1. Введение

В настоящем обзоре рассматриваются и излагаются некоторые возможности и области, в которых может быть применен озон с последующим успехом и хорошим экономическим эффектом. Технологические же аспекты и технологии его применения требуют привязки к конкретным условиям определенного технологического процесса (или производства) и в данном обзоре не рассматриваются. Некоторые аспекты действия озона и его применения приводятся конспективно.

Озон широко применяется в различных отраслях промышленности, в медицине, сельском хозяйстве, при разработке экологически чистых технологий и при решении проблемы защиты от вредных выбросов в атмосферу и окружающую среду. Это определяется особым местом, которое занимает озон среди традиционно применяемых окислителей, благодаря высокой реакционной способности и быстрому разложению. По своей реакционной способности озон занимает второе место, уступая только фтору, и значительно превосходит другие широко применяемые окислители. Озон быстрее вступает в реакции и в не больших дозах, окисляет при нормальном давлении и температуре, что существенно упрощает технологические и практические ограничения на процессы и производства при его применении. При его использовании не остается побочных продуктов, которые загрязняли бы окисляемое вещество.

На девятом Международном конгрессе по озону, который состоялся в 1989 году, отмечалось, что в мире практически имеет место «озонный бум», связанный с чрезвычайно быстрыми темпами внедрения озонных технологий и увеличением выпуска озонаторного оборудования.

На Международном конгрессе по озону, который состоялся в 2003 году, отмечалось, что в настоящее время не установлено побочных эффектов связанных с последствиями внедрения озонных технологий.

2. Озон

Озон является составной частью воздушной среды. Представляет собой простое вещество, состоящее из трех атомов кислорода. Природные концентрации озона в атмосферном воздухе обычно составляют от 0,002 до 0,02 мг/м3 и рассматриваются, как показатели его чистоты и свежести.

Озон как химический элемент был открыт в конце XVIII в. В 1785 году голландский ученый Мак Ван Марум во время экспериментов с мощной установкой для электризации наблюдал, как при пропускании электрической искры через кислород появляется газообразное вещество со своеобразным запахом, обладающее свойством разрушать ртуть. Крюкшенк (1801) обнаружил запах при электролизе воды. В 1832 году профессор Базельского университета Кристиан Фридрих Шонбейн подробно исследовал способы получения озона и опубликовал книгу под названием «Получение озона химическими способами». Он же дал название этому газу «озон» от греческого слова «пахнущий». Дальнейшие исследования свойств озона связаны с именами Андрюса Мариньяка и Де-Ля-Рива, Фрелиса и Беккереля, которые показали возможность преобразования кислорода в озон.

Высокая химическая активность озона обусловлена его окислительными свойствами. В больших концентрациях озон взаимодействует и разрушает клеточную стенку бактерий, грибов, структурные единицы вирусов; окисляет высокомолекулярные вещества, биологически не разрушаемые вещества, токсины, ароматические и гидроциклические соединения; устраняет неприятные запахи и снижает концентрацию канцерогенных веществ в воздухе рабочей зоны.
Озон способствует длительному сохранению качества мяса, рыбы, мясных и рыбных продуктов, яиц, сыров, плодов и овощей, а также дезинфекции и дезодорации воздуха в холодильных камерах и помещениях, оборудования и транспортных средств, тары и упаковки. Экономически оправдана замена бактерицидных ламп озонаторами, как более надежными, доступными, удобными в обращении приборами, отличающимися более широким спектром применения, длительным сроком службы, отсутствием вредного воздействия на окружающую среду и не требующими дорогостоящей утилизации по истечение срока службы.

1. Разумовский С. Д., Раковски С. К., Шопов Д. М. Озон и его реакции с органическими соединениями. София, 1983г.
2. Лунин В. В., Попович М. П., Ткаченко С. Н. Физическая химия озона. М., 1998г.

3. ОЗОНАТОРЫ

В 1857 году была изобретена трубка для получения озона и впервые использована фирмой «Сименс» в создании установки для очистки питьевой воды. В последующие десятилетия озоновые установки совершенствовались, находили новое применение. В настоящее время в Германии, Франции, Белоруссии, России и др. странах налажено серийное производство генераторов озона, которые применяются в различных отраслях народного хозяйства, промышленности, здравоохранении. Озонаторное оборудование для синтеза озона (в дальнейшем — озонаторы) различается по:

* конструкции исполнения (секционные, блочные, приборные, лабораторные);
* виду разрядной камеры (трубчатые, пластинчатые, специальные);
* способу охлаждения разрядной камеры (воздушное, водяное, специальное);
* способу перемещения (контейнерные, стационарные, мобильные, переносные);
* производительности по озону;
* большой мощности (более 100 кг/час);
* средней мощности (от 5 до 100 кг/час);
* малой мощности (до 5 кг/час).

4. БАКТЕРИЦИДНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОЗОНА

Бактерицидное свойство озона, в частности по уничтожению бактерий и вирусов, вредных для человека и животных, известно уже довольно давно. Так, в работах английского ученого Чаптера упоминается, что в озоновой атмосфере различные непатогенные микроорганизмы, включая плесени, споры и другие простейшие одноклеточные подвергаются эффекту разрушения. Благодаря бактерицидным и антимикробным свойствам озона открывается широкий спектр возможностей его применения в пищевой промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях.

Озон обладает бактерицидными, вирулицидными, фунгицидными и спороцидными свойствами в зависимости от концентрации и экспозиции. Высокая химическая активность озона обусловлена его окислительными свойствами. Озон взаимодействует с мембранной структурой клетки бактерий, грибов, структурной единицей вирусов, что приводит к нарушению ее барьерной функции и их гибели.

Результаты исследования зависимости обеззараживающего эффекта озона от материалов предметов обстановки обрабатываемых помещений показали, что через 30 минут озонирования наступает полная гибель микроорганизмов на керамике, стекле, металле, пластике и сохраняются единичные колонии на пористых поверхностях (дерево, линолеум). При экспозиции 60 минут наступает полная микробная деконтаминация поверхностей из любого материала. Было установлено, что бактерии более чувствительны к озону, чем плесени.

При использовании для обработки низких концентраций озона может наступить эффект стимуляции их роста. Подобное поведение характерно и для некоторых видов плесеней, образующихся на фруктах. Первичное действие оптимальной концентрации озона на плесень — это подавление их роста и этот эффект наступает очень скоро, в частности в начальной стадии на поверхности плесени. Впоследствии, эти процессы ведут к разрушению уже сформировавшихся культур. Озон немедленно атакует легкодоступные поверхностные клетки, так как озон в первую очередь оказывает поверхностное действие и незначительно проникает вглубь.

Возрастание влажности окружающей среды благоприятно влияет на бактерицидный эффект. Повышение влажности вокруг скопления микробов делает их более чувствительными к разрушающему действию озона.

Продолжение обзора в следующем номере. Материал предоставлен НП ООО «Инитор».