Azonosító:
Jelszó:
Emlékezz rám!
Elfelejtetted a jelszavadat?

Itt bepillanthatsz
a Mi MICSODA filmekbe:

Get Flash to see this player.

A sokarcú ózon

2014. január 05., 12:24
 

Gyakran elhangzik a figyelmeztetés, hogy aki kvarclámpa elé ül vagy szoláriumba megy, óvatos legyen, mert az ezeknél keletkező ózontól akár mérgezést is kaphat. A veszély az ózon egy bizonyos töménysége fölött valóságos, ám éppen ezért a szoláriumcsövek speciális üvegburkolattal készülnek, hogy kiszűrjék a káros hatást. Emellett a fénymásoló-gépek és halogén izzók is termelnek ózont, de ezeknél ennek semmiféle veszélye nincsen. Máskor viszont kifejezetten gyógyításra használják ezt az anyagot, amely ezek szerint több arccal is rendelkezik.


 
Ez a csaknem szív alakú, szép formáció az ózon, más néven trioxigén molekulája.

A kényes orr haszna a természet megismerésében
Az ózon (O3) egy három oxigénatomból álló, instabil – vagyis könnyen lebomló – molekula. Ahol töményen van jelen, ott jól érezni a szúrós szagát. A nevét éppen ezért kapta a görög „ozein”, magyarul „rossz szagot árasztó” szó alapján.
Gáz halmazállapotban, átlagos hőmérsékleten és nyomáson az ózon halványkék árnyalatú, -112 °C alatt sötétkék folyadékká válik, míg -193 °C alatt sötétkék kristály lesz belőle. Mivel oxidálható anyagokkal érintkezve azonnal egy xigénmolekulára (O2) és egy egyatomos, rendkívül erősen reagáló, úgynevezett nascensz oxigénre bomlik, ez a legerősebb – még a klórnál is hatékonyabb – fertőtlenítő szer. Bizonyos körülmények között erősen mérgező.
1840-ig mit sem tudott róla a kémia, mert csak ekkor fedezte föl egy német-svájci vegyész, Christian Friedrich Schönbein, akinek vélhetően különlegesen érzékeny volt az orra. Őt ugyanis az vezette az ózon nyomába, hogy a vihar egy bizonyos szakaszában mindig ugyanazt a jellegzetes szagot érezte a levegőben. A későbbi vizsgálatok be is bizonyították, hogy villámcsapás közelében nagy mennyiségben keletkezik ózon, az ún. koronakisülés hatására.
Felfedezése után, a 19. század végétől azonnal sokféle helyzetben kezdték alkalmazni az ózont. Elsősorban a fertőtlenítő erejét ismerték fel, így használták a tej, a hús, a sajt és általában a fehérjét tartalmazó táplálékok frissen tartásához, de igénybe vették a világháborúk idején az emberek gyógyításához, majd később a sportolók izomzatának fejlesztéséhez és növeléséhez is. A legjelentősebb felhasználási területe azonban ma is a tárolt vizek tisztítása. Az első olyan gyárat, amely a zárt terekben lévő vizek ózonos tisztítására szakosodott, 1902-ben hozták létre, Németországban. Azóta sok vízműben alkalmaznak ózonos technológiát a víz tisztítására és fertőtlenítésére, különösen, hogy az így kezelt víz íze és állapota jobb, mint a hagyományos csapvízé. Emellett ózon alapú gyógyszer is létezik: ezt gyomorfekélyre, ízületi fájdalmakra, bakteriális fertőzésekre, nyelőcsőgyulladásra és daganat okozta gyomorsav túltengésre használják.

A budapesti Tropicariumban növények és állatok élnek egyetlen, zárt térben, ahol sokkal kisebb az öntisztulás esélye, mint a nyílt tengerekben. Ezért ozonizátorral is tisztítják a körülöttük lévő vizet.

