گاز اوزون

حتما تاکنون نام لایه اوزون، ماجراهای سوراخ شدن آن و ایجاد بیماری‎های مختلف به وسیله اوزون را شنیده اید. از طرفی ممکن است درباره گاز اوزون، به عنوان یکی از مهم‌ترین آلاینده‌ها در آلودگی هوا نیز مواردی را شنیده باشید. اما با این ‌حال مطالب کم‌تری درباره چیستی گاز اوزون و کاربردهایش برای زندگی انسان حرفی به میان آمده است. جالب است بدانید که این گاز، با وجود مضراتی که برای محیط زیست دارد، در خیلی از موارد به انسان برای گذراندن زندگی کمک می‎کند. به طور کلی، در این مقاله قرار است همه چیز را درباره گاز اوزون بدانید و با کاربردهای آن نیز بیشتر آشنا شوید!

گاز اوزون چیست؟

اوزون (Ozone)، یکی از دگر شکل‌های اکسیژن با فرمول O₃ است که قابلیت اکسیدکنندگی بالایی دارد و همانند اکسیژن ناپایدار می باشد. گاز اوزون، در واکنش‌های زیادی مانند کلر (میکروب‌کشی) عمل می‌کند و این عملکرد نیز به دلیل مکانیزم ترکیب شدن با پروتئین و بی ‌اثر کردن آنزیم کاهنده برای تنفس می باشد. خاصیت اکسیدکنندگی گاز اوزون، باعث کاربرد زیاد آن در صنعت شده است و در صورت داشتن غلظتی بالاتر از 1.0 ppm باعث تخریب شدید مخاط و اندام‌های تنفسی جانوران می‌شود.

گاز اوزون، به عنوان یکی از آلاینده‌های مهم در فضای نزدیک به زمین شناخته شده است. این در حالیست که میزان موجود از این گاز در لایه اوزون، برای سلامتی جانوارن و گیاهان ضروری است؛ زیرا از ورود پرتوهای فرابنفش و پرانرژی به زمین و ایجاد بیماری برای موجودات روی آن جلوگیری می‌کند. گاز اوزون، دارای مولکولی با ساختار سه اتمی اکسیژن است و تنها تفاوت آن در داشتن یک اتم اضافی در ترکیبات مولکولیش می باشد. نام اوزون نیز برگرفته از واژه‌ای یونانی است که به معنی بوی تند اطلاق می‌شود.

فرمول شیمیایی اوزون چیست؟

اوزون، به عنوان ترکیب شیمیایی ساده شناخته شده و دارای سه اتم اکسیژن است که اثرات اوزون بسته به محل تولید آن در اتمسفر نیز متفاوت می باشد. فرمول شیمیایی گاز اوزون، O3 است که در ادامه به آن اشاره می کنیم:

Oxygen (O₂) + Oxygen atom (O) = Ozone (O₃)

کاربردهای گاز اوزون

 گاز اوزون، به دلیل شباهتش به کلر، کاربردهای زیادی دارد که در ادامه برای شما بیان می‌شود:

1. قدرت گندزدایی و ضدعفونی بالا

اوزون، خاصیت میکروب‌کشی دارد و این ویژگی، بیانگر اکسیداسیون بالای آن است. با استفاده از این گاز، می‌توان به طور مستقیم بر باکتری‌ها تاثیر گذاشت و دیواره سلولی آنها را تجزیه کرد. قدرت گندزدایی اوزون نسبت به کلر تا 25 برابر بیشتر است و زمان کم‌تری صرف می‌شود. همین ویژگی به از بین بردن ویروس‌ها و باکتری‌ها در گاز اوزون نیز کمک می‌کند.

2. اکسیدکننده قوی

از این گاز برای تصفیه آب آشامیدنی مثل کنترل بو و طعم آب، کنترل رنگ، حذف آهن و از بین بردن منگنز نیز به کار برده می شود. این قدرت اوزون، باعث شفاف ‌سازی منابع آب با کیفیت پایین، مثل آب‌های بازیافتی نیز می‌شود و مواد معدنی زائد، کاملاً اکسید، ته نشین و حذف می‌ گردد.

اوزون، به دلیل داشتن قابلیت شکستن ترکیبات آلی همراه با آهن و منگنز نیز اهمیت زیادی دارد. علاوه بر این، در برطرف‌ سازی ترکیبات آلی مولد رنگ، قوی و موثر است؛ زیرا مانند جلادهنده‌ برای فاضلاب و حذف‌کننده رنگ در آب شرب عمل می‌کند. خاصیت اکسیدکنندگی اوزون، باعث می‌شود که ترکیبات فنولیک و مولد در آب شرب از بین رود و آفت‌کش‌های سرطان ‌زا مانند مالاتیون و پاراتیون را نیز به اسید فسفریک به عنوان ماده‌ای بی‌خطر تبدیل کند.

