МОСКВА, 16 сен — РИА Новости. Международный день охраны озонового слоя, тонкого "щита", защищающего все живое на Земле от губительного ультрафиолетового излучения Солнца, отмечается в понедельник, 16 сентября — в этот день в 1987 году был подписан знаменитый Монреальский протокол.
В нормальных условиях озон, или O3, — бледно-голубой газ, который по мере охлаждения превращается в темно-синюю жидкость, а затем и в иссиня-черные кристаллы. Всего на озон в атмосфере планеты приходится около 0,6 части на миллион по объему: это значит, например, что в каждом кубометре атмосферы всего 0,6 кубического сантиметра озона. Для сравнения, углекислого газа в атмосфере уже около 400 частей на миллион — то есть больше двух стаканов на тот же кубометр воздуха.
На самом деле, такую небольшую концентрацию озона можно назвать благом для Земли: этот газ, который на высоте 15-30 километров образует спасительный озоновый слой, в непосредственной близости от человека куда менее "благороден". Озон по российской классификации относится к веществам наивысшего, первого класса опасности — это очень сильный окислитель, который крайне токсичен для человека.
Разобраться в разных свойствах непростого озона РИА Новости помогал старший научный сотрудник лаборатории катализа и газовой электрохимии химического факультета МГУ имени Ломоносова Вадим Самойлович.
Озоновый щит
"Это достаточно хорошо изученный газ, практически все изучено — всего никогда не бывает, но основное все (известно)… У озона много всяких применений. Но и не забывайте, что, вообще говоря, жизнь возникла благодаря озоновому слою — это, наверное, главный момент", — говорит Самойлович.
В стратосфере озон образуется из кислорода в результате фотохимических реакций — такие реакции начинаются под воздействием солнечного излучения. Там концентрация озона уже выше — около 8 миллилитров на кубический метр. Разрушается газ при "встрече" с некоторыми соединениями, например, атомарным хлором и бромом — именно эти вещества входят в состав опасных хлорфторуглеродов, более известных как фреоны. До появления Монреальского протокола они использовались, в частности, в холодильной промышленности и как пропелленты в газовых баллончиках.
Озоновый смог
В 30 километрах от поверхности Земли озон "ведет себя" хорошо, но в тропосфере, приземном слое, он оказывается опасным загрязнителем. По данным UNEP, концентрация тропосферного озона в Северном полушарии за последние 100 лет выросла почти втрое, что к тому же делает его третьим по значимости "антропогенным" парниковым газом.
Здесь озон тоже не выбрасывается в атмосферу, а образуется под действием солнечного излучения в воздухе, который уже загрязнен "предшественниками" озона — оксидами азота, летучими углеводородами и некоторыми другими соединениями. В городах, где озон является одним из основных компонентов смога, в его появлении косвенно "виноваты" главным образом выбросы автотранспорта.
Страдают от приземного озона не только люди и климат. По оценкам специалистов UNEP, снижение концентрации тропосферного озона может помочь сохранить около 25 миллионов тонн риса, пшеницы, сои и кукурузы, которые ежегодно теряются из-за этого токсичного для растений газа.
Озон полезный
"Одно из очень интересных свойств озона — бактерицидное. Он по бактерицидности практически первый среди всех таких веществ, хлора, перекиси марганца, окиси хлора", — отмечает Вадим Самойлович.
Та же экстремальная природа озона, делающая его очень сильным окислителем, объясняет сферы применения этого газа. Озон используется для стерилизации и дезинфекции помещений, одежды, инструментов и, конечно, очистки воды — как питьевой, так и промышленной и даже сточной.
Кроме того, подчеркивает эксперт, озон во многих странах используется как заменитель хлора в установках для отбеливания целлюлозы.
"Хлор (при реакции) с органикой дает соответственно хлорорганику, которая гораздо более ядовитая, чем просто хлор. По большому счету, избежать этого (появления ядовитых отходов — ред.) можно либо резко уменьшив концентрацию хлора, либо просто устранив его. Один из вариантов — замена хлора на озон", — объяснил Самойлович.
