Ozono fizikinės savybės. Ozonas yra toks skirtingas: penki faktai apie dujas, kurios gali išgelbėti ir nužudyti

Įvadas

Ozonas (O 3) yra triatominė deguonies (O 2) modifikacija, kuri normaliomis sąlygomis yra dujos. Ozonas yra labai stiprus oksidatorius, todėl jo reakcijos dažniausiai būna labai greitos ir baigtos. Pagrindiniai ozono naudojimo gydymui privalumai geriamas vanduo esantis pačioje jo prigimtyje: jo reakcijos rezultatas yra tik deguonis ir oksidacijos produktai. Kenksmingi šalutiniai produktai, tokie kaip organiniai chlorai, negaminami.

Melsvas dujinis ozonas (O3) turi būdingą kvapą. Ozono molekulė yra nestabili. Dėl savaiminio skaidymosi savybės ozonas yra stiprus oksidatorius ir labiausiai veiksmingomis priemonėmis vandens ir oro valymui ir dezinfekcijai. Stiprios oksidacinės savybės leidžia naudoti ozoną pramoniniais tikslais daugeliui organinių medžiagų gaminti, balinti popierių, aliejus ir kt. Ozonas plačiai naudojamas pašalinti manganą ir geležį, pagerinti skonį, panaikinti spalvą ir kvapą, pašalinti aplinkai pavojingus organinius junginius. Jis naikina mikroorganizmus, todėl ozonas naudojamas vandens ir oro valymui. Vandens valymo ir oro ozonavimo įrenginiai plačiai paplito ne tik pramonėje, bet ir kasdieniame gyvenime.

Ozonas yra nuolatinė žemės atmosferos sudedamoji dalis ir atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį palaikant joje gyvybę. Paviršiniuose žemės atmosferos sluoksniuose ozono koncentracija smarkiai padidėja. Bendra būklė Ozono lygis atmosferoje yra įvairus ir svyruoja priklausomai nuo metų laikų. Atmosferos ozonas vaidina pagrindinį vaidmenį palaikant gyvybę žemėje. Jis apsaugo Žemę nuo žalingo tam tikro saulės spinduliuotės vaidmens poveikio ir taip padeda išsaugoti gyvybę planetoje.

Taigi, būtina išsiaiškinti, kokį poveikį ozonas gali turėti biologiniams audiniams.

Bendrosios savybės ozonas

Ozonas yra alotropinė deguonies modifikacija, susidedanti iš triatominių O 3 molekulių. Jo molekulė yra diamagnetinė ir kampinės formos. Ryšys molekulėje yra delokalizuotas, trijų centrų

Galima pavaizduoti ozono molekulės struktūrą Skirtingi keliai. Pavyzdžiui, dviejų ekstremalių (arba rezonansinių) struktūrų derinys. Kiekviena iš šių struktūrų neegzistuoja tikrovėje (tai tarsi molekulės „projektas“, o tikroji molekulė yra kažkas tarp dviejų rezonansinių struktūrų).

Ryžiai. 1 Ozono struktūra

Abi O-O jungtys ozono molekulėje yra vienodo ilgio – 1,272 angstremo. Kampas tarp jungčių yra 116,78°. Centrinis deguonies atomas sp²-hibridizuotas, turi vieną vienišą elektronų porą. Molekulė yra polinė, dipolio momentas 0,5337 D.

Ozono cheminių ryšių pobūdis lemia jo nestabilumą (po tam tikro laiko ozonas spontaniškai virsta deguonimi: 2O3 -> 3O2) ir didelį oksidacinį gebėjimą (ozonas gali atlikti daugybę reakcijų, į kurias nepatenka molekulinis deguonis). Ozono oksidacinis poveikis organinės medžiagos susiję su radikalų susidarymu: RH+ О3 RO2 +OH

Šie radikalai inicijuoja radikalą grandininės reakcijos su bioorganinėmis molekulėmis (lipidais, baltymais, nukleino rūgštys), kuris sukelia ląstelių mirtį. Ozono naudojimas geriamam vandeniui sterilizuoti pagrįstas jo gebėjimu naikinti mikrobus. Ozonas nėra abejingas aukštesni organizmai. Ilgalaikis buvimas atmosferoje, kurioje yra ozono (pavyzdžiui, kineziterapijos patalpose ir kvarco švitinimas), gali sukelti sunkūs pažeidimai nervų sistema. Todėl didelėmis dozėmis esantis ozonas yra toksiškos dujos. Didžiausia leistina koncentracija darbo zonos ore yra 0,0001 mg/l. Ozonuojant vandenį susidaro oro tarša ozonu dėl mažo jo tirpumo.

Atradimų istorija

Ozoną 1785 m. pirmą kartą atrado olandų fizikas M. van Marumas dėl būdingo kvapo ir oksiduojančių savybių, kurias oras įgyja pratekėjus elektros kibirkštims, taip pat dėl jo gebėjimo veikti gyvsidabrį esant įprastoms temperatūroms. kuri praranda blizgesį ir pradeda lipti prie stiklo . Tačiau ji nebuvo apibūdinta kaip nauja medžiaga; van Marumas manė, kad susidaro ypatinga „elektrinė medžiaga“.

Terminas ozonas 1840 m. dėl kvapiosios medžiagos pasiūlė vokiečių chemikas H. F. Schönbeinas, o XIX amžiaus pabaigoje pateko į žodynus. Daugelis šaltinių pirmenybę teikia ozono atradimui 1839 m. 1840 m. Schönbeinas pademonstravo ozono gebėjimą išstumti jodą iš kalio jodido:

Faktą, kad dujų tūris mažėja, kai deguonis paverčiamas ozonu, eksperimentiškai įrodė Andrewsas ir Tatas, naudodami stiklinį vamzdelį su manometru, pripildytu gryno deguonies, o į jį buvo prilituoti platininiai laidai, kad susidarytų elektros iškrova.

Fizinės savybės.

Ozonas yra mėlynos dujos, kurios matomos žiūrint per didelį, iki 1 metro storio, ozonuoto deguonies sluoksnį. Kietoje būsenoje ozonas yra juodos spalvos su violetiniu atspalviu. Skystas ozonas yra giliai mėlynos spalvos; skaidrus ne didesniu kaip 2 mm sluoksniu. storis; gana patvarus.

Savybės:

§ Molekulinė masė – 48 a.m.u.

§ Dujų tankis normaliomis sąlygomis yra 2,1445 g/dm³. Santykinis dujų tankis deguoniui 1,5; oru - 1,62

§ Skysčio tankis esant –183 °C – 1,71 g/cm³

§ Virimo temperatūra – –111,9 °C. (skystajam ozonui - 106 °C.)

§ Lydymosi temperatūra – –197,2 ± 0,2 °C (lydymosi temperatūra paprastai nurodoma –251,4 °C yra klaidinga, nes ją nustatant nebuvo atsižvelgta į didesnį ozono gebėjimą peršalti).

§ Tirpumas vandenyje 0 °C temperatūroje yra 0,394 kg/m³ (0,494 l/kg), tai yra 10 kartų didesnis nei deguonies.

§ Dujinėje būsenoje ozonas yra diamagnetinis, skystoje – silpnai paramagnetinis.

§ Kvapas aštrus, specifinis „metalinis“ (pagal Mendelejevą – „vėžių kvapas“). Esant didelėms koncentracijoms, kvepia chloru. Kvapas juntamas net praskiedus santykiu 1:100 000.

Cheminės savybės.

Cheminės savybės ozoną lemia didelis jo gebėjimas oksiduotis.

O 3 molekulė yra nestabili ir esant pakankamai koncentracijai ore normaliomis sąlygomis, išsiskiriant šilumai, savaime per kelias dešimtis minučių virsta O 2. Didėjant temperatūrai ir mažėjant slėgiui, padidėja perėjimo į dviatomę būseną greitis. Esant didelėms koncentracijoms, perėjimas gali būti sprogus.

Ozonas yra galingas oksidatorius, daug reaktyvesnis nei dviatominis deguonis. Oksiduoja beveik visus metalus (išskyrus auksą, platiną ir iridį). aukštesni laipsniai oksidacija.