3. بهداشت و تفکیک بیمارستان‌ها

گاز اوزون، برای از بین بردن ویروس‌ها و باکتری‌ها به کار برده می‌شود و می‌تواند برای ضد عفونی کردن یک اتاق یا محیط استفاده گردد. علاوه بر این، برای شست و شوی تجهیزات خاص و کشتن باکتری‌های مقاوم نسبت به کلر نیز مصرف شود. همچنین، این گاز برای محیط‌هایی با خطر ابتلای بالا به بیماری‌های عفونی نیز مناسب است و در لباسشویی‌های بیمارستانی مورد استفاده قرار می گیرد.

4. اوزون ‌درمانی

از اوزون، در درمان‌های پزشکی همچون اختلالات تنفسی، دیابت و اختلالات ایمنی نیز بصورت مخلوطی از اکسیژن و اوزون استفاده می‌ گردد. اوزون پزشکی که یک پیش‌دارو نیز شناخته شده است، کم‌تر از 5% غلظت دارد و بقیه آن را اکسیژن پزشکی تشکیل می‌دهد.

فواید و مضرات گاز اوزون

گاز اوزون نیز همانند دیگر عناصر فواید و مضرات متفاوتی دارد و دانستن این موارد به شما در انتخاب و استفاده از آن کمک بزرگی می‌کند. در ادامه فواید استفاده از گاز اوزون برای شما بیان می‌شود:

• گاز اوزون به راحتی تولید می‌شود و برای انتقال و ذخیره‌سازی آن، نیازی به تجهیزات خاصی نیست.
• کاربرد های زیاد این گاز در ضدعفونی و اکسید کردن، باعث شده که طرفداران زیادی داشته باشد.
• گاز اوزون، محصولات جانبی مضر مانند تری هالومتان‌ها را تولید نمی‌کند. از این رو، استفاده از آن نگرانی کم‌تری را برای مصرف‌کننده دارد.
• زمان استفاده از گاز اوزون، مقدار اضافی آن به اکسیژن تبدیل شده و این امر باعث می شود، به محیط آسیبی وارد نکند.
• اوزون درمانی در بدن، به تقویت سیستم ایمنی و تحریک گلبول‎های سفید خون کمک بزرگی می‌کند.
• این گاز در اوزون درمانی، به خنثی‌سازی جهش‌های سلولی نیز کمک می‌کند و همین امر، خطر ابتلا به سرطان را نیز کاهش می‌دهد.

اما گاز اوزون مضرات خاص خودش را نیز دارد که در ادامه برای شما بیان می‌شود:

• اوزون، مولکولی ناپایدار دارد و فرآیند تشکیل آن به عنوان واکنشی برگشت‌پذیر نیز شناخته شده است. به همین دلیل، خود به خود تجزیه می‌شود و نمی‌توان آن را به راحتی ذخیره کرد.
• زندگی و ماندگاری این گاز، وابسته به دماست و غلظت آن نیز با گرم شدن هوا کم تر می‌شود.
• اوزون درمانی نیز مانند روش‌های درمانی دیگر عوارض جانبی خاصی را به همراه دارد. این عوارض جزئی، شامل درد زودگذر در محل تزریق اوزون است.

گاز اوزون در کجا یافت می‌شود؟

در استراتوسفر، مولکول‌های تازه اوزون، به طور مداوم با واکنش‌های شیمیایی و دریافت انرژی لازم از پرتوهای خورشید به مولکول و اتم اکسیژن تجزیه می‌شوند. این اتم‌ها بسیار فعالند و حتی در کسری از ثانیه از هم جدا و به مولکول‌های اکسیژن متصل شده و با تشکیل مولکول‌های سه اتمی اکسیژن، اوزون به وجود می‌آید.

این فرآیند، نشان‌دهنده چرخه طبیعی تشکیل اوزون در نزدیکی زمین است. این گاز به کمک انرژی پرتوهای فرابنفش خورشید در بالای استراتوسفر ایجاد و در پایین اتمسفر نیز از فرآیندهای طبیعی و صنعتی یافت می‌شود. برخی از ژنراتورها، از هوای خشک یا اکسیژن نیز استفاده می‌کنند و با اعمال ولتاژ بالا در آن می‌توان مولکول اکسیژن را به دو اتم تجزیه کرد و با ترکیب با اتم‌های دیگر، تبدیل به اوزون شوند.

نقطه جوش اوزون چند است؟

جالب است بدانید که نقطه جوش گاز اوزون، بیشتر از گاز اکسیژن است و مقداری برابر 112- درجه سلسیوس، 170- درجه فارنهایت و 161 درجه کلوین دارد.

