Τι είναι το Όζον; Ορισμός και Γεγονότα

Όζον είναι ένα ανόργανο μόριο οξυγόνου με χημικό τύπο O₃ . Είναι ένα αντιδραστικό αλλότροπο οξυγόνου που ονομάζεται επίσης τριοξυγόνο. Το όζον προστατεύει τον πλανήτη από την επιβλαβή υπεριώδη ακτινοβολία, αλλά δρα και ως ρύπος κοντά στην επιφάνεια της Γης και εγκυμονεί κινδύνους για την υγεία. Η ένωση έχει πολλές χρήσεις, συμπεριλαμβανομένης της απολύμανσης και του καθαρισμού, καθώς είναι ένας σημαντικός χημικός πρόδρομος. Ακολουθούν στοιχεία για το όζον, συμπεριλαμβανομένης της ιστορίας του, της μυρωδιάς του, των επιπτώσεών του στην υγεία και των χρήσεών του.

Ιστορικό

Το 1785, ο Ολλανδός χημικός Martinus van Marum παρατήρησε μια περίεργη μυρωδιά από την παραγωγή ηλεκτρικών σπινθήρων πάνω από το νερό. Ενώ ο van Marum συνειδητοποίησε ότι η μυρωδιά προερχόταν από μια χημική αντίδραση, δεν κατάλαβε την πηγή της.

Ο Γερμανοελβετός χημικός Christian Friedrich Schönbein επανέλαβε το πείραμα του van Marum και συνειδητοποίησε ότι η μυρωδιά ήταν ίδια με τη μυρωδιά στον αέρα μετά από ένα χτύπημα κεραυνού. Το 1839, απομόνωσε με επιτυχία το αέριο από τον αέρα και το ονόμασε «όζον». Το όνομα προέρχεται από την ελληνική λέξη ozein, που σημαίνει μυρίζω.»

Ο χημικός τύπος για το όζον καθορίστηκε το 1865 από τον Jacques-Louis Soret.

Τι Μυρίζει το Όζον;

Το όζον έχει μια πικάντικη μυρωδιά, παρόμοια με αυτή του χλωρίου. Το μυρίζετε στον αέρα μετά από κεραυνό ή βραχυκύκλωμα σε ηλεκτρικό εξοπλισμό. Είναι ένα είδος ξηρού, καυστικού αρώματος.

Στο δεύτερο μισό του 19ου αιώνα και μέρος του 20ου αιώνα, οι άνθρωποι συνέδεσαν τη δριμύτατη μυρωδιά του όζοντος με τη φρεσκάδα και την καλή υγεία. Αυτό είναι κάπως εκπληκτικό, καθώς ο Schönbein ανέφερε ότι είχε δυσκολία στην αναπνοή, πόνο στο στήθος και ερεθισμένους βλεννογόνους από την εισπνοή της ένωσης. Οι επιστήμονες απέδειξαν ότι η έκθεση στο όζον είτε σκότωσε μικρά θηλαστικά είτε άφησε τα ζώα νωχελικά και λαχανιασμένα.

Επιπτώσεις του όζοντος στην υγεία

Μερικοί άνθρωποι απολαμβάνουν το άρωμα του όζοντος, αλλά έχει τόσο άμεσες όσο και χρόνιες επιπτώσεις στην υγεία. Τα άτομα που πάσχουν από άσθμα, ΧΑΠ ή καρκίνο του πνεύμονα είναι πιο πιθανό να νοσηλευτούν μετά από καταιγίδα. Το όζον ως ατμοσφαιρική ρύπανση αυξάνει τον κίνδυνο θανάτου ενός ατόμου, ιδιαίτερα από αναπνευστικά και καρδιαγγειακά αίτια. Μια μελέτη με 450.000 ανθρώπους στις Ηνωμένες Πολιτείες έδειξε αύξηση 30% στον κίνδυνο θανάτου από πνευμονική νόσο για άτομα που ζουν σε πόλεις με υψηλά επίπεδα όζοντος, όπως το Λος Άντζελες και το Χιούστον.

Το όζον ερεθίζει τα μάτια και τους βλεννογόνους και προκαλεί οίδημα (πρήξιμο) στους πνεύμονες. Το εισπνεόμενο όζον αντιδρά με ενώσεις στην επένδυση του πνεύμονα, σχηματίζοντας μεταβολίτες με βάση τη χοληστερόλη που συμβάλλουν στη δημιουργία αθηρωματικών πλακών στις αρτηρίες.

Ωστόσο, το ανθρώπινο σώμα και άλλοι οργανισμοί παράγουν επίσης όζον. Τα λευκά αιμοσφαίρια χρησιμοποιούν το όζον για να σκοτώσουν τα παθογόνα. Ορισμένες ρίζες φυτών, όπως αυτές των κατιφέδων, απελευθερώνουν όζον για να σκοτώσουν τα μικρόβια και να αποτρέψουν την ανάπτυξη άλλων φυτών.

Το επιτρεπόμενο όριο έκθεσης OSHA για το όζον είναι 0,1 μmol/mol σε σταθμισμένο μέσο χρόνο 8 ωρών. Μια συγκέντρωση 5 μmol/mol ταξινομείται ως «Άμεσα επικίνδυνη για τη ζωή και την υγεία».