Озонировать можно и воздух, и это тоже дает интересные результаты — так, по словам Самойловича, в Иванове специалисты ВНИИ охраны труда и их коллеги провели целую серию исследований, в ходе которых "в прядильных цехах в обычные воздуховоды вентиляции добавляли некоторое количество озона". В результате, распространенность респираторных заболеваний уменьшалась, а производительность труда, напротив, росла. Озонирование воздуха на складах пищевой продукции может повышать ее сохранность, и такие опыты в других странах тоже есть.
Озон токсичный
Подвох с использованием озона все тот же — его токсичность. В России предельно допустимая концентрация (ПДК) по озону в атмосферном воздухе составляет 0,16 миллиграмма на кубический метр, а в воздухе рабочей зоны — 0,1 миллиграмма. Поэтому, отмечает Самойлович, то же озонирование требует постоянного мониторинга, что сильно усложняет дело.
"Это все-таки техника достаточно сложная. Вылить ведро какого-нибудь там бактерицида — это проще гораздо, вылил и все, а тут следить надо, какая-то подготовка должна быть", — говорит ученый.
Озон вредит организму человека медленно, но серьезно — при длительном нахождении в загрязненном озоном воздухе возрастает риск сердечно-сосудистых заболеваний и болезней дыхательных путей. Вступая в реакцию с холестерином, он образует нерастворимые соединения, что приводит к развитию атеросклероза.
"При концентрациях выше предельно допустимых могут возникать головная боль, раздражение слизистых, кашель, головокружение, общая усталость, упадок сердечной деятельности. Токсичный приземной озон приводит к появлению или обострению болезней органов дыхания, в группе риска находятся дети, пожилые люди, астматики", — отмечается на сайте Центральной аэрологической обсерватории (ЦАО) Росгидромета.
Озон взрывоопасный
Озон вредно не только вдыхать — спички тоже стоит спрятать подальше, потому что этот газ весьма взрывоопасен. Традиционно "порогом" опасной концентрации газообразного озона считается 300-350 миллилитров на литр воздуха, хотя некоторые ученые работают и с более высокими уровнями, говорит Самойлович. А вот жидкий озон — та самая синяя жидкость, темнеющая по мере охлаждения — взрывается самопроизвольно.
Именно это мешает использовать жидкий озон как окислитель в ракетном топливе — такие идеи появились вскоре после начала космической эры.
"Наша лаборатория в университете возникла как раз на такой идее. У каждого топлива ракетного есть своя теплотворная способность в реакции, то есть сколько тепла выделяется, когда оно сгорает, и отсюда насколько мощной будет ракета. Так вот, известно, что самый мощный вариант — жидкий водород смешивать с жидким озоном… Но есть один минус. Жидкий озон взрывается, причем взрывается спонтанно, то есть без каких-либо видимых причин", — говорит представитель МГУ.
По его словам, и советские, и американские лаборатории потратили "огромное количество сил и времени на то, чтобы сделать это каким-то безопасным (делом) — выяснилось, что сделать это невозможно". Самойлович вспоминает, что однажды коллегам из США удалось получить особо чистый озон, который "вроде бы" не взрывался, "уже все били в литавры", но затем взорвался весь завод, и работы были прекращены.
"У нас были случаи, когда, скажем, колба с жидким озоном стоит, стоит, жидкий азот подливают туда, а потом — то ли азот там выкипел, то ли что — приходишь, а там половины установки нет, все разнесло в пыль. Отчего он взорвался — кто его знает", — отмечает ученый.
Кто не любит выйти на улицу после летней грозы и вдохнуть запах свежести? Этот аромат создает озон. Его молекулы возникают, когда молния проходит через атмосферу. В связи с этим его свойством название переводится с греческого как «пахучий».
Этот газ — разновидность кислорода. Если последний состоит из 2-х идентичных атомов, то озон — из 3-х. Его формула — О3.
Образуется несколькими способами:
• благодаря солнечной радиации;
• при появлении электрических разрядов в атмосфере;
• во время выбросов выхлопных газов машин и предприятий, бензинового испарения, при работе тепловых электростанций.
Роль озонового слоя
В нем содержится максимальное количество этого газа. Здесь он возникает как результат воздействия ультрафиолета на молекулы О2. При воздействии излучения на озон газ разрушается.
При этом практически полностью поглощается часть ультрафиолета, который вызывает загар. До поверхности Земли добирается лишь малая часть, всего несколько процентов.
Озон начал образовываться в атмосфере около 500 млн лет назад, когда было накоплено достаточно О2 вследствие фотосинтеза. Только после возникновения озонового слоя жизнь вышла из океана на сушу. Без этого условия высокоразвитые формы жизни, включая человека, не смогли бы возникнуть.
Применение
С его помощью обеззараживают питьевую воду. Также применяется в качестве сильного окислителя для стерилизации медицинских изделий, для очистки различных масел и отбеливания бумаги.
Нашел он свое применение и в качестве окислителя топлива для ракет. В чистом виде не применяется в связи с его неустойчивостью, взрывоопасностью и токсичностью.
На данный момент в продаже существуют бытовые озонаторы. Они предназначены для дезинфекции помещений бытового назначения. Но почему-то в инструкции умалчивают о мерах безопасности. Когда человек использует такой прибор, ему нельзя находиться в обеззараживаемом помещении. Почему? Как указано выше, этот газ крайне токсичен и негативным образом воздействует на человеческий организм.
Нина не несите бред про Рай, и запах свежестью после грозы у вас смешан с запахом зелени поэтому и кажется приятным. Просто интересно чем приятен запах стерильности после кварцевания?
В крупных городах скопление озона близко к земле происходит в безветренную жаркую погоду. Поэтому желательно избегать прогулок в такое время. А еще воздерживаться от них в районах линий электропередач, которые тоже являются источником токсичного озона.
В определенной степени озон выделяет офисная техника типа копировальных аппаратов и воздухоочистители. Поэтому частое и долгое нахождение поблизости может спровоцировать головокружение, головную боль и слабость.
Некоторые медики скептически настроены и в отношении такого направления как озонотерапия, считая, что оно недостаточно хорошо изучено, а последствия процедур могут быть самыми разными, вплоть до мутаций ДНК и развития онкологии.
Текст: Кабыш Зоя
Озонаторы, ионизаторы, электрические воздухоочистители несут потенциальную угрозу для здоровья. В этом убежден Валерий ДЕМИН, научный сотрудник лаборатории атмосферы Арктики Полярного геофизического института КНЦ РАН.
- Валерий Иванович, ваши выводы о применении озонаторов в быту способны неподготовленного человека привести, мягко говоря, в недоумение. Тот самый озон, которым мы любим дышать после грозы, опасен?
- Подавляющая часть людей даже понятия не имеет, как на самом деле пахнет озон. Порог его восприятия у человека, как правило, много выше ПДК: мы не чувствуем озон даже в случае достижения опасных концентраций.
Большинству из нас запах озона может быть знаком, пожалуй, только по посещению физиотерапевтических кабинетов в поликлиниках, где используются так называемые кварцевые лампы. Кроме того, озон - главный компонент фотохимического смога, доставляющего так много проблем жителям городов.
- Чем может навредить озон?
- По существующим санитарно-гигиеническим нормам он относится к первому, самому высокому классу опасности как вещество, обладающее выраженным общетоксическим, раздражающим, канцерогенным, мутагенным и генотоксическим действием. Уже это повод задуматься над тем, что нам предлагают использовать в домашних условиях для очистки воздуха.
Даже его малые концентрации могут оказывать раздражающее действие на слизистые оболочки и вызывать появление бронхита, астмы и головных болей. Длительное же воздействие приводит к развитию хронических заболеваний легких и верхних дыхательных путей, появлению отека. При интоксикации озоном нарушаются метаболические процессы в печени, отмечается поражение сердечно-сосудистой и нервной систем, снижается устойчивость к инфекции.
В соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения, средняя за 8 часов концентрация не должна превышать 100 мкг/м3. Этот выбор не случаен: многочисленные исследования в Европе и США показали, что возрастание среднесуточной концентрации на 20 мкг/м3 относительно указанного значения примерно соответствует росту смертности почти на один процент.
Воздействие озона на человека носит кумулятивный характер: концентрацию умножаем на время. Подсчеты показывают, что от 40 до 70 процентов «озоновой экспозиции» человек получает, находясь в помещениях. Искусственное увеличение содержания озона в таком воздухе даже до, казалось бы, неопасных значений окажет существенное влияние на суммарное количество этого газа, поступившего в легкие человека за сутки. По существу, речь идет об эксперименте над собой с непросчитанными биохимическими последствиями.
- Поверим им на время. Но эффективен ли озон в таких концентрациях для заявленных целей? Нет. Озон действительно обладает способностью уничтожать бактерии, их споры и многие другие патогенные микробы. Однако безопасные для человека концентрации озона не имеют бактерицидного эффекта.
Проведенный по многочисленным тестам в клиниках США мета-анализ показывает, что выраженная бактерицидная активность озона достигается при концентрациях не менее 6000 мкг/м3, что в сотни раз превышает ПДК. Даже если человека в это время нет в помещении, озон в таких концентрациях представляет серьезную опасность для металлических изделий, полимеров и электронных устройств. В этой связи, например, озонирование служебных помещений даже при отсутствии людей не рекомендовано ни одной официальной организацией здравоохранения США. Таким образом, эффективность приборов для бактериальной очистки воздуха практически нулевая.
- А нам предлагают использовать эти приборы в непрерывном режиме даже в детских садах и школах...
Современные схемы вентиляции за рубежом рассматривают возможность предварительного снижения концентрации озона за счет применения специальных фильтров, чтобы в помещении не происходило образования вредных соединений. А в России производители озонаторов настойчиво рекомендуют повышать его концентрацию! Парадокс...
- Но ведь воду обеззараживают озоном - и у нас, и за рубежом.
- Это разные вещи. Действительно, озон широко применяется для обеззараживания воды вместо хлорирования: 95 процентов питьевой воды в Европе проходит озонную подготовку; процесс перехода на озонирование имеет место и в США. Однако это не должно вводить в заблуждение - к моменту поступления такой воды к потребителю озона в ней практически не остается. Дело в том, что большая его часть не растворяется и удаляется с отходящими из адсорбера газами, а растворенный озон уничтожается на выходе каталитическими и термическими методами. Если применение озона в системах очистки воды признано эффективным, то эффективных и безопасных воздухоочистительных систем не создано.
- То есть доверять заявлениям об эффективности и безопасности подобных приборов не стоит?
- По существу, они представляют собой своеобразный «черный ящик»: вы доверяете заявленным производителем характеристикам, так как никаких приборов контроля с ними не поставляется (иначе цена выросла бы в десятки раз). Но я не настолько доверчив. За все изделия не ручаюсь, но мне приходилось тестировать несколько таких приборов: во всех случаях наблюдалось превышение озоном ПДК - как сразу после включения прибора, так и в помещении в целом спустя некоторое время. А ведь производители и продавцы уверяли в безопасности, подтвержденной сертификатами. Как их получают - это отдельный вопрос. Но, как показал мой опыт, если, например, провести внимательное изучение приведенных в таких сертификатах упомянутых ГОСТов и стандартов, то может оказаться, что речь идет о чем угодно (уровне электромагнитных помех, вибрации и т. п.), но только не о содержании озона.
Зоя КАБЫШ, Апатиты