). Введение в воздух озона приводит к образованию в нем легких отрицательных ионов:

О3 + М - ® О3- + М;

где О3 - молекула озона; М - тяжелый отрицательный ион; О3-- легкий ион озона; М - частица аэрозоля.

Скорость ионизации воздуха при добавлении озона [47]:

V = 5,6´10-2 ´ С ´ N -;

где V - скорость ионизации, ион/см3×ч; С - концентрация озона, мкг/м3; N - концентрация тяжелых ионов, ион/см3.

При концентрации С = 20 мкг/ м3 в течении 1 часа образуется 11,2 тыс. ионов О3- на 1 см3 воздуха. Причем, именно отрицательные ионы озона определяют целебные свойства воздуха курортов.

Озон при длительном воздействии, уже в концентрации 10-5 % действует на субклеточные структуры, участвует в реакциях перекисного окисления липидов и выступает как источник повреждения клеточных мембран [48]. Считается, что даже тех количеств озона, которые имеются в нормальном воздухе, достаточно для того, чтобы инициировать перекисное окисление жирных ненасыщенных кислот в организме. При этом необходимо вводить в организм вещества, обладающие Е - витаминной активностью.

Перекисные соединения оказывают на организм многофункциональное действие, в том числе гемолитическое и радиомимическое. Например, гидролиз перекисных соединений может привести к образованию H2O2, влияющей на каталитическую активность крови. Например, 2÷6 %-ный раствор H2O2 (возможно и другие перекиси) быстро разлагается в организме каталазой крови и не дает токсического эффекта. При поступлении O3 через легкие в результате реакции переокисления вызываются изменения белковолипидной структуры клеточной мембраны.