Τι είναι το στρώμα του όζοντος;

Ενώ το όζον στον αέρα κοντά στο έδαφος είναι ρύπος, το όζον στη στρατόσφαιρα προστατεύει την επιφάνεια από την καταστροφική υπεριώδη ακτινοβολία. Το στρώμα του όζοντος είναι μια περιοχή της κατώτερης στρατόσφαιρας, που τυπικά κυμαίνεται από 15 έως 35 χιλιόμετρα (9 έως 22 μίλια) πάνω από την επιφάνεια της Γης. Σε αυτό το στρώμα, η συγκέντρωση του όζοντος κυμαίνεται από περίπου 2 έως 8 μέρη ανά εκατομμύριο. Το πάχος του στρώματος ποικίλλει γεωγραφικά και επίσης εποχιακά. Επίσης, είναι πιο παχύ την άνοιξη και πιο λεπτό το φθινόπωρο. Είναι πιο παχύ κοντά στον ισημερινό και πιο λεπτό κοντά στους πόλους. Αυτό εξηγεί γιατί η τρύπα του όζοντος που προκαλείται από την ανθρωπογενή καταστροφή του όζοντος επηρέασε κυρίως την Ανταρκτική.

Το όζον σχηματίζεται όταν το υπεριώδες φως προσπίπτει σε φυσιολογικά μόρια οξυγόνου (O₂ ) και τα χωρίζει σε άτομα οξυγόνου. Στη συνέχεια, το ατομικό οξυγόνο συνδυάζεται με το O₂ και σχηματίζει O₃ .

Παρόλο που το στρώμα του όζοντος περιέχει μόνο χαμηλή συγκέντρωση του μορίου, είναι αρκετό για την απορρόφηση της επιβλαβούς ηλιακής υπεριώδους ακτινοβολίας. Ο συνδυασμός O2 και O3 προστατεύει πλήρως την επιβλαβή UV-C και τις περισσότερες UV-B. Κάποια UV-B και σχεδόν όλα τα UV-A φτάνουν στην επιφάνεια της Γης. Αν και αυτό το τμήμα του υπεριώδους φωτός είναι λιγότερο επιβλαβές από το UV-C, εξακολουθεί να προκαλεί πρόωρη γήρανση του δέρματος, κάποια γενετική βλάβη, καταρράκτη και καρκίνο του δέρματος. Ωστόσο, το σώμα χρησιμοποιεί επίσης την υπεριώδη ακτινοβολία Β για την παραγωγή βιταμίνης D.

Χρήσεις όζοντος

Εκτός από το ρόλο του στο ανοσοποιητικό σύστημα και τη λειτουργία του στο στρώμα του όζοντος, το όζον εξυπηρετεί πολλές χρήσεις.

• Το όζον είναι ισχυρό απολυμαντικό και λευκαντικό.
• Αποσμίζει τον αέρα και είναι δημοφιλές για την αφαίρεση του καπνού και των μυρωδιών μούχλας.
• Σκοτώνει βακτήρια, μούχλα και μύκητες στα τρόφιμα.
• Το όζον απολυμαίνει το πόσιμο νερό και απολυμαίνει το νερό για πισίνες και σπα.
• Είναι χρήσιμο για την παρασκευή μιας ποικιλίας χημικών ουσιών, συμπεριλαμβανομένων φαρμακευτικών και οργανικών ενώσεων.
• Το όζον βελτιώνει την πρόσφυση του μελανιού στο πλαστικό.
• Αποτοξινώνει τα απόβλητα κυανίου.

Οι καθαρισμοί του αέρα που παράγουν όζον ενέχουν γενικά κίνδυνο για την υγεία. Τα επίπεδα όζοντος που είναι απαραίτητα για την απολύμανση του αέρα και των επιφανειών υπερβαίνουν τα επίπεδα ασφαλούς εισπνοής.

Ενδιαφέροντα στοιχεία για το όζον

Ακολουθούν μερικά επιπλέον ενδιαφέροντα στοιχεία για το όζον.

• Τα επίπεδα όζοντος στα αεροσκάφη είναι υψηλότερα από τα επίπεδα που βρίσκονται στο έδαφος. Ορισμένα αεροπλάνα χρησιμοποιούν μετατροπείς όζοντος ως μέσο μείωσης της έκθεσης στο όζον των επιβατών και του πληρώματος.
• Όπως το κανονικό διατομικό οξυγόνο (O2), το αέριο όζον είναι άχρωμο έως ανοιχτό μπλε. Το υγρό όζον είναι βαθύ μπλε. Το στερεό όζον είναι ιώδες.
• Κάποιοι άλλοι πλανήτες έχουν επίσης στρώματα όζοντος. Για παράδειγμα, η Αφροδίτη έχει ένα λεπτό στρώμα όζοντος περίπου 100 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια.
• Μου αρέσει στο O₂ , το όζον είναι παραμαγνητικό. Με άλλα λόγια, έλκεται ασθενώς από τα μαγνητικά πεδία.

Αναφορές

• Horvath, M.; Bilitzky, L.; Huttner, J. (1985). Όζον . Elsevier. ISBN 978-0-444-99625-1.
• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Χημεία των Στοιχείων (2η έκδ.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
• Rubin, Mordecai B. (2001). «Η ιστορία του όζοντος:Η περίοδος Schönbein, 1839–1868». Ταύρος. Ιστορ. Chem . 26 (1):40–56.
• Streng, A. G. (1961). «Πίνακες ιδιοτήτων του όζοντος». Journal of Chemical &Engineering Data . 6 (3):431–436. doi:10.1021/je00103a031
• Υπηρεσία Προστασίας Περιβάλλοντος των Ηνωμένων Πολιτειών. Ομάδα Κινδύνων και Οφέλη. (Αύγουστος 2014). Αξιολόγηση Κινδύνου Υγείας και Έκθεσης για το Όζον:Τελική Έκθεση