Применение жидкого озона

Давно рассматривается применение озона в качестве высокоэнергетического и вместе с тем экологически чистого окислителя в ракетной технике^[13]. Общая химическая энергия, освобождающаяся при реакции сгорания с участием озона, больше, чем для простого кислорода, примерно на одну четверть (719 ккал/кг). Больше будет, соответственно, и удельный импульс. У жидкого озона больший удельный вес, чем у жидкого кислорода (1,35 и 1,14 соответственно), а его температура кипения выше (минус 112° и минус 183°С соответственно), поэтому в этом отношении преимущество в качестве окислителя в ракетной технике больше у жидкого озона. Однако препятствием является химическая неустойчивость и взрывоопасность жидкого озона. При взрыве возникает движущаяся с огромной скоростью — по некоторым данным более 200 км/сек — детонационная волна и развивается разрушающее детонационное давление более 4000 атм, что делает применение жидкого озона невозможным при нынешнем уровне техники^[14].

Озон в атмосфере

Распределение озона по высоте

Атмосферный озон играет важную роль для всего живого на планете. Образуя озоновый слой в стратосфере, он защищает растения и животных от жёсткого ультрафиолетового излучения. Поэтому проблема образования озоновых дыр имеет особое значение. Однако тропосферный озон является загрязнителем, который может угрожать здоровью людей и животных, а также повреждать растения.

Озонирование воздуха (по материалам статьи "Сущность озона" Уильяма Конверса)

Наиболее часто встречающиеся источники загрязнения воздуха в помещениях:

Само здание и его обстановка выделяют опасные для здоровья вещества, такие как формальдегид, старин, фенолы. Источниками загрязнения могут служить стены, потолки, ковры, а также всевозможные искусственные покрытия.

Химические вещества, случайно попавшие в помещение, в том числе оставшиеся на одежде после химчистки, гидрокарбонаты от автомобильных выхлопов, осевшие на одежде и другие.

Всевозможные чистящие средства.

Табачный дым и 3600 химических веществ из этого дыма.

Органические вещества от насекомых, домашних животных и т.п.

Плесень, грибки и бактерии.

Большинство загрязняющих воздух веществ имеет органическую природу. Для того чтобы химические вещества стали опасными, их доза должна превысить предельно допускаемый уровень. Дозировка - это зависимость концентрации от времени воздействия. Даже небольшое количество загрязняющих воздух веществ вызовет неблагоприятные последствия, если время их воздействия достаточно велико. Эти неблагоприятные последствия сказываются настолько постепенно, что их порой невозможно связать с той причиной, которая их вызвала. Так, например, постепенное учащение приступов головной боли у человека мало кто может связать с переездом в новый дом или установкой новой мебели, так же как причиной детской аллергии вряд будет, по мнению взрослых, загрязненный воздух в детской, которым ребенок дышит с самого рождения. Сверхподвижность детей никто не связывает с изменениями в окружающей среде.

Эти изменения стали заметно прогрессировать со времени введения первого эмбарго на жидкое и твердое топливо, когда уменьшилась цена на электроэнергию, в связи с чем люди стали часто пользоваться электроприборами для кондиционирования окружающего нас воздуха.

С тех пор мы намеренно уничтожаем весь свежий воздух в помещениях. Мы фактически "запираем" все вредные вещества в комнате и уничтожаем озон - единственный химический элемент, обладающий способностью восстанавливать чистоту воздуха.

Озон - единственный химический элемент, обладающий способностью восстанавливать чистоту воздуха. Это, наиболее мощный из встречающихся в природе окислителей, обладает способностью разрушать большинство органических соединений, загрязняющих воздух в помещениях. Озон, присутствующий в наружном воздухе, исчезает из него внутри зданий. Из-за того, что он постоянно реагирует с другими химическими соединениями, его количество постоянно уменьшается. При концентрации 30 частиц на миллиард озон полностью превращается в кислород за период от 20 до 50 минут (в зависимости от различных условий). До тех пор, пока первоначальный уровень озона в помещении не будет искусственно восстановлен, его концентрация будет равна нулю.

В ходе исследований, проведенных специалистами американской Корпорации "Alpine Industries" по проблеме "Воздействие озона на химические вещества, выделяемые одеждой после ее сухой чистки", были получены следующие результаты:

1. Одежда, недавно подвергавшаяся сухой чистке и хранившаяся в помещении с ограниченным доступом воздуха, может выделять до 53 химических элементов и соединений.

2. Согласно санитарным нормам, разработанным для воздушной среды в бытовых и промышленных помещениях (OSHA), 2/3 этих химикатов могут присутствовать в промышленных помещениях, но не в воздухе вашего дома.

3. Все химикаты можно разбить на 8 групп, и все они (кроме одной) реагируют с озоном, приводя к образованию безвредных соединений:

а) органические кислоты, алкалоиды, альдегиды и кетоны распадаются на углекислый газ, воду в виде пара и свободный кислород;

б) ароматические вещества (бензол и камфара) распадаются на углекислый газ, воду в виде пара и свободный кислород;

в) алифатические (жирные) вещества (бутан и минеральные спирты) распадаются на углекислый газ, воду в виде пара и свободный кислород;

г) хлориды (метилен хлорид) распадаются па углекислый газ, воду в виде пара, оксид хлора и свободный кислород после распада промежуточного хлоридного соединения;

д) соединения азота (цианид водорода) распадаются на углекислый газ, воду в виде пара и свободные азот и кислород;

е) соединения серы (тригликодят аммония) распадаются на углекислый газ, воду в виде пара, триоксид серы и свободный кислород (возможно азот);

ж) другие алкалоидные силикаты и неионизированные детергенты распадаются на углекислый газ, воду в виде пара и свободный кислород;

з) нереагентные вещества, такие как оксид кальция, оксиды титана и кремния и т.п. в реакцию с озоном не вступают.

Конечно, кроме приведенных химикатов, в воздушной среде дома и на рабочем месте находится еще много других. Указанные вещества входят в состав групп химических соединений, которые можно обнаружить в помещениях. До тех пор, пока уровень загрязненности воздуха остается низким, требуется лишь небольшое количество озона, чтобы уменьшить число вредных примесей. Это, в свою очередь, уменьшает время их неблагоприятного воздействия на здоровье человека.

Добавление в воздух озона в концентрации 50 частиц на миллиард значительно снижает число бактерий плесени, грибка и дрожжей в домашнем воздухе. Особенно большое снижение популяции наблюдается у таких бактерий, как Escherichia Coli, Salmonella Choleraesuis, Slaphylococcus Aureus, Candida Albicans и Aspergillus Niger. Дезинфекция озоном обладает мощной способностью устранения многих видов болезнетворных бактерий, включая вирус SARS.

Озонирование воздуха в 1,5-5 раз эффективней, чем обработка ультрафиолетовыми лучами, в тоже время при озонировании затраты энергии в 6 раз меньше, чем при очищении ультрафиолетом

Озон в воздухе благотворно влияет на здоровье людей. В горном воздухе содержится большое количество озона. Именно там встречается самое большое количество долгожителей.

В серии статей, опубликованных в 1976 году в журнале "Природа" (органе Министерства здравоохранения СССР), приводится ряд важных фактов, касающихся использования озона для очистки воздуха закрытых помещений. Было установлено, что воздух теряет свою "свежесть" после прохождения через кондиционеры и нагревательные приборы. В результате уровень содержания озона и ионов снижается на 90%.

Последствием недостатка этих природных компонентов воздуха стали жалобы людей на частую головную боль, слабость и плохое самочувствие (что у нас называется "синдромом закрытых помещений"). Был проведен эксперимент, в котором участвовали две группы людей - контрольная и тестируемая.

После 5 месяцев эксперимента было установлено, что к тем, кто постоянно подвергался воздействию озона в концентрации 15 частиц на миллиард, вернулось хорошее самочувствие. Помимо того, у этих людей наблюдалось укрепление, иммунной системы, повышение содержания кислорода в крови, улучшение кровяного давления и исчезновение многих симптомов стресса, которые обычно ассоциируются с работой в обстановке современного офиса. Было обнаружено, что при реактивации воздуха (при добавлении в него озона до уровня 15 частиц на миллиард), полученный эффект соответствует прогулке на свежем воздухе в течение двух часов.

Дальнейшие исследования, проведенные специалистами Московского Института гигиены детей и подростков, позволили сделать вывод, что повышение концентрации озона до уровня 15 частиц на миллиард в воздухе школ оказало положительное влияние на здоровье школьников. 69% детей, принявшим участие в эксперименте по нахождению в помещении с таким уровнем озона, потребовалось гораздо меньше времени, чтобы выполнить задания, требующие особой сосредоточенности. Кроме того, наблюдался рост мыслительных способностей и улучшение общего самочувствия.

Такие результаты в США подтверждаются теми, кто использует у себя в помещении различные очистители воздуха и другое оборудование, работа которого основана на повышении концентрации озона. Результаты исследований показывают, что при использовании приборов такого типа:

уменьшаются аллергические реакции; улучшается сон; уменьшается частота головных болей; улучшается общее самочувствие; снижается вероятность депрессивных состояний; облегчается состояние людей с болезнями дыхательных путей.

В целом, эффект от использования приборов для реактивации воздуха приравнивается к эффекту от пребывания на свежем воздухе в незагрязненной среде. Такие преимущества должны давать основания каждому использовать такие приборы.

 

Подготовка питьевой воды

В 1857 году Вернер фон Сименс сконструировал первую техническую установку для очистки питьевой воды. С тех пор озонирование позволяет получить гигиенически чистую воду. К 1977 году во всем мире действует более 1000 установок по озонированию воды. В настоящее время наибольшее распространение озонирование получило в Канаде, США. В России действует несколько крупных станций, которые используются дл финальной очистки питьевой воды, подготовки плавательных бассейнов, при глубокой очистке сточных вод в оборотном водоснабжении автомобильных моек.

При применении озона для подготовки питьевой воды используются окислительные и дезинфицирующие свойства озона. Первоначально озон использовался только для обеззараживания, затем его стали применять для удаления запаха, цветности воды и примесей.