Hogyan fertőtleníti az ózon a vizet?
Ha az ózon bármiféle mikroorganizmussal – például baktériummal, vírussal, penésszel, gombával, oldott, oxidálható ásványi anyagokkal – kerül kapcsolatba, vagy azonnal megsemmisíti azokat, vagy csapadék formájában oxidálja. Ez a kicsapatás teszi lehetővé, hogy például a nagyobb akváriumokban kiszűrjék a szennyeződéseket és rendszeres visszamosatással eltávolítsák a felületről. Ráadásul az ózon által előidézett oxidálási folyamat annyira hatékony, hogy a vele rendszeresen szembe kerülő mikroorganizmusok nem tudnak immunitást kiépíteni, ahogyan azt más vegyszerekkel szemben meg tudják tenni. Ózonkezeléssel tisztítják pl. Magyarország első, tengeri akváriumát – a Camponában lévő Tropicariumot – is, ahol cápák, ráják és egyéb, különleges tengeri élőlények vizének tisztaságát kell biztosítani. A tengerben, ahol nagyon nagy területen oszlanak el a szennyeződések, nem okoz nagy gondot, hogy óhatatlanul sokféle anyag kerül be a vízbe. Kisebb, zárt térben azonban végzetes lehet, ha az állatok etetéséből illetve az ürülékükből származó, szerves anyagok felhalmozódnak. Ezért a Tropicarium vizét folyamatosan egy olyan, gondosan kiépített tisztítórendszeren áramoltatják át, amelynek két, fő része van: egy ozonizátorral működő átmosó egység, és egy baktériumtenyészettel működő homokszűrős egység. Mindkettő a föld alatt, a pincében működik.
A tengeri akváriumból érkező szennyezett víz tehát a pincébe folyik le, egy hatalmas medencébe, ahol elsőként egy fehérjekiválasztóhoz érkezik. Itt négy szivattyú nyomja a vizet felülről a szerkezetbe, amely két, hengeres oszlopból áll. Az ózont termelő egység, vagyis az ozonizátor az oszlop felső részéhez kapcsolódik, amely pontos mérések alapján adagolja az ózont a szivattyúval keringtetett vízbe. Itt a szennyezett víz felülről lefelé, az ózonnal kevert, sűrített levegő pedig alulról felfelé áramlik, a tisztítandó víz tehát folyamatosan átmosódik, s ennek során az ózon megköti, majd kicsapatja a fehérjéket. Az ózon által megkötött fehérje habszerű formában érkezik meg az oszlop tetejére szerelt, tányér formájú nyakhoz, ahol lerakódik. Innen öblíti le 15 percenként egy vízsugár a kicsapódott fehérjét, amely egy csővezetéken át zagyként bekerül egy tartályba. Ezt azután egy környezetvédelmi cég szemétként elszállítja.
Az ozonizátor működését folyamatosan műszerek ellenőrzik. Amikor a víz már kitisztult, az ozonizátort automatikusan kikapcsolják, hogy még véletlenül se kerülhessen be ózon a következő, homokszűrős tisztítóegységbe, ott ugyanis elpusztítaná a további biológiai tisztításért felelős baktériumokat. Az ózonkezelésen átesett víz tehát végül egy biztonságos homokszűrés után kerül vissza az állatokkal teli medencébe.

Amikor az ózon szennyező anyag
A földi légkör legalsó rétegében, a troposzférában az ózon könnyen válik a szmog egyik összetevőjévé. Ennek létrejötte többlépcsős folyamat, amelyet alapvetően az autók kipufogó gázainak szénhidrogénjei, de mellettük egyéb, természetes eredetű szénhidrogének (terpének, izoprén) segítenek elő. A kipufogókból egyebek közt nitrogén-dioxid kerül a levegőbe, ahol a napfény hatására elbomlik nitrogén-monoxiddá és atomos oxigénné (ez a fotolízis folyamata). Az így keletkezett atomos oxigén azután egy oxigénmolekulával ózont alkot. Mivel az ózonkeletkezés függ a napsugárzás mértékétől, a maximális ózonkoncentráció általában a besugárzás maximumát (a delet) követő órákban mérhető.
A folyamatban az ózon mellett mérgező peroxi-acetil-nitrát valamint salétromsav is keletkezik. Az ózon egy része leülepszik a növényekre és a talajra. A legkisebb ózonkoncentáció általában napkelte idején mérhető.
A felszín közeli ózon a növényeknél és embereknél egyaránt sok problémát okozhat. A növényekben roncsolhatja a sejtek falait, de gátolhatja a fotoszintézist és a gyökérlégzést is. Az embernél pedig az ózon másodlagos reakciótermékei okozhatnak gondot: ezek a maró hatásuk révén izgatják a szemet és a nyálkahártyát, a tüdőbe kerülve pedig már kis koncentráció mellett is légúti gyulladást okozhatnak, vagy csökkenthetik az ellenálló képességet a fertőzésekkel szemben. Szerencsére azonban a károsító hatás csak addig tart, ameddig jelen van az ózon: mihelyt elhagyjuk az ezzel telített területet, a hatása elmúlik, vagyis nem okoz maradandó károsodást.

Ma inkább hajtógáz nélküli dezodorokat használunk, hogy minél kevesebb olyan anyagot juttassunk a levegőbe, amely összeadódva károsíthatja az ózonpajzsot.

Mi a helyzet az ózonpajzzsal?
A Nap legerősebb UV-sugaraitól a Föld felett kialakult, felhőszerű réteg, az ózonpajzs véd meg minket. E nélkül nem is létezhetne élet a Földön. Ez azonban a sztratoszférának csupán az egyