|
|
Источник - http://www.tk-pozitron.ru/ozon/about.phpФизико-химические свойства озона
Время жизни в однократно дистиллированной воде 20 минут, а в обычной воде несколько минут.
Из таблицы 1.3. следует, что озон является сильнейшим окислителем. Из стабильных веществ он уступает только фтору, резко превосходя хлор.Эффективность реакции озона с некоторыми неорганическими веществами можно оценить по начальным скоростям взаимодействующего с ними озона (точнее по удельным скоростям реакций, так называемым константам скоростей или их обратным величинам – временам реакций). Частично эти данные представлены на рисунке 1.3. Меркаптаны окисляются с озоном до сульфоновых кислот. Бисульфиты и сульфоновые соединения являются промежуточными веществами. Аминокислоты, в состав которых входит сера (цистеин, цестин и метионин), реагируют быстро.• Аминокислоты (составляющая часть белков) реагируют по электрофильному механизму.• Среди пестицидов, содержащих эфиры фосфорной кислоты, наиболее известным является паратион. Озонирование этого соединения приводит к появлению параоксона, который более токсичен, чем паратион. Дальнейшее озонирование превращает параоксон в менее токсичные вещества (например, в нитрофенол, который затем окисляется до конечных продуктов – нитратов и СО2).
Как уже упоминалось выше, озон обладает мощным бактерицидным и вирулентным (инактивирующим вирусы) действием.В научной литературе (особенно популярной) часто утверждается, что озон действительно дезактивирует бактерии и вирусы сильнее, чем хлор (и это будет проиллюстрировано ниже), но к качественным оценкам этого преимущества надо относиться с определенными оговорками.Эффективность различных дезинфектантов хорошо иллюстрируется данными рисунка 2.1.
В настоящее время при оценке эффективности того или иного дезинфектанта используются так называемые С х Т критерий, т.е. произведение концентрации реагента на время действия. Можно сказать, что ВОЗДЕЙСТВИЕ (ИНАКТИВАЦИЯ) = Концентрация • Время воздействия.В таблице 2.1. представлены для сравнения значения СхТ критерии для различных микроорганизмов – дезинфицирующих агентов.Таблица 2.1. Значение СхТ критерия для различных микроорганизмов (99% инактивации при 5-25 °С. СхТ критерий (Мб/л •мин) )
Очевидно, что озон превосходит такие дезинфектанты , как хлор, хлорамин и двуокись хлора.Для такого патогенна , как кишечная палочка (Е-coli) ,озон более эффективен, чем хлор, но ненамного. В то же время для криптоспоридиума отношение С•Т критериев этих дезинфекторов приближается к 1000. Предполагается, что в принципе озону могут составить конкуренцию такие дезинфицирующие реагенты, как хлор, бром, йод, двуокись хлора и серебро.Молекулярный газообразный хлор, растворяясь в воде, распадается, производя хлористую кислоту HOCl, которая, в свою очередь, диссоциирует в воде на анион СЕО и катион Н. Степень этой диссоциации определяется кислотностью среды. Установлено, что при рН = 8 концентрация недиссоциироавшей кислоты ≈ 20%, а при рН = 7, концентрация НСlО≈80%. Так как сильным бактерицидным действием обладает именно НСlО, то при использовании хлора (даже в виде гипохлорита) необходимо поддерживать оптимальное значение рН.Йод, как дезинфектант, используется для дезинтификации в небольших системах водоподготовки и иногда в плавательных бассейнах небольшого объема. По своим дезинцифицирующим свойствам йод слабее хлора и тем более озона, но он более удобен в транспортировке.Бром, в принципе, может использовать для целей дезинцификации, однако, в присутствии других окислителей он образует балласты, производные кислоты HbrO3, которые являются весьма вредными и им соответствует низкое значение ПДК. Эта проблема – образование броматов при озонировании бром содержащих вод- является достаточно серьезной и мы остановимся на ней в разделе «Использовании озона для подготовки питьевой воды».Кроме того, в последнее время отечественная и зарубежная промышленность предлагает ряд органических веществ, обладающих сильным дезинфицирующим действием. Однако все они имеют те или иные недостатки и большого распространения до настоящего времени не нашли.- Долгое время использовался жидкий хлор из баллонов под давлением, что являлось большой проблемой с точки зрения безопасности. В настоящее время хлор получают в специальных аппаратах-хлоратах , при электролизе раствора поваренной соли или используют гипохлорит, который, растворяясь в воде, создает необходимую концентрацию свободного хлора. Надо отметить, что под термином «свободный хлор» понимают концентрацию хлорноватистой кислоты HСlO. Использование хлораторов вызывает необходимость в хранении запаса реагента, а гипохлорит при хранении разлагается и содержание свободного хлора падает.Озон производится на месте и все что нужно для его производства - это озонатор и электроэнергия.- Хлор ядовитый газ (ПДК для хлора составляет 1 мг/м³). Он впервые был использован как боевое отравляющее средство в первую мировую войну и жертвы его были многочисленны.Озон тоже относится к категории токсичных газов и его ПДК весьма низкий (0.1 мг/м³). К счастью, озон обладает чрезвычайно сильным характерным запахом и человек чувствует присутствие озона в воздухе гораздо раньше, чем его концентрация достигнет опасной величины (порог обоняния ≈ 0.1 / 0.5 ПДК). Необходимо подчеркнуть, что до настоящего времени неизвестно ни одного смертельного или даже тяжелого, требующего госпитализации, случая отравления озоном. Вопрос токсичности озона будет рассмотрен ниже отдельно.Одно из основных неприятных свойств хлора заключается в том, что при его реакции с большинством органических соединений возникает целый спектр хлорорганических производных, большинство из которых сильно ядовиты.Хлорфенолы и полихлорфенолы , особенно , так называемые диоксины, являются одними из сильнейших известных в настоящее врем органических ядов, причем действие этих токсинов заключается в разрушении иммунной системы человека. Так что, говоря о диоксинах, иногда используют термин «химический СПИД».Хлор очень легко взаимодействует с аммиаком, образуя хлорамины. Эти вещества обладают весьма слабым дезинфицирующим действием, но чрезвычайно сильно раздражают слизистые оболочки глаз и носоглотки.Хлорамины часто называют «связанным хлором». Этот связанный хлор в 5-10 раз более сильный раздражитель, чем свободный хлор.Озон также может образовывать промежуточные соединения (by products) при озонировании газовых и конденсированных сред. Теоретичеки можно допустить, что образующиеся by products более токсичны, чем озон.Эта проблема была предметом исследований многих ученых всего мира. Концентрации и состав промежуточных веществ, возникающих при озонировании, очень зависят от того, озонируется ли питьевая или сточная вода. Безусловно, в первом случае образуется гораздо меньше by products и состав их более очевиден. Все эти вопросы будут рассмотрены в соответствующих разделах обзора. Можно резюмировать достаточно совпадающие вопросы многолетних исследований следующим образом:
2.1. Дезинфекции хлором и озоном на промышленных очистных станциях и в лабораторных условиях.
По данным Науманна [20] возбудители полиоэмилита уничтожаются озоном за 2 мин при концентрации 0.45 мг/л, тогда как при хлорировании дозой 1 мг/л для этого требуется 3 часа. |