خواص فیزیکی و شیمیایی گاز ازون

• گاز اوزون به رنگ آبی کم رنگ یا بی رنگ است.
• ازون به عنوان ماده ای اکساینده شناخته می شود.
• انحلال آن در حلال های غیرقطبی بیشتر است.
• این گاز ماده ای فرار است و در دمای بیشتر از 25 درجه سلسیوس به سختی در آب حل می شود.

خواص کلی گاز اوزون

گاز اوزون، در موارد مختلفی کاربرد دارد و برای هر یک نیز خواصی را از خود بر جای می‌گذارد که در ادامه برای شما بیان می‌شود:

• کشاورزی: عامل موثر و جایگزین قوی آفت‌ کش‌ها
• برج‌های خنک‌کننده: افزایش راندمان انتقال حرارت، اکسید کردن مواد شیمیایی خطرناک و حفظ محیط زیست
• الکترونیک: حذف مواد فتورزیست و تولید ویفرهای سیلیکونی
• غذا: ضدعفونی کننده مواد غذایی در پردازش و بسته ‌بندی
• هیدروپونیک: از بین بردن فوتون‌ها در هیدروپونیک‌ها، سولفید هیدروژن و کاهش هزینه مصرف آب
• خشک‌شویی: کاهش میزان آب گرم، شوینده و افزایش طول عمر منسوجات کتانی
• آبزی ‌پروری: ضدعفونی و افزایش میزان اکسیژن محلول در آب
• گندزدایی: برجای نگذاشتن پسماند از خود
• صنایع بسته‌بندی مثل بطری و کنسرو: ضدعفونی و استریل کردن بطری و قوطی‌ها
• آب آشامیدنی: از بین بردن ویروس‌ها، باکتری‌ها و اکسید کردن فلزات سنگین موجود آب مانند آهن و منگنز

معایب اوزون چیست؟

گاز اوزون در واکنش با مواد شیمیایی آلوده‌کننده تولید شده در سطح زمین، دوباره وارد تروپوسفر می‌شود و در این حالت است که نقشی مخرب و آلوده‌کننده پیدا می‌کند. چون به همراه دیگر مواد شیمیایی، باعث آسیب رساندن به بافت‌های حیاتی، جانوری و گیاهی می‌ گردد.

از طرفی، در ارتفاع کم از سطح زمین به همراه دود و بخار موجود در هوای بسیاری از شهرهای صنعتی و بزرگ قرار می‌گیرد و همین امر، باعث تشدید آلودگی هوا می‌شود. این گاز، در نقاط پایین اتمسفر مانند تروپوسفر، مثل گاز گلخانه ای شده و افزایش آن باعث گرم‌تر شدن کره زمین می‌ گردد.

تاثیر اوزون بر سلامتی

اوزون، دارای ترکیب شیمیایی ساده‌ ای است که تاثیرات آن بستگی به محل تشکیل شدنش در اتمسفر دارد. به طور کلی، این گاز در بالای اتمسفر، لایه‌ای حفاظتی را در برابر پرتوی فرابنفش خورشید تشکیل می‌دهد که به آن لایه اوزون می‌گویند. این لایه، از انسان و موجودات روی زمین در برابر پرتوهای فرابنفش محافظت کرده و از بروز بیماری‌های خطرناک جلوگیری می‌کند. اما وجود اوزون در نزدیکی سطح زمین، آلاینده‌ای مخرب می باشد که می‌تواند باعث بیماری‌های تنفسی در انسان و حیوانات شود. مهم‌ترین عامل، در تولید اوزون در نزدیکی سطح زمین، مربوط به فعالیت‌های صنعتی انسان است.

همانطور که متوجه شدید، اوزون در صنایع مختلف بکار برده می شود و همین ویژگی باعث شده است که افراد زیادی برای پیشبرد کارهای صنعتی و گندزدایی مواد مختلف مثل تصفیه آب از آن استفاده کنند. اما همه ما به عنوان ساکنان زمین نباید فراموش کنیم که می توانیم در کاهش اوزون به عنوان آلاینده‌ای خطرناک نقش داشته باشیم.

در این مطلب تلاش کردیم به سوالاتی همچون اینکه گاز اوزون چیست و چه کاربردها، خواص، فواید و مضراتی دارد؟ پاسخ دهیم. همانطور که گفته شد، گاز اوزون، کاربردهای گسترده ای دارد و با توجه به خواص فیزیکی و شیمیایی که دارد، می توان از آن استفاده های بسیاری کرد.

در این مطلب تلاش کردیم به سوالاتی همچون اینکه گاز اوزون چیست و چه کاربردها، خواص، فواید و مضراتی دارد؟ پاسخ دهیم و همانطور که گفته شد، گاز اوزون، کاربردهای گسترده ای دارد و با توجه به خواص فیزیکی و شیمیایی که دارد، می توان از آن استفاده های بسیاری کرد.