Такой разный озон: пять фактов о газе, который может спасать и убивать

12:58 16.09.2013 (обновлено: 15:54 12.10.2017)16 сентября 2012, 08:30Международный день охраны озонового слояВ 1994 году Генеральная Ассамблея ООН провозгласила 16 сентября Международным днем охраны озонового слоя. В этот день в 1987 году был подписан Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой.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.

16 сентября 2012, 08:28Протокол по защите озонового слоя выполнил задачу, считают ученыеМонреальский протокол выполнил свою задачу — наблюдения показывают, что содержание озоноразрушающих веществ в атмосфере снижается, а научное сообщество с помощью соглашения сильно продвинулось в понимании процессов в атмосфере, связанных с озоновым слоем, сказал РИА Новости представитель России в Международной комиссии по озону, ведущий научный сотрудник Института физики атмосферы РАН имени Обухова Александр Груздев.В 2012 году, когда Монреальский протокол отмечал 25-летие, эксперты Программы ООН по окружающей среде (UNEP) назвали защиту озонового слоя одной из всего четырех ключевых экологических проблем, в решении которой человечеству удалось добиться значительных успехов. Тогда же в UNEP отмечали, что содержание озона в стратосфере перестало снижаться с 1998 года, и, по прогнозам ученых, к 2050-2075 годам может вернуться к уровням, фиксировавшимся до 1980 года.

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.

16 сентября 2013, 05:30Эксперты Приморья: озоновые дыры появляются, но кто виноват, непонятноПричины появления озоновых дыр до сих пор остаются спорной темой среди специалистов. В день охраны озонового слоя эксперты Приморья рассказали РИА Новости о том, какие существуют теории его повреждения и насколько соседний Китай, чья энергетика держится на угле, влияет на состояние этой части стратосферы.Именно из-за того, что приземный озон уже совсем не так полезен, специалисты метеослужб и экологического мониторинга постоянно ведут наблюдение за его концентрациями в воздухе крупных городов, в том числе и Москвы.

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

5 сентября 2013, 10:03Австралийские авиарейсы производят больше всего токсичного озонаИсследователи обнаружили в Тихом океане «пятно» размером в тысячу километров, где тропосферный озон генерируется эффективнее всего, а также выявили самые «производительные» в отношении озона авиарейсы — все они имеют местом назначения Австралию или Новую Зеландию.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.

Подпишитесь на ежедневную рассылку РИА Наука Спасибо, вам отправлено письмо со ссылкой для подтверждения подпискиЗаворотнюк пришла в сознание, сообщили СМИ

Однако, как всегда, есть нюансы. Лайфхакер выяснил подробности.

Что такое озонотерапия и как она работает

Озонотерапия — это физиотерапевтическая процедура, во время которой в организм вводится озон. С этим бесцветным газом знаком каждый, кто хоть однажды вдыхал воздух после грозы. Под воздействием мощных электрических разрядов, например молний, кислород меняет свою форму: его молекулы присоединяют к себе дополнительный атом. Так вместо стандартного кислорода (химическая формула О2) образуется озон (О3).

Озон очень нестабилен и быстро распадается. Но даже за короткое время он способен повлиятьOzone therapy: A clinical review на органические соединения: разрушить оболочки бактерий, прервать рост клеток в грибковых соединениях, остановить размножение вирусов. Благодаря этому озонированный воздух уже пару веков используют для дезинфекции воды в бассейнах, устранения плесени, обеззараживания общественных помещений.

Во время Первой мировой войны кто-то попробовал обработать озонированным воздухом раны — и оказалось, что они реже воспаляются и быстрее затягиваются.

Но этим таланты озона не ограничиваются.

Как озон влияет на здоровье

Данные на этот счёт противоречивы. Однако существуют отдельные исследованияOzone therapy: A clinical review, которые подтверждают пользу озонотерапии.

1. Борется с инфекциями

Озон эффективен при лечении воспалительных процессов, вызванных:

• бактериями;
• вирусами;
• грибком;
• дрожжами;
• простейшими одноклеточными организмами.

Также озон помогает избавиться от инфицированных клеток. А очистившийся организм, в свою очередь, начинает производить новые, здоровые.

2. Улучшает доступ кислорода в ткани

Озон влияет на красные кровяные тельца — эритроциты — таким образом, что они активнее отдают кислород в ткани. Из-за этого улучшается энергетический обмен веществ. Простыми словами: человек начинает чувствовать себя гораздо бодрее, чем до процедуры.

3. Озон противостоит свободным радикалам

Он стимулирует выработку ферментов-антиоксидантов, которые защищают клетки тела от повреждений и мутаций, вызванных свободными радикалами. Это очень полезное свойство, учитывая, что свободные радикалы провоцируют развитие многих серьёзных заболеваний — от диабета и рака до нарушений в работе мозга.

4. Укрепляет иммунитет

Раствор О3, вводимый в определённой концентрации, заставляет организм усиливать производство интерферонов — белков, которые подавляют развитие вирусной инфекции. Также активнее вырабатываются другие защитные вещества. Например, пептид интерлейкин-2, который отвечает за скорость иммунного ответа. То есть за то, как быстро иммунитет отреагирует на вторжение вирусов или бактерий.

5. Помогает снизить боль

По крайней мере, такой эффект наблюдается у мышей. В 2009 году учёные проверили действие озонотерапии на грызунах с повреждениями нервной ткани. Выяснилось, что даже однократная инъекция озонированного физиологического раствора существенно снижает боль и делает мышей более спокойными.

Почему озонотерапия может быть опасной

Несмотря на возможную впечатляющую пользу для здоровья, доказательная медицина относится к озонотерапии с подозрением. Так, американское Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) до сих пор не регламентировало и даже не одобрилоCFR — Code of Federal Regulations Title 21 использование этой процедуры для лечения заболеваний. И причина простая.

Тот факт, что озонотерапия полезна, ещё не означает, что она не вредна.

На сегодняшний день недостаточно долгосрочных исследований, которые позволили бы установить все возможные побочные эффекты от введения озона в организм. А между тем такие последствия могут существовать.

Наука зафиксировала несколько случаев, когда озонотерапия серьёзно била по здоровью. Зарегистрированные побочные эффекты включаютOzone therapy в себя:

• возникновение одышки и других проблем с дыханием;
• отёк кровеносных сосудов;
• проблемы с сердцем;
• повышенный риск инсульта;
• лёгочную эмболию и смерть.

Здесь важно подчеркнуть, что подобные последствия — явление крайне редкое. Однако прежде, чем решаться на процедуру, запомните возможные негативные сценарии и как минимум проконсультируйтесь с терапевтом.

Как проводится озонотерапия

Озон ни в коем случае нельзя вводить в организм в чистом виде или вдыхать: газ оказывает токсическое действие на лёгкие. Чтобы доставить перспективно целительный газ в тело, физиотерапевты используют разные способы:

• вводят внутривенно озонированный (прошедший через медицинский прибор — озонатор) физраствор;
• отбирают немного крови, озонируют её и возвращают в кровоток с помощью инъекций;
• смазывают повреждённые участки тела озонированным оливковым маслом;
• дают пациенту выпить озонированную воду;
• делают ингаляции с озонированной водой или маслом;
• промывают носоглотку озонированной водой;
• вводят озонокислородную смесь ректально (через анальное отверстие).

Какой способ выбрать, зависит от эффекта, который вы хотите получить. Так, если речь идёт об ОРВИ и больном горле, назначаются ингаляции или промывание носоглотки. Если цель — заживление ран, на кожу накладывают масляные повязки. А когда надо повысить иммунитет или побороть внутреннее воспаление, врач назначает инъекции или капельницы с озонированным физраствором.

В любом случае последнее слово в выборе процедуры за медиком, который её проводит и несёт ответственность за здоровье пациента.

Кому может помочь озонотерапия

Ещё раз напомним: доказательная медицина на данный момент не очень приветствует этот способ лечения. Тем не менее есть состояния, при которых процедура может быть рассмотренаOzone therapy в качестве варианта терапии.

1. Заболевания лёгких и дыхательной системы

Поскольку озон заставляет кровь отдавать органам и тканям больше кислорода, нагрузка на лёгкие снижается. В теории это может облегчить состояние при пневмонии, бронхитах, астме, хронической обструктивной болезни лёгких. Но достаточного количества научных данных на этот счёт не существует. Клинические исследования по поводу астмы и хронической обструктивной болезни лёгких только проводятсяStudy to Evaluate the Effect of Bimosiamose on Ozone Induced Sputum Neutrophilia.

Внимание! Ни в коем случае не занимайтесь самоназначениями и не пытайтесь лечить воспаление лёгких или астму установкой бытового озонатора воздуха. Эксперты авторитетной медицинской организации Mayo Clinic предупреждаютOzone air purifiers: Can they improve asthma symptoms?: вдыхание озона, даже в небольших количествах, может вызвать раздражение лёгких и усугубить ваше состояние.

2. Диабет

Диабет опасен осложнениями: болезнь может привести к слепоте, нарушению работы почек, гипертонии, поражениям сердца и мозга. К этому во многом приводит ускорившийся при диабете окислительный стресс — атака тех самых свободных радикалов, о которых мы уже упоминали выше.

Поскольку озон способен противостоять свободным радикалам, озонотерапия снижает риски.

Также у людей с диабетом нередко образуются язвы, да и в целом они страдают от медленного заживления ран. В исследовании 2015 года учёным удалось доказатьThe results of combined ozone therapy using in complex treatment of soft tissues infections in patients with diabetes mellitus type II, что озонотерапия помогает организму восстанавливать повреждённую кожу.

3. Нарушения иммунитета

Озон заставляет иммунную систему работать активнее и таким образом помогает организму справиться с атакой вирусов и бактерий.

Доходит до сенсаций: так, в 1991-м по результатам одного исследованияInactivation of human immunodeficiency virus type 1 by ozone in vitro было объявлено, что озонотерапия полностью инактивировала вирус иммунодефицита человека (ВИЧ).

Правда, позднее (2008 год) другое исследованиеLack of efficacy of ozone therapy in HIV infection не смогло обнаружить какого-либо влияния озона на ВИЧ. Вопрос эффективности газа в случае данного иммунного расстройства подвис в воздухе.

4. Другие состояния

Клинические испытания ведутся и по другим направлениям. Так, в 2017-м году небольшое исследованиеEvaluate the Effects of the Drug (SB-656933-AAA) on the Body After a Single Dose in Subjects Who Have Inhaled Ozone с участием 17 добровольцев установило, что озонотерапия улучшает состояние при хронической обструктивной болезни лёгких и муковисцидозе. Понятно, что доказательная медицина не может опираться на столь скудные данные. Однако перспективы у этого метода лечения всё-таки есть.

Также эффект озонотерапии изучаетсяIntraarticular Ozone Therapy for Pain Control in Osteoarthritis of the Knee на людях с артритом коленного сустава и другими воспалительными заболеваниями. Но результаты пока отсутствуют.

Вердикт на сегодняшний день прост. Озонотерапия — очень перспективный метод, который, возможно, действительно помогает справиться с целым рядом заболеваний. Но абсолютно достоверных научных подтверждений этому ещё нет.

Так что попробовать-то можно. Естественно, после консультации с наблюдающим вас врачом (терапевтом или более узким специалистом) и лишь в том случае, если озонотерапию проведёт опытный физиотерапевт, знающий все нюансы дозировок озона и собственно процедуры. Но будет ли от этого эффект — такой вопрос на данный момент остаётся открытым.

Применение озона, интересные факты.

Озон — аллотропическая модификация кислорода, является одним из сильнейших окислителей. Благодаря высокой химической активности, озон активно вступает в реакцию с большинством известных веществ, как органического, так и неорганического происхождения, продуктами реакции которых являются нейтральные вещества — углекислый газ, вода или соли.

Применение озона разнообразно и имеет ряд значительных преимуществ, перед традиционными методами санитарной обработки, благодаря высокой окислительной способности, простоте получения и использования, дешевизне. Особенно озон эффективен для санитарной очистки воды и воздуха.

Озоном уничтожаются практически все виды микроорганизмов и вирусов. Он задерживает или вообще приостанавливает развитие плесени и грибов. В некоторых технологиях, например, таких, как дезодорация (уничтожение запахов) или очистка помещений от паров ртути (демеркуризация), озон не имеет себе равных.

Запах озона. Чем пахнет озон?

Озон имеет характерный запах, знакомый всем нам с детства. Озон пахнет, как при кварцевании медицинского кабинета. Также мы чувствуем запах озона после грозы, когда он образуется при электрическом разряде.

Как действует озон на человека?

Газообразный озон является токсичным веществом и в высоких концентрациях способен вызвать ожоги верхних дыхательных путей, раздражение глаз, и даже отравление.

Однако человек начинает чувствовать запах озона уже тогда, когда его концентрация в окружающем воздухе составляет 10% от допустимой нормы, поэтому легкий запах озона не может быть поводом для беспокойства.

Установлено, что токсическое действие озона проявляется при 5…10- кратном превышении его содержания по сравнению с природным воздухом (20…40 мкг/м3). Установлено также, что при добавлении в кондиционированный воздух озона в концентрациях 10…15 мкг/м3 отмечается положительное влияние на функцию дыхания: частота дыхания становится реже, возрастает жизненная емкость и максимальная вентиляция легких. Кроме того, к концу рабочего дня у работников наблюдается некоторое снижение систолического артериального давления, в несколько раз снижается количество жалоб на «недостаток» в служебных помещениях кислорода (духоту).

При дезинфекции помещения, концентрация озона может составлять 3-20 мг/м3, поэтому дезинфекция озоном производится в отсутствии людей (ПДК в воздухе рабочей зоны 0.1 мг/м3). Однако опасность озона не следует преувеличивать: молекула О3 очень неустойчива (период полураспада при комнатной температуре 20-30 минут). После прекращения работы озонатора, озон быстро самораспадается, его концентрация стремится к природной, для этого всего лишь необходимо соблюдать выдержку помещения при отсутствии людей (2-3 часа) или проветрить помещение (15-30 минут).

«В природных концентрациях (0.01-0.03 мг/м3) озон обладает стимулирующим действием на организм человека — повышает устойчивость к действию токсичных веществ, гипоксии, вызывает увеличение содержания гемоглобина и эритроцитов в крови, увеличивает фагоцитарную активность лейкоцитов, повышает иммунобиологический потенциал организма, положительно действует на дыхательную функцию» (Большая медицинская энциклопедия).

Используемые источники:

• https://ria.ru/20130916/963459215.html
• https://lifehacker.ru/ozonoterapiya/
• https://m.zona-ozona.ru/about_us