Savybės:

1) Oksiduoja daug nemetalų:

2) Ozonas padidina oksidų oksidacijos laipsnį:

3) Ozonas reaguoja su anglimi normali temperatūra su anglies dioksido susidarymu:

4) Ozonas nereaguoja su amonio druskomis, bet reaguoja su amoniaku, sudarydamas amonio nitratą:

5) Ozonas reaguoja su sulfidais, sudarydamas sulfatus:

6) Naudodami ozoną sieros rūgštį galite gauti iš elementinės sieros ir sieros dioksido:

7) Visi trys ozono deguonies atomai gali reaguoti atskirai alavo chloridui reaguojant su druskos rūgštimi ir ozonu:

8) Dujinėje fazėje ozonas reaguoja su vandenilio sulfidu ir susidaro sieros dioksidas:

15) Ozonas gali būti naudojamas manganui pašalinti iš vandens, kad susidarytų nuosėdos, kurias galima atskirti filtruojant:

16) Ozonas nuodingus cianidus paverčia mažiau pavojingais cianatais:

17) Ozonas gali visiškai suskaidyti karbamidą

Ozono gamybos būdai

Ozonas susidaro daugelyje procesų, kuriuos lydi atominio deguonies išsiskyrimas, pavyzdžiui, skaidant peroksidus, oksiduojantis fosforui ir pan. Pramonėje jis gaunamas iš oro arba deguonies ozonizatoriuose veikiant elektros iškrovai. O3 suskystėja lengviau nei O2, todėl juos lengva atskirti. Ozonas ozono terapijai medicinoje gaunamas tik iš grynas deguonis. Kai oras apšvitinamas kietąja ultravioletine spinduliuote, susidaro ozonas. Toks pat procesas vyksta ir viršutiniuose atmosferos sluoksniuose, kur, veikiant saulės spinduliuotei, ji susidaro ir palaikoma. ozono sluoksnis.

Ozonas (Oz) yra bespalvės dujos, turinčios dirginantį, aštrų kvapą. Molekulinė masė 48 g/mol, tankis oro atžvilgiu 1,657 kg/m. Ozono koncentracija ore ties kvapo slenksčiu siekia 1 mg/m. Mažomis koncentracijomis 0,01-0,02 mg/m (5 kartus mažesnė už maksimalią leistiną žmogui koncentraciją) ozonas suteikia orui būdingą gaivumo ir švaros kvapą. Pavyzdžiui, po perkūnijos subtilus ozono kvapas visada asocijuojasi su švariu oru.

Yra žinoma, kad deguonies molekulė susideda iš 2 atomų: 0 2 . At tam tikromis sąlygomis deguonies molekulė gali disocijuoti, t.y. suyra į 2 atskirus atomus. Gamtoje šios sąlygos: susidaro per perkūniją išleidžiant atmosferos elektrą ir viršutiniuose atmosferos sluoksniuose, veikiant saulės ultravioletinei spinduliuotei (Žemės ozono sluoksniui). Tačiau deguonies atomas negali egzistuoti atskirai ir yra linkęs vėl grupuotis. Šio persitvarkymo metu susidaro 3 atomų molekulės.

Molekulė, susidedanti iš 3 deguonies atomų, vadinama ozonu arba aktyvuotu deguonimi, yra alotropinė deguonies modifikacija, kurios molekulinė formulė yra 0 3 (d = 1,28 A, q = 11,6,5°).

Pažymėtina, kad trečiojo atomo ryšys ozono molekulėje yra gana silpnas, o tai sukelia visos molekulės nestabilumą ir polinkį savaime irti. Būtent dėl šios savybės ozonas yra stiprus oksidatorius ir išskirtinai efektyvi dezinfekavimo priemonė.

Ozonas yra plačiai paplitęs gamtoje. Jis visada susidaro ore per perkūniją dėl atmosferos elektros energijos, taip pat veikiant trumpųjų bangų spinduliuotei ir greitųjų dalelių srautams natūralaus radioaktyviųjų medžiagų skilimo metu branduolinėse reakcijose, kosminėje spinduliuotėje ir kt. Taip pat atsiranda ozonas. garuojant vandeniui nuo didelių paviršių, ypač tirpstant sniegui, oksiduojantis dervingoms medžiagoms, fotochemiškai oksiduojantis nesočiųjų angliavandenilių ir alkoholių. Padidėjęs ozono susidarymas spygliuočių miškų ore ir pajūryje paaiškinamas medžių sakų ir jūros dumblių oksidacija. Vadinamoji ozonosfera, susidaranti viršutiniuose atmosferos sluoksniuose, yra apsauginis žemės biosferos sluoksnis dėl to, kad ozonas intensyviai sugeria biologiškai aktyvią saulės UV spinduliuotę (kurios bangos ilgis mažesnis nei 290 nm).

Ozonas į paviršinį atmosferos sluoksnį patenka iš apatinės stratosferos. Ozono koncentracija atmosferoje svyruoja tarp 0,08-0,12 mg/m. Tačiau prieš bręstant kamuoliniams debesims sustiprėja atmosferos jonizacija, dėl to žymiai padidėja ozono susidarymas, jo koncentracija ore gali viršyti 1,3 mg/m.

Ozonas yra labai aktyvi, alotropinė deguonies forma. Ozono susidarymas iš deguonies išreiškiamas lygtimi

3O2 = 20 3 - 285 kJ/mol, (1)

iš to išplaukia, kad standartinė ozono susidarymo entalpija yra teigiama ir lygi 142,5 kJ/mol. Be to, kaip rodo lygties koeficientai, šios reakcijos metu iš trijų dujų molekulių gaunamos dvi molekulės, t.y., sistemos entropija mažėja. Dėl to Gibso energijos standartinis nuokrypis nagrinėjamoje reakcijoje taip pat yra teigiamas (163 kJ/mol). Taigi deguonies pavertimo ozonu reakcija negali vykti savaime, jai įgyvendinti reikia energijos. Atvirkštinė reakcija, ozono skilimas, vyksta spontaniškai, nes šio proceso metu sistemos Gibso energija mažėja. Kitaip tariant, ozonas yra nestabili medžiaga ir greitai rekombinuojasi, virsdamas molekuliniu deguonimi:

20z = 302 + 285 kJ/mol. (2)

Reakcijos greitis priklauso nuo mišinio temperatūros, slėgio ir ozono koncentracijos jame. Esant normaliai temperatūrai ir slėgiui, reakcija vyksta lėtai, aukštesnėje temperatūroje ozono skilimas pagreitėja. Esant mažoms koncentracijoms (be pašalinių priemaišų) normaliomis sąlygomis ozonas skyla gana lėtai. Temperatūrai pakilus iki 100°C ar daugiau, skilimo greitis žymiai padidėja. Ozono skilimo mechanizmas, apimantis homogenines ir nevienalytes sistemas, yra gana sudėtingas ir priklauso nuo išorinių sąlygų.

Pagrindinės ozono fizikinės savybės pateiktos 1 lentelėje.

Ozono fizikinių savybių išmanymas būtinas norint teisingai jį panaudoti technologiniuose procesuose nesprogiose koncentracijose, atliekant ozono sintezę ir skaidymą optimaliais saugiais režimais bei vertinant jo aktyvumą įvairiose aplinkose.

Ozono savybes apibūdina jo aktyvumas įvairių spektrinių kompozicijų spinduliuotei. Ozonas intensyviai sugeria mikrobangų, infraraudonąją ir ultravioletinę spinduliuotę.

Ozonas yra chemiškai agresyvus ir lengvai patenka į chemines reakcijas. Reaguodamas su organinėmis medžiagomis, sąlyginai žemoje temperatūroje sukelia įvairias oksidacines reakcijas. Tai visų pirma yra ozono, kuris naudojamas vandeniui dezinfekuoti, baktericidinio poveikio pagrindas. Oksidaciniai procesai ozono inicijuotos, dažnai yra grandinės formos.

Cheminį ozono aktyvumą daugiausia lemia molekulės disociacija

0 3 -> 0 2 + O (3)

reikalauja šiek tiek daugiau nei 1 eV energijos sąnaudų. Ozonas lengvai atsisako deguonies atomo, kuris yra labai aktyvus. Kai kuriais atvejais ozono molekulė gali visiškai susijungti organinės molekulės, sudarydami nestabilius junginius, kurie veikiami temperatūros ar šviesos lengvai suyra, sudarydami įvairius deguonies turinčius junginius.

Ozono reakcijoms su organinėmis medžiagomis skirta nemažai tyrimų, kurie rodo, kad ozonas skatina deguonies įsitraukimą į oksidacinius procesus, o kai kurios oksidacijos reakcijos apdorojant reagentus ozonuotu deguonimi prasideda žemesnėje temperatūroje.

Ozonas aktyviai reaguoja su aromatiniais junginiais; reakcija gali vykti suardant aromatinį branduolį arba be jo.

Ozono reakcijose su natriu, kaliu, rubidžiu, ceziu, kurios eina per tarpinį nestabilų kompleksą M + Oˉ H + O3ˉ, o po to vyksta reakcija su ozonu, susidaro ozonidai. Oˉ 3 jonas taip pat gali susidaryti reakcijose su organiniais junginiais.

Pramonės tikslams ozonas gaunamas apdorojant atmosferos orą arba deguonį specialiuose prietaisuose – ozonizatoriuose. Sukurtos didesniu srovės dažniu (500-2000 Hz) veikiančių ozonizatorių ir kaskadinio išlydžio ozonizatorių, kuriems nereikia išankstinio oro paruošimo (valymo, džiovinimo) ir elektrodų aušinimo, konstrukcijos. Ozono energijos išeiga juose siekia 20-40 g/kWh.

Ozono pranašumas, palyginti su kitomis oksiduojančiomis medžiagomis, yra tas, kad ozono suvartojimo vietoje galima gauti iš oro deguonies, todėl nereikia tiekti reagentų, žaliavų ir pan. Ozono gamyba nėra lydima susikaupusių kenksmingų medžiagų išsiskyrimo. medžiagų. Ozoną lengva neutralizuoti. Ozono kaina yra palyginti maža.

Iš visų žinomų oksidatorių natūraliuose biologiniuose procesuose dalyvauja tik deguonis ir ribotas peroksido junginių spektras.

Ozonas yra kaustinės, melsvos dujos, turinčios būdingą „metalo“ kvapą. Ozono molekulė susideda iš trijų deguonies atomų O3. Suskystintas ozonas virsta indigo spalvos skysčiu. Kietoje būsenoje ozonas susidaro tamsiai mėlynų, beveik juodų kristalų pavidalu. Ozonas yra labai nestabilus junginys, kuris lengvai skyla į deguonį ir vieną deguonies atomą.

Fizinės ozono savybės

1. ozono molekulinė masė – 47,998 amu.

2. dujų tankis normaliomis sąlygomis - 2,1445 kg/m³.

3. Skysto ozono tankis -183 °C temperatūroje yra -1,71 kg/m³

4. Skysto ozono virimo temperatūra yra -111,9 °C

5. Ozono kristalų lydymosi temperatūra yra -251,4 °C

6. tirpsta vandenyje. Tirpumas yra 10 kartų didesnis nei deguonies.

7. turi aštrų kvapą.

Cheminės ozono savybės

Pirmiausia reikėtų atsižvelgti į būdingas chemines ozono savybes

nestabilumas, gebėjimas greitai suirti ir didelis oksidacinis aktyvumas.

Ozonui nustatytas oksidacijos skaičius I, kuris apibūdina deguonies atomų, kuriuos ozonas atiduoda oksiduojamai medžiagai, skaičių. Kaip parodė eksperimentai, jis gali būti lygus 0,1, 3. Pirmuoju atveju ozonas skyla didėjant tūriui: 2O3--->3O 2, antruoju duoda vieną deguonies atomą oksiduotai medžiagai: O3 -> O2 + O (šiuo atveju tūris nedidėja), o trečiuoju atveju ozonas prisijungia prie oksiduotos medžiagos: O 3 -> 3O (šiuo atveju jo tūris mažėja).

Oksidacinės savybės apibūdina chemines ozono reakcijas su neorganinėmis medžiagomis.

Ozonas oksiduoja visus metalus, išskyrus aukso ■ ir platinos grupę. Sieros junginiai ja oksiduojami iki sulfatų, nitritai – į nitratus. Reakcijoje su jodo ir bromo junginiais ozonas pasižymi redukuojančiomis savybėmis, ir tuo grindžiama daugybė jo naudojimo būdų. kiekybinis įvertinimas. Azotas, anglis ir jų oksidai reaguoja su ozonu. Ozonui reaguojant su vandeniliu susidaro hidroksilo radikalai: H+O 3 -> HO+O 2. Azoto oksidai greitai reaguoja su ozonu, sudarydami aukštesnius oksidus:

NO+Oz->NO 2 +O 2;

NO 2 +O 3 ----->NO 3 +O 2 ;

NO 2 +O 3 ->N 2 O 5.

Amoniaką ozonas oksiduoja į amonio nitratą.

Ozonas skaido vandenilio halogenidus ir žemesnius oksidus paverčia aukštesniais. Halogenai, dalyvaujantys kaip proceso aktyvatoriai, taip pat sudaro aukštesnius oksidus.

Ozono - deguonies redukcijos potencialas yra gana didelis ir yra rūgštinė aplinka nustatoma 2,07 V verte, o šarminiame tirpale - 1,24 V. Ozono elektronų giminingumas nustatomas pagal 2 eV reikšmę, o stipresnį elektronų giminingumą turi tik fluoras, jo oksidai ir laisvieji radikalai.

Didelis oksidacinis ozono poveikis buvo panaudotas daugybei transurano elementų paversti septyniavalene būsena, nors didžiausia jų valentingumo būsena yra 6. Nustatyta ozono reakcija su kintamo valentingumo metalais (Cr, Cor ir kt.). praktinis naudojimas kai gaunama žaliava dažų ir vitamino PP gamyboje.

Šarminiai ir žemės šarminiai metalai oksiduojasi veikiant ozonui, o jų hidroksidai sudaro ozonidus (trioksidus). Ozonidai buvo žinomi nuo seno, juos dar 1886 metais paminėjo prancūzų organinis chemikas Charlesas Adolphe'as Wurtzas. Jie yra raudonai rudos spalvos kristalinė medžiaga, kurios molekulių gardelė patenka vieną kartą neigiamų jonų ozonas (O 3 -), kuris lemia jų paramagnetines savybes. Ozonidų terminio stabilumo riba yra -60±2° C, aktyvaus deguonies kiekis – 46 % masės. Kaip ir daugelis peroksido junginių, šarminių metalų ozonidai plačiai naudojami regeneraciniuose procesuose.

Ozonidai susidaro vykstant ozono reakcijoms su natriu, kaliu, rubidžiu, ceziu, kurie pereina per tarpinį nestabilų M+ O- H+ O 3 tipo kompleksą - toliau reaguodami su ozonu, todėl susidaro ozonido mišinys. ir šarminių metalų oksido vandeninis hidratas.

Ozonas aktyviai sąveikauja su daugeliu organinių junginių. Taigi, pirminis ozono sąveikos su nesočiųjų junginių dviguba jungtimi produktas yra malozoidas, kuris yra nestabilus ir skyla į bipolinius jonus ir karbonilo junginius (aldehidą arba ketoną). Šioje reakcijoje susidarę tarpiniai produktai vėl susijungia kita seka, sudarydami ozonidą. Esant medžiagoms, galinčioms reaguoti su bipoliniu jonu (alkoholiams, rūgštims), vietoj ozonidų susidaro įvairūs peroksido junginiai.

Ozonas aktyviai reaguoja su aromatiniais junginiais, o reakcija vyksta tiek suardant, tiek suardant aromatinę šerdį.

Reakcijose su sočiaisiais angliavandeniliais ozonas pirmiausia suyra ir susidaro atominis deguonis, kuris inicijuoja grandininę oksidaciją, o oksidacijos produktų išeiga atitinka ozono suvartojimą. Ozono sąveika su sočiaisiais angliavandeniliais vyksta tiek dujų fazėje, tiek tirpaluose.

Fenoliai lengvai reaguoja su ozonu, o pastarieji suyra į junginius su pažeistu aromatiniu žiedu (pvz., chinoinu), taip pat į mažai toksiškus nesočiųjų aldehidų ir rūgščių darinius.

Ozono sąveika su organiniais junginiais plačiai naudojama chemijos pramonėje ir susijusiose pramonės šakose. Ozono reakcijos su nesočiaisiais junginiais naudojimas leidžia dirbtinai gauti įvairių riebalų rūgščių, amino rūgščių, hormonų, vitaminų ir. polimerinės medžiagos; ozono reakcijos su aromatiniais angliavandeniliais – difenilo rūgštimi, ftalio dialdehidu ir ftalio rūgštimi, glioksalo rūgštimi ir kt.

Ozono reakcijos su aromatiniais angliavandeniliais sudarė pagrindą įvairių aplinkos, patalpų, nuotekų, išmetamųjų dujų dezodoravimo metodų kūrimui, o su sieros turinčiais junginiais - nuotekų ir išmetamųjų dujų valymo metodų kūrimo pagrindu. įvairios pramonės šakos, įskaitant žemės ūkį, iš sieros turinčių kenksmingų junginių (vandenilio sulfido, merkaptanų, sieros dioksido).

Ozono poveikis žmogui

Kai žmogus yra veikiamas ozono, pirmiausia jis patiria dirginimą. viršutinės dalys kvėpavimo takus, o tada galvos skausmas- jau esant 2,0 mg/m4 ozono koncentracijai ore. Esant 3,0 mg/m3, po 30 minučių įkvėpimo atsiranda sausas kosulys, burnos džiūvimas, sumažėja gebėjimas susikaupti, sutrinka apetitas ir miegas, atsiranda skausmas pilvo duobėje, jaučiamas „vilnos“ jausmas. rankos ir kojos, kosulys su skaidriais skrepliais, apsvaigimo jausmas, plaučių uždegimas, padidėja spaudimas akies obuolyje ir pablogėja regėjimas, slopinama skrandžio sekrecinė funkcija, mažėja skausmo jutimas.

Dėl didelio plaučių pažeidžiamumo ozonui didžiausias skaičiusšiai problemai yra skirti literatūros kūriniai.

Veikiant ozonui, organizmo imunobiologinis reaktyvumas taip pat kinta dėl jo įsijautrinimo baltyminiais ozonolizės produktais, kurie susidaro tiesiogiai organizme veikiant peroksidams ir kitoms medžiagoms. Šis procesas yra sudėtingas. Visi pirmiau minėti mechanizmai neabejotinai dalyvauja jo kūrime. Fagocitų sunaikinimas plaučiuose ozonu sumažina organizmo gebėjimą sukelti ląstelių alerginę apsauginę reakciją. Dėl to padidėja patogeninių mikroorganizmų pralaidumas į ląsteles ir organus, mažėja apsauginių faktorių, tokių kaip interferronas, gamyba organizme, didėja jautrumas kvėpavimo takų infekcijoms. Išsamūs šios problemos tyrimai su pelėmis parodė, kad, veikiant ozonui I mg/m3 per 7–35 dienas, bronchiolių ir alveolinio latako aciniumo centre atsirado pažeidimų, o periferinėse alveolėse padaugėjo makrofagų. ir hipererginis bronchų epitelio proliferacija. Atsižvelgiant į tai, gripo infekcija padidino žalingą ozono poveikį plaučiams. O pats bronchų epitelio hipererginis modulinis proliferacija savo pobūdžiu buvo panašus į ikivėžinę būklę. Tačiau pelių mirtis nuo gripo sumažėjo, kai jos tuo pačiu metu buvo veikiamos ozono.

Žmonių virusinės ligos taip pat sumažėjo veikiant ozonui. Tuo pačiu metu ilgalaikis ozono poveikis žmonėms padidina lėtinių ligų dažnį kvėpavimo takų infekcijos, pavyzdžiui, tuberkuliozė, pneumonija, kuri, matyt, yra susijusi su. patogeninės mikrofloros mutacija ir žmogaus organizmo nesugebėjimas greitai reaguoti į tai gaminant tinkamus antikūnus dėl alergenų mechanizmų pertempimo, kuriam būdingas histamino kiekio plaučiuose sumažėjimas, padidėjus vandens kiekiui, tuo pačiu mažėjant organizmo jautrumas egzogeniniam histaminui. Tai patvirtina nuomonę, kad tam tikromis sąlygomis ozonas turi imunosupresinį poveikį organizmui, mažindamas organizmo atsparumą mikrobų toksinams. Nors net esant 7,8 mg/m3 koncentracijai 4 valandas, ozonas žmonėms neslopino T limfocitų rozečių, tačiau sumažėjo B limfocitų aktyvumas.

OZONAS (O 3) yra alotropinis deguonies modifikavimas, jo molekulė susideda iš trijų deguonies atomų ir gali egzistuoti visuose trijuose agregacijos būsenos. Ozono molekulė turi kampinę formą lygiašonis trikampis su viršūne 127 o. Tačiau uždaras trikampis nesusidaro, o molekulės struktūra yra 3 deguonies atomų grandinė, kurios atstumas tarp jų yra 0,224 nm. Pagal šią molekulinę struktūrą dipolio momentas yra 0,55 debye. Ozono molekulės elektroninėje struktūroje yra 18 elektronų, kurie sudaro mezomeriškai stabilią sistemą, egzistuojančią įvairiose ribinėse būsenose. Ribinės joninės struktūros atspindi ozono molekulės dipolio prigimtį ir paaiškina jos specifinį reakcijos elgesį, palyginti su deguonimi, kuris sudaro radikalą su dviem nesuporuotais elektronais. Ozono molekulė susideda iš trijų deguonies atomų. Cheminė šių dujų formulė yra O 3 Ozono susidarymo reakcija: 3O 2 + 68 kcal/mol (285 kJ/mol) ⇄ 2O 3 Ozono molekulinė masė – 48 At kambario temperatūra Ozonas yra bespalvės dujos, turinčios būdingą kvapą. Ozono kvapas jaučiamas esant 10 -7 M koncentracijai. Skystoje būsenoje ozonas yra tamsiai mėlynos spalvos, lydymosi temperatūra -192,50 C. Kietasis ozonas yra juodi kristalai, kurių virimo temperatūra -111,9 C. Esant 0 laipsnių temperatūrai. ir 1 atm. = 101,3 kPa ozono tankis yra 2,143 g/l. Dujinėje būsenoje ozonas yra diamagnetinis ir išstumiamas iš magnetinio lauko, skystoje – silpnai paramagnetinis, t.y. turi savo magnetinis laukas ir yra įtraukiamas į magnetinį lauką.

Cheminės ozono savybės

Ozono molekulė yra nestabili ir, esant pakankamai koncentracijai ore normaliomis sąlygomis, spontaniškai virsta dviatominiu deguonimi, išskirdama šilumą. Kylant temperatūrai ir mažėjant slėgiui, didėja ozono skilimo greitis. Ozono kontaktas net su nedideliu kiekiu organinių medžiagų, kai kurių metalų ar jų oksidų smarkiai pagreitina virsmą. Ozono cheminis aktyvumas yra labai didelis, jis yra galingas oksidatorius. Jis oksiduoja beveik visus metalus (išskyrus auksą, platiną ir iridį) ir daugelį nemetalų. Reakcijos produktas daugiausia yra deguonis. Ozonas vandenyje tirpsta geriau nei deguonis, sudarydamas nestabilius tirpalus, o jo skilimo greitis tirpale yra 5-8 kartus didesnis nei dujų fazėje nei dujų fazėje (Razumovsky S.D., 1990). Tai, matyt, lemia ne kondensuotos fazės specifiškumas, o jos reakcijos su priemaišomis ir hidroksilo jonais, nes skilimo greitis labai jautrus priemaišų kiekiui ir pH. Ozono tirpumas natrio chlorido tirpaluose atitinka Henrio dėsnį. Didėjant NaCl koncentracijai vandeninis tirpalas ozono tirpumas mažėja (Tarunina V.N. ir kt., 1983). Ozonas turi labai didelį elektronų afinitetą (1,9 eV), kuris lemia jo, kaip stipraus oksidatoriaus, savybes, lenkia tik fluoras (Razumovsky S.D., 1990).

Biologinės ozono savybės ir jo poveikis žmogaus organizmui

Dėl didelio jų oksidacinio gebėjimo ir dėl daugelio cheminių reakcijų, susijusių su ozonu, susidaro laisvieji deguonies radikalai, šios dujos yra ypač pavojingos žmonėms. Kaip ozono dujos veikia žmones:

Dirgina ir pažeidžia kvėpavimo takų audinius;
Įtakoja cholesterolio kiekį žmogaus kraujyje, sudarydamas netirpias formas, kurios sukelia aterosklerozę;
Ilgas buvimas aplinkoje su padidėjusi koncentracija ozonas gali sukelti vyrų nevaisingumą.

Rusijos Federacijoje ozonas priskiriamas pirmai, didžiausiai pavojingų medžiagų klasei. Ozono standartai:

Didžiausia vienkartinė didžiausia leistina koncentracija (MPC m.r.) apgyvendintų vietovių atmosferos ore 0,16 mg/m 3
Vidutinė paros didžiausia leistina koncentracija (MPC s.s.) – 0,03 mg/m 3
Didžiausia leistina koncentracija (MPC) darbo zonos ore yra 0,1 mg/m 3 (tuo pačiu žmogaus kvapo slenkstis apytiksliai lygus 0,01 mg/m 3).

Didelis ozono toksiškumas, būtent jo gebėjimas veiksmingai naikinti pelėsius ir bakterijas, naudojamas dezinfekcijai. Ozono naudojimas vietoj chloro pagrindu pagamintų dezinfekantų gali žymiai sumažinti aplinkos taršą chloru, kuris, be kita ko, yra pavojingas stratosferos ozonui. Stratosferos ozonas atlieka apsauginio ekrano vaidmenį visai gyvybei žemėje, neleidžiant kietajai ultravioletinei spinduliuotei prasiskverbti į Žemės paviršių.

Žalingos ir naudingos ozono savybės

Ozonas yra dviejuose atmosferos sluoksniuose. Troposferos arba pažemio ozonas, esantis arčiausiai Žemės paviršiaus esančiame atmosferos sluoksnyje – troposferoje – yra pavojingas. Tai kenksminga žmonėms ir kitiems gyviems organizmams. Jis turi neigiamą poveikį medžiams ir pasėliams. Be to, troposferos ozonas yra vienas iš pagrindinių miesto smogo „sudedamųjų dalių“. Tuo pačiu metu stratosferos ozonas yra labai naudingas. Jo suformuoto ozono sluoksnio (ozono ekrano) sunaikinimas lemia tai, kad ultravioletinės spinduliuotės srautas į žemės paviršių didėja. Dėl šios priežasties daugėja susirgimų odos vėžiu (įskaitant pavojingiausią melanomą) ir kataraktos atvejų. Stiprios ultravioletinės spinduliuotės poveikis silpnina imuninę sistemą. Per didelis UV spinduliavimas taip pat gali būti problema Žemdirbystė, nes kai kurios kultūros yra itin jautrios ultravioletiniams spinduliams. Kartu reikia atsiminti, kad ozonas yra nuodingos dujos, o žemės paviršiaus lygyje – kenksmingas teršalas. Vasarą dėl intensyvios saulės spinduliuotės ir karščio ore susidaro ypač daug kenksmingo ozono.

Ozono ir deguonies sąveika tarpusavyje. Panašumai ir skirtumai.

Ozonas yra alotropinė deguonies forma. Allotropija yra to paties cheminio elemento egzistavimas dviejų ar daugiau paprastų medžiagų pavidalu. IN tokiu atveju susidaro ir ozonas (O3), ir deguonis (O2). cheminis elementas A. Ozono gavimas iš deguonies Paprastai pradinė ozono gamybos medžiaga yra molekulinis deguonis (O 2), o pats procesas apibūdinamas lygtimi 3O 2 → 2O 3. Ši reakcija yra endoterminė ir lengvai grįžtama. Norint perkelti pusiausvyrą link tikslinio produkto (ozono), naudojamos tam tikros priemonės. Vienas iš ozono gamybos būdų yra naudoti lankinį išlydį. Didėjant temperatūrai, šiluminė molekulių disociacija smarkiai didėja. Taigi, esant T=3000K, atominio deguonies kiekis yra ~10%. Naudojant lankinį išlydį galima pasiekti kelių tūkstančių laipsnių temperatūrą. Tačiau aukštoje temperatūroje ozonas skyla greičiau nei molekulinis deguonis. Norėdami to išvengti, galite pakeisti pusiausvyrą, pirmiausia kaitindami dujas, o po to staigiai jas atvėsindami. Ozonas šiuo atveju yra tarpinis produktas O 2 + O mišinio pereinant į molekulinį deguonį. Didžiausia O 3 koncentracija, kurią galima gauti šiuo gamybos būdu, siekia 1%. To pakanka daugeliui pramonės tikslų. Ozono oksidacinės savybės Ozonas yra galingas oksidatorius, daug reaktyvesnis nei dviatominis deguonis. Oksiduoja beveik visus metalus ir daugelį nemetalų, susidarant deguoniui: 2 Cu 2+ (aq) + 2 H 3 O + (aq) + O 3(g) → 2 Cu 3+ (aq) + 3 H 2 O (1) + O 2 (g) Ozonas gali dalyvauti degimo reakcijose, degimo temperatūra aukštesnė nei degant dviatominio deguonies atmosferoje: 3 C 4 N 2 + 4 O 3 → 12 CO + 3 N 2 Standartinis potencialas ozono įtampa yra 2,07 V, todėl ozono molekulė yra nestabili ir, išskirdama šilumą, spontaniškai virsta deguonimi. Esant mažoms koncentracijoms, ozonas skyla lėtai, esant didelei – sprogstamai, nes jo molekulė turi energijos perteklių. Ozono kaitinimas ir kontaktas su nedideliais organinių medžiagų kiekiais (hidroksidais, peroksidais, kintamo valentingumo metalais, jų oksidais) smarkiai pagreitina virsmą. Priešingai, nedidelis azoto rūgšties kiekis stabilizuoja ozoną, o stikliniuose ir kai kurių plastikų ar grynų metalų induose ozonas praktiškai suyra esant -78 0 C. Ozono elektronų afinitetas yra 2 eV. Tik fluoras ir jo oksidai turi tokį stiprų giminingumą. Ozonas oksiduoja visus metalus (išskyrus auksą ir platiną), taip pat daugumą kitų elementų. Chloras reaguoja su ozonu, sudarydamas hipochlorinį OCL. Ozono reakcijos su atominiu vandeniliu yra hidroksilo radikalų susidarymo šaltinis. Ozono sugerties maksimumas UV srityje, esant 253,7 nm bangos ilgiui, esant moliniam ekstinkcijos koeficientui: E = 2,900 Remiantis tuo, ozono koncentracijos UV fotometrinis nustatymas kartu su jodometriniu titravimu yra pripažįstamas tarptautiniais standartais. Deguonis, skirtingai nei ozonas, nereaguoja su KI.

Ozono tirpumas ir stabilumas vandeniniuose tirpaluose

Ozono skilimo greitis tirpale yra 5-8 kartus didesnis nei dujų fazėje. Ozono tirpumas vandenyje yra 10 kartų didesnis nei deguonies. Įvairių autorių duomenimis, ozono tirpumo vandenyje koeficientas svyruoja nuo 0,49 iki 0,64 ml ozono/ml vandens. Idealiomis termodinaminėmis sąlygomis pusiausvyra paklūsta Henrio dėsniui, t.y. sočiųjų dujų tirpalo koncentracija proporcinga jo daliniam slėgiui. C S = B × d × Pi čia: C S – sočiojo tirpalo vandenyje koncentracija; d-ozono masė; Pi – ozono dalinis slėgis; B-tirpimo koeficientas; Henrio dėsnio dėl ozono, kaip metastabilių dujų, įvykdymas yra sąlyginis. Ozono skilimas dujų fazėje priklauso nuo dalinio slėgio. Vandens aplinkoje vyksta procesai, kurie nepatenka į Henrio dėsnio ribas. Vietoj to idealiomis sąlygomis galioja Gibs-Dukem-Margulesdu įstatymas. Praktikoje įprasta ozono tirpumą vandenyje išreikšti per ozono koncentracijos skystoje terpėje ir ozono koncentracijos dujų fazėje santykį: Prisotinimas ozonu priklauso nuo vandens temperatūros ir kokybės, nes organinis o neorganinės priemaišos keičia terpės pH. Tomis pačiomis sąlygomis ozono koncentracija vandentiekio vandenyje yra 13 mg/l, dvigubai distiliuotame vandenyje - 20 mg/l. To priežastis – didelis ozono skilimas dėl įvairių geriamajame vandenyje esančių joninių priemaišų.

Ozono skilimas ir pusinės eliminacijos laikas (t 1/2)

Vandens aplinkoje ozono skilimas labai priklauso nuo vandens kokybės, temperatūros ir aplinkos pH. Aplinkos pH didinimas pagreitina ozono skilimą ir taip sumažina ozono koncentraciją vandenyje. Panašūs procesai vyksta kylant temperatūrai. Ozono pusinės eliminacijos laikas bidistiliuotame vandenyje yra 10 valandų, demineralizuotame vandenyje – 80 minučių; distiliuotame vandenyje - 120 minučių. Yra žinoma, kad ozono skilimas vandenyje yra sudėtingas radikalų grandinių reakcijų procesas:

Didžiausias ozono kiekis vandeniniame mėginyje pastebimas per 8-15 minučių. Po 1 valandos tirpale pastebimi tik laisvieji deguonies radikalai. Tarp jų svarbiausias yra hidroksilo radikalas (OH’) (Staehelin G., 1985), į tai būtina atsižvelgti ir naudojant ozonuotą vandenį gydymo tikslais. Nuo m klinikinė praktika Naudojamas ozonuotas vanduo ir ozonuotas fiziologinis tirpalas, šiuos ozonuotus skysčius įvertinome pagal buitinėje medicinoje naudojamas koncentracijas. Pagrindiniai analizės metodai buvo jodometrinis titravimas ir chemiliuminescencijos intensyvumas, naudojant biochemiliuminometro prietaisą BHL-06 (gamintas Nižnij Novgorodas) (Kontorschikova K.N., Peretyagin S.P., Ivanova I.P. 1995). Chemiliuminescencijos reiškinys yra susijęs su laisvųjų radikalų, susidarančių skaidant ozoną vandenyje, rekombinacinėmis reakcijomis. Kai 500 ml bi- arba distiliuoto vandens apdorojama burbuliuojant ozono-deguonies dujų mišinį, kurio ozono koncentracija yra 1000-1500 μg/l ir dujų srautas 1 l/min 20 minučių, aptinkama chemiliuminescencija. per 160 minučių. Be to, bidistiliuotame vandenyje švytėjimo intensyvumas yra žymiai didesnis nei distiliuotame vandenyje, o tai paaiškinama tuo, kad yra priemaišų, kurios slopina švytėjimą. Ozono tirpumas NaCl tirpaluose paklūsta Henrio dėsniui, t.y. mažėja didėjant druskos koncentracijai. Druskos tirpalas 15 minučių buvo apdorotas ozonu, kurio koncentracija buvo 400, 800 ir 1000 μg/L. Bendras švytėjimo intensyvumas (mv) didėjo didėjant ozono koncentracijai. Švytėjimo trukmė 20 minučių. Tai paaiškinama greitesne laisvųjų radikalų rekombinacija, taigi ir švytėjimo užgesimu dėl fiziologiniame tirpale esančių priemaišų. Nepaisant didelio oksidacijos potencialo, ozonas pasižymi dideliu selektyvumu, kurį lemia polinė molekulės struktūra. Junginiai, turintys laisvųjų dvigubų jungčių (-C=C-), akimirksniu reaguoja su ozonu. Dėl to nesočiosios riebalų rūgštys, aromatinės aminorūgštys ir peptidai, pirmiausia tie, kuriuose yra SH grupių, yra jautrūs ozono poveikiui. Pasak Krige (1953) (cit. iš Vieban R. 1994), pirminis ozono molekulės sąveikos su bioorganiniais substratais produktas yra 1-3 dipolinė molekulė. Ši reakcija yra pagrindinė ozono sąveikoje su organiniais substratais esant pH< 7,4. Озонолиз проходит в доли секунды. В растворах скорость этой реакции равна 105 г/моль·с. В первом акте реакции образуется пи-комплекс олефинов с озоном. Он относительно стабилен при температуре 140 0 С и затем превращается в первичный озонид (молозонид) 1,2,3-триоксалан. Другое galima kryptis reakcijos – epoksidinių junginių susidarymas. Pirminis ozonidas yra nestabilus ir suyra, sudarydamas karboksilo junginį ir karbonilo oksidą. Dėl karbonilo oksido sąveikos su karbonilo junginiu susidaro bipolinis jonas, kuris vėliau paverčiamas antriniu ozonidu 1,2,3 - trioksalanu. Pastarasis redukuojant suyra ir susidaro 2 karbonilo junginių mišinys, toliau susidaro peroksidas (I) ir ozonidas (II).

Aromatinių junginių ozonavimas vyksta susidarant polimeriniams ozonidams. Ozono pridėjimas sutrikdo aromatinę konjugaciją šerdyje ir reikalauja energijos, todėl homologų ozonavimo greitis koreliuoja su konjugacijos energija. Išdžiovintų angliavandenilių ozonavimas yra susijęs su įtraukimo mechanizmu. Sieros ir azoto turinčių organinių junginių ozonavimas vyksta taip:

Ozonidai paprastai blogai tirpsta vandenyje, bet gerai tirpsta organiniuose tirpikliuose. Kaitinant pereinamieji metalai skyla į radikalus. Ozonidų kiekis organinis junginys nustatomas pagal jodo skaičių. Jodo vertė – tai jodo masė gramais, pridėta į 100 g organinės medžiagos. Normalus už riebalų rūgštys Jodo skaičius yra 100-400, kietiems riebalams 35-85, skystiems riebalams - 150-200. Pirmą kartą ozonas, pvz antiseptikas buvo išbandytas A. Wolff dar 1915 metais per Pirmąjį pasaulinį karą. Vėlesniais metais palaipsniui kaupėsi informacija apie sėkmingą ozono naudojimą gydant įvairių ligų. Tačiau ilgą laiką buvo naudojami tik ozono terapijos metodai, susiję su tiesioginiu ozono kontaktu su išoriniais paviršiais ir įvairiomis kūno ertmėmis. Susidomėjimas ozono terapija išaugo, nes buvo kaupiami duomenys apie biologinį ozono poveikį organizmui ir įvairių pasaulio klinikų pranešimai apie sėkmingą ozono panaudojimą gydant daugybę ligų. Istorija medicininiam naudojimui ozonas prasideda XIX a. Pionieriai klinikinis pritaikymas ozonas buvo Vakarų mokslininkai Amerikoje ir Europoje, ypač C. J. Kenworthy, B. Lustas, I. Aberhartas, E. Payeris, E. A. Fischas, N. N. Wolffas ir kt. Rusijoje mažai buvo žinoma apie ozono panaudojimą gydymui. Tik 60–70-aisiais vidaus literatūroje pasirodė keli darbai apie inhaliacinę ozono terapiją ir apie ozono naudojimą gydant tam tikras ligas. odos ligos, o nuo 80-ųjų mūsų šalyje šis metodas buvo pradėtas intensyviai plėtoti ir vis labiau plito. Ozono terapijos technologijų esminės plėtros pagrindą daugiausia lėmė SSRS medicinos mokslų akademijos Cheminės fizikos instituto darbas. Knyga „Ozonas ir jo reakcijos su organinėmis medžiagomis“ (S. D. Razumovskis, G. E. Zaikovas, Maskva, 1974) buvo atspirties taškas mechanizmams pagrįsti. terapinis poveikis ozonas daugeliui kūrėjų. Pasaulyje plačiai veikia Tarptautinė ozono asociacija (IOA), surengusi 20 tarptautinių kongresų, o nuo 1991 metų šių kongresų darbe dalyvauja mūsų gydytojai ir mokslininkai. Šiandien ozono taikymo problemos, būtent medicinoje, nagrinėjamos visiškai naujai. Terapinėje koncentracijų ir dozių diapazone ozonas pasižymi galingo bioreguliatoriaus savybėmis – priemonė, galinti labai pagerinti metodus. tradicinė medicina, ir dažnai veikia kaip monoterapija. Medicininio ozono naudojimas yra kokybiškai naujas šiuolaikinių daugelio ligų gydymo problemų sprendimas. Ozono terapijos technologijos naudojamos chirurgijoje, akušerijoje ir ginekologijoje, odontologijoje, neurologijoje, gydomojoje patologijoje, infekcinėse, dermatologinėse ir venerinėse ligose bei daugelyje kitų ligų. Ozono terapijai būdingas paprastas įgyvendinimas, didelis efektyvumas, geras toleravimas ir praktiškai nėra šalutiniai poveikiai, tai ekonomiškai efektyvu. Gydomosios ozono savybės nuo ligų įvairių etiologijų remiantis unikaliu gebėjimu paveikti organizmą. Terapinėmis dozėmis esantis ozonas veikia kaip imunomoduliuojantis, priešuždegiminis, baktericidinis, antivirusinis, fungicidinis, citostatinis, antistresinis ir analgetikas. Jo gebėjimas aktyviai koreguoti sutrikusią organizmo deguonies homeostazę atveria dideles perspektyvas reabilitacinė medicina. Platus pasirinkimas metodinės galimybės leidžia naudoti labai efektyviai gydomųjų savybių ozonas vietiniam ir sisteminiam gydymui. Pastaraisiais dešimtmečiais išryškėjo metodai, susiję su parenteriniu (intraveniniu, intramuskuliniu, intraartikuliniu, poodiniu) terapinių ozono dozių skyrimu, kurių gydomasis poveikis daugiausia susijęs su įvairių gyvybiškai svarbių organizmo sistemų aktyvavimu. Deguonies-ozono dujų mišinys, kuriame yra didelės (4000 - 8000 μg/l) ozono koncentracijos, veiksmingai gydo stipriai infekuotas, blogai gyjančias žaizdas, gangreną, pragulas, nudegimus, grybelines odos infekcijas ir kt. Didelės koncentracijos ozonas taip pat gali būti naudojamas kaip hemostatinė priemonė. Mažos ozono koncentracijos skatina atsistatymą, skatina epitelizaciją ir gijimą. Gydant kolitą, proktitą, fistules ir daugybę kitų žarnyno ligų, naudojamas deguonies-ozono dujų mišinio įvedimas į tiesiąją žarną. Fiziologiniame tirpale ištirpintas ozonas sėkmingai naudojamas sergant peritonitu pilvo ertmės sanitarijai, o ozonuotas distiliuotas vanduo – žandikaulio chirurgijoje ir kt. į veną ozonas naudojamas ištirpintas druskos tirpale arba paciento kraujyje. Europos mokyklos pradininkai taip postulavo Pagrindinis tikslas ozono terapija yra: „Deguonies apykaitos stimuliavimas ir aktyvinimas nepažeidžiant redokso sistemų“, tai reiškia, kad skaičiuojant dozes per seansą ar kursą, terapinis ozono poveikis turi būti tose ribose, kuriose fermentiškai išlyginami radikalūs deguonies metabolitai arba per daug susidaręs peroksidas“ (3) Rillingas, R. Feebanas 1996 m knygoje Ozono terapijos praktika). Užsienyje Medicininė praktika Parenteraliniam ozono skyrimui dažniausiai naudojama pagrindinė ir nedidelė autohemoterapija. Atliekant didžiąją autohemoterapiją, iš paciento paimtas kraujas kruopščiai sumaišomas su tam tikru tūriu deguonies-ozono dujų mišinio ir nedelsiant suleidžiamas atgal į to paties paciento veną. Atliekant nedidelę autohemoterapiją, ozonuotas kraujas suleidžiamas į raumenis. Terapinė ozono dozė šiuo atveju išlaikoma dėl fiksuotų dujų tūrių ir ozono koncentracijos jame.

Tarptautiniuose kongresuose ir simpoziumuose buvo reguliariai pranešama apie vietinių mokslininkų pasiekimus

1991 – Kuba, Havana,
1993 – JAV, San Franciskas,
1995 – Prancūzija Lilis,
1997 – Japonija, Kiotas,
1998 – Austrija, Zalcburgas,
1999 m – Vokietija, Baden-Badenas,
2001 – Anglija, Londonas,
2005 – Prancūzija, Strasbūras,
2009 – Japonija, Kiotas,
2010 – Ispanija, Madridas
2011 m. Turkija (Stambulas), Prancūzija (Paryžius), Meksika (Kankunas)
2012 m – Ispanija Madridas

Maskvos ir Nižnij Novgorodo klinikos tapo moksliniais ozono terapijos plėtros Rusijoje centrais. Labai greitai prie jų prisijungė mokslininkai iš Voronežo, Smolensko, Kirovo, Novgorodo, Jekaterinburgo, Saransko, Volgogrado, Iževsko ir kitų miestų. Ozono terapijos technologijų plitimą neabejotinai palengvino nuolatinės visos Rusijos mokslinės ir praktinės konferencijos su tarptautiniu dalyvavimu, organizuojamos Rusijos ozono terapeutų asociacijos iniciatyva nuo 1992 m. Nižnij Novgorode, suburiančios specialistus iš viso pasaulio. Šalis.

Visos Rusijos mokslinės ir praktinės konferencijos su tarptautiniu dalyvavimu ozono terapijos tema

I – „OZONAS BIOLOGIJA IR MEDICINA“ – 1992 m., N. Novgorodas II – „OZONAS BIOLOGIJA IR MEDICINA“ – 1995 m., N. Novgorodas III – „OZONAS IR EFERENCINĖS TERAPIJAS METODAI“ – 1998 m., N. Novgorodas IV – „OZONAS IR EFERENCINĖS TERAPIJAS METODAI“ – 2000 g., N. Novgorodas V – „OZONAS BIOLOGIJA IR MEDICINA“ – 2003 m., N. Novgorodas VI – „OZONAS BIOLOGIJA IR MEDICINA“ – 2005 m., N. Novgorodas„Azijos ir Europos ozono terapeutų ir medicinos įrangos gamintojų sąjungos I konferencija dėl ozono terapijos“ – 2006 m., Bolshoye Boldino, Nižnij Novgorodo sritis VII – „OZONAS BIOLOGIJA IR MEDICINA“ – 2007 m., N. Novgorodas U111 – „Ozonas, reaktyviosios deguonies rūšys ir metodai intensyvi priežiūra medicinoje“ – 2009 m., Nižnij Novgorodas Iki 2000 m. Rusijos ozono terapijos mokykla pagaliau suformavo savo požiūrį į ozono, kaip terapinės medžiagos, naudojimą, kuris skiriasi nuo europietiško. Pagrindiniai skirtumai yra platus naudojimas druskos tirpalas kaip ozono nešiklis, naudojamas daug daugiau mažos koncentracijos ir ozono dozės, sukurtos ekstrakorporinio didelių kraujo kiekių gydymo (ozonuotos dirbtinės cirkuliacijos) technologijos, individualus ozono dozių ir koncentracijų parinkimas sisteminės ozono terapijos metu. Daugumos Rusijos gydytojų noras naudoti mažiausią veiksmingą ozono koncentraciją atspindi pagrindinį medicinos principą - „nedaryti žalos“. Rusijos ozono terapijos metodų saugumas ir veiksmingumas buvo ne kartą pagrįstas ir įrodytas įvairiose medicinos srityse. Daugelį metų trukusių fundamentinių klinikinių tyrimų metu Nižnij Novgorodo mokslininkai „nustatė nežinomą formavimosi modelį prisitaikymo mechanizmaižinduolių organizmas, sistemiškai veikiamas mažų terapinių ozono dozių, t. y. ozono poveikis organizmo pro- ir antioksidacinei pusiausvyrai ir yra sąlygotas vidutinio intensyvumo laisvųjų radikalų reakcijų, kurios, savo ruožtu padidina fermentinių ir nefermentinių vienetų aktyvumą antioksidacinė sistema apsauga“ (Kontorščikova K.N., Peretyagin S.P.), už kurią autoriai gavo atradimą (2006 m. gegužės 16 d. diplomas Nr. 309). Namų mokslininkų darbuose buvo sukurtos naujos technologijos ir ozono naudojimo medicininiais tikslais aspektai:

Plačiai paplitęs fiziologinio tirpalo (0,9 % NaCl tirpalo) naudojimas kaip ištirpusio ozono nešiklis
Santykinai mažų ozono koncentracijų ir dozių naudojimas sisteminiam poveikiui (į kraujagysles ir į žarnyną)
Intrakaulinės ozonuotų tirpalų infuzijos
Intrakoronarinis ozonuotų kardiologinių tirpalų skyrimas
Visiškas ekstrakorporinis didelių kraujo kiekių apdorojimas ozonu dirbtinės cirkuliacijos metu
Mažo srauto ozono-deguonies terapija
Intraportalinis ozonuotų tirpalų įvedimas
Ozono naudojimas operacijų metu
Sisteminę ozono terapiją lydinti biocheminiais kontrolės metodais

2005-2007 metais Pirmą kartą pasaulinėje praktikoje Rusijoje ozono terapija gavo oficialų statusą valstybiniu lygiu, patvirtinus Sveikatos apsaugos ministerijos ir Socialinis vystymasis Rusijos Federacijos naujų medicinos technologijų, skirtų ozonui naudoti dermatologijoje ir kosmetologijoje, akušerijoje ir ginekologijoje, traumatologijoje, federacija. Šiuo metu mūsų šalyje vyksta aktyvūs ozono terapijos metodo sklaidos ir diegimo darbai. Rusijos ir Europos ozono terapijos patirties analizė leidžia padaryti svarbias išvadas:

Ozono terapija yra nemedikamentinis metodas terapinis poveikis, leidžianti jums gauti teigiamų rezultatųįvairios kilmės patologijoms.
Biologinis poveikis Parenteriniu būdu vartojamas ozonas pasireiškia mažų koncentracijų ir dozių lygiu, kurį lydi kliniškai ryškus teigiamas gydomasis poveikis, turintis aiškiai apibrėžtą priklausomybę nuo dozės.
Rusijos ir Europos ozono terapijos mokyklų patirtis rodo, kad ozono kaip terapinės medžiagos naudojimas žymiai padidina ozono terapijos efektyvumą. vaistų terapija, kai kuriais atvejais leidžia pakeisti arba sumažinti paciento farmakologinį krūvį. Ozono terapijos fone atkuriamos paties sergančio organizmo nuo deguonies priklausomos reakcijos ir procesai.
Šiuolaikinių medicininių ozonizatorių techninės galimybės, turinčios itin tikslias dozavimo galimybes, leidžia naudoti ozoną mažos terapinės koncentracijos diapazone, panašiai kaip įprastus farmakologinius agentus.

Įvadas

Ozonas yra paprasta medžiaga, alotropinė deguonies modifikacija. Skirtingai nuo deguonies, ozono molekulė susideda iš trijų atomų. Įprastomis sąlygomis tai yra aštriai kvepiančios sprogios dujos, mėlynos spalvos ir pasižyminčios stipriomis oksidacinėmis savybėmis.

Ozonas yra nuolatinė žemės atmosferos sudedamoji dalis ir atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį palaikant joje gyvybę. Paviršiniuose žemės atmosferos sluoksniuose ozono koncentracija smarkiai padidėja. Bendra ozono būklė atmosferoje yra kintama ir svyruoja priklausomai nuo metų laikų. Atmosferos ozonas vaidina pagrindinį vaidmenį palaikant gyvybę žemėje. Jis apsaugo Žemę nuo žalingo tam tikro saulės spinduliuotės vaidmens poveikio ir taip padeda išsaugoti gyvybę planetoje.

Taigi, būtina išsiaiškinti, kokį poveikį ozonas gali turėti biologiniams audiniams.

Bendrosios ozono savybės

Ozonas yra alotropinė deguonies modifikacija, susidedanti iš triatominių O 3 molekulių. Jo molekulė yra diamagnetinė ir kampinės formos. Ryšys molekulėje yra delokalizuotas, trijų centrų.

Ryžiai. 1 Ozono struktūra

Ozono cheminių ryšių pobūdis lemia jo nestabilumą (po tam tikro laiko ozonas spontaniškai virsta deguonimi: 2O3 -> 3O2) ir didelį oksidacinį gebėjimą (ozonas gali atlikti daugybę reakcijų, į kurias nepatenka molekulinis deguonis). Ozono oksidacinis poveikis organinėms medžiagoms yra susijęs su radikalų susidarymu: RH+ O3 RО2 +OH

Šie radikalai inicijuoja radikalias grandinines reakcijas su bioorganinėmis molekulėmis (lipidais, baltymais, nukleino rūgštimis), kurios sukelia ląstelių mirtį. Ozono naudojimas geriamam vandeniui sterilizuoti pagrįstas jo gebėjimu naikinti mikrobus. Ozonas taip pat svarbus aukštesniems organizmams. Ilgalaikis buvimas atmosferoje, kurioje yra ozono (pavyzdžiui, fizioterapijos kabinetuose ir švitinant kvarcu), gali smarkiai pakenkti nervų sistemai. Todėl didelėmis dozėmis esantis ozonas yra toksiškos dujos. Didžiausia leistina koncentracija darbo zonos ore yra 0,0001 mg/l. Ozonuojant vandenį susidaro oro tarša ozonu dėl mažo jo tirpumo.

Atradimų istorija.

Fizinės savybės.

Savybės:

§ Molekulinė masė – 48 a.m.u.

§ Dujų tankis normaliomis sąlygomis yra 2,1445 g/dm³. Santykinis dujų tankis deguoniui 1,5; oru - 1,62

§ Skysčio tankis esant –183 °C – 1,71 g/cm³

§ Virimo temperatūra – –111,9 °C. (skystajam ozonui - 106 °C.)

§ Lydymosi temperatūra – –197,2 ± 0,2 °C (lydymosi temperatūra paprastai nurodoma –251,4 °C yra klaidinga, nes ją nustatant nebuvo atsižvelgta į didesnį ozono gebėjimą peršalti).

§ Tirpumas vandenyje 0 °C temperatūroje yra 0,394 kg/m³ (0,494 l/kg), tai yra 10 kartų didesnis nei deguonies.

§ Dujinėje būsenoje ozonas yra diamagnetinis, skystoje – silpnai paramagnetinis.

§ Kvapas aštrus, specifinis „metalinis“ (pagal Mendelejevą – „vėžių kvapas“). Esant didelėms koncentracijoms, kvepia chloru. Kvapas juntamas net praskiedus santykiu 1:100 000.

Cheminės savybės.

Chemines ozono savybes lemia didelis jo gebėjimas oksiduotis.

Savybės:

§ Metalų oksidacija

§ Nemetalų oksidacija

§ Sąveika su oksidais

§ Degimas

§ Ozonidų susidarymas

Ozono gamybos būdai

Ozonas susidaro daugelyje procesų, kuriuos lydi atominio deguonies išsiskyrimas, pavyzdžiui, skaidant peroksidus, oksiduojantis fosforui ir pan. Pramonėje jis gaunamas iš oro arba deguonies ozonizatoriuose veikiant elektros iškrovai. O3 suskystėja lengviau nei O2, todėl juos lengva atskirti. Ozonas ozono terapijai medicinoje gaunamas tik iš gryno deguonies. Kai oras apšvitinamas kietąja ultravioletine spinduliuote, susidaro ozonas. Tas pats procesas vyksta ir viršutiniuose atmosferos sluoksniuose, kur ozono sluoksnis susidaro ir palaikomas saulės spinduliuotės.