ЭкоПерспектива

Каталог статей

Озон, или трехвалентный кислород, возможно, является одним из самых загадочных компонентов воздуха, которым мы дышим.
С одной стороны, его считают вредным, его большие концентрации могут плохо воздействовать на наши легкие. С другой стороны, этот газ является великолепным природным очистителем воздуха.

Истина кроется в понимании природы озона, в механизме его образования, а также его участии в решении проблем загрязнения окружающего нас воздуха. Кроме того, надо сравнивать неблагоприятные для здоровья человека последствия, которые вызваны озоном и те, что вызваны окружающей нас загрязненной средой. Озон обычно относят к веществам, загрязняющим воздух. При этом приводят в пример такие большие города, как Лос-Анжелес.

Озон действительно входит в состав смога. Но он также является компонентом и самого чистого наружного воздуха. В районах с незагрязненным воздухом озон получается под действием ультрафиолетового спектра солнечного излучения в результате того, что оксид азота вступает в реакцию с природными источниками метана (сельскохозяйственными и животноводческими), а также с гидрокарбонатовыми составляющими изопрена, которые выделяются деревьями и кустарниками. Кстати, озон всегда будет выделяться там, где имеются гидрокарбонаты, сильное солнечное излучение и источник влаги.

Все районы, считающиеся наиболее благоприятными с точки зрения чистоты воздуха, имеют высокий уровень содержания в нем естественного озона. Озон также получается в природных условиях во время грозы, в результате электрических разрядов. Такие разряды создают тот свежий запах, который мы называем "чистым воздухом" или "запахом свежевыстиранного белья".

В районах мегаполисов озон тоже получается двумя путями.

Первый из них - это прямой выброс в атмосферу химикатов, получаемых в ходе технологических процессов. В частности, под действием ультрафиолетовых лучей в результате реакции формальдегида, ксилена и олефина с оксидами азота. При этом количество вредных выбросов уменьшается.

Второй путь получения озона связан с фотохимическими реакциями, происходящими во время автомобильных выхлопов или сжигания мусора. В последнем случае озон получается из выбросов гидрокарбонатов, но и здесь это помогает уменьшить количество вредных химикатов.

Естественно, самая большая концентрация озона будет присутствовать в районах с высоким содержанием неокисленных или несгоревших гидрокарбонатов. Именно это обстоятельство стало причиной того, что именно озон стал рассматриваться как источник смога, тем более что он является одним из веществ, получаемых в этом процессе.

Еще одной проблемой, связанной с качеством воздуха, которым мы дышим, является большое количество присутствующих в нем несгоревших гидрокарбонатов. Количество вредных выбросов, получаемых в результате технологических процессов тяжелой промышленности и автомобильного транспорта, является огромным. Несмотря на то, что озон и гидрокарбонаты уничтожают друг друга, в атмосфере существует достаточное количество и того, и другого, чтобы создавать проблемы.

Как заметил в своей монографии "Токсичность и эволюция" специалист-токсиколог, д-р Роберт Олсерст (токсикология - это наука о ядах) каждое химическое вещество имеет различную степень воздействия на биологическую систему - от нулевого эффекта до летального." Добавим к сказанному: каждое химическое вещество может быть токсичным, все дело в его дозе. Слишком большое количество любого вещества может нанести вред биологической системе.

Озон не является исключением. Очень высокая его концентрация вредна для организма. Однако, в случае смога, исследования показывают, что не озон, а другие компоненты смога (оксиды азота, оксиды серы, серная кислота, молекулы азотной кислоты и гидрокарбонатная суспензия) являются действительно опасными для здоровья.

К сожалению, тема смога и озона сменилась в человеческом понимании на обсуждение темы загрязнения воздуха, тем самым оставив без внимания положительные свойства озона как природного вещества, очищающего воздух. Упор, сделанный на смоге как на факторе загрязнения воздуха, не дал людям возможности увидеть гораздо большую по важности проблему - проблему качества воздуха в помещениях.

В воздухе помещений существует та же смесь химических веществ, что и в смоге. Единственное отличие заключается в их концентрации и недостатке средств очистки воздуха.

Какие же источники загрязнения существуют? Вот наиболее встречающиеся:
1. Само здание и его обстановка выделяют опасные для здоровья вещества, такие как формальдегид и старин. Источниками загрязнения могут служить и стены, потолки, ковры, а также всевозможные искусственные покрытия.
2. Химические вещества, случайно попавшие в помещение, в том числе оставшиеся на одежде после химчистки, гидрокарбонаты от автомобильных выхлопов, осевшие на одежде и другие.
3. Всевозможные чистящие средства.
4. Табачный дым и 3600 химических веществ из этого дыма.
5. Органические вещества от насекомых, домашних животных и т.п.
6. Плесень, грибки и бактерии.

Интересно отметить, что большинство загрязняющих воздух веществ имеет органическую природу, и наоборот, химические вещества, которые мы считаем проблемой, являются природными компонентами воздуха и не загрязняют его.

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 ли 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, 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.


Исследования показали, что 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.

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.

Корпорация “Alpine Industries” выпускает установки для очищения воздуха в условиях дома и офиса. Эти установки позволяют повысить уровень озона в пределах 3-50 частиц на миллиард. Результаты исследований показывают, что при использовании установок 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. Однако этого пока не происходит, в частности, из-за того, что бытует мнение о вредности озона, а его положительные качества игнорируются.

Для Корпорации "Alpine Industries" д-р Роберт Олсерст провел исследование по теме "Токсины", используя всю прикладную литературу, которую ему удалось найти в Национальной медицинской библиотеке США. Объектом его анализа стали более 4500 документов. Вот краткие выводы из них:
а) Высокий и сверхвысокий уровень озона в воздухе вызывает уменьшение легочной деятельности.
б) Физиологические исследования показывают, что при таком высоком уровне спортсмены и дети могут ощущать нарушения легочной деятельности, а для остальных людей эти нарушения, входящие в рамки статистических, не имеют видимых симптомов.
в) Данные, полученные по результатам непрерывной или с перерывами работы в условиях наличия в воздухе озона, не показывают ухудшения легочной деятельности более чем на 10% (принятый уровень меры неблагоприятного воздействия) до тех пор, пока концентрация озона не превысит 200 частиц на миллиард.
г) Люди с легочными расстройствами и заболеваниями дыхательных путей обладают чувствительностью к уровню озона не более, чем здоровые люди.
д) О негативном воздействии озона в концентрации менее 200 частиц на миллиард сведений не обнаружено.
е) Также не обнаружено сведений о том, что в случае длительного воздействия озона в концентрации менее 120 частиц на миллиард наступает привыкание, т.е. уменьшается эффективность работы озонатора.
ж) Заболевания дыхательных путей вызваны в большей степени другими органическими веществами, загрязняющими воздух, нежели озоном. Наоборот, озон обладает способностью уменьшать уровень содержания в воздухе таких вредных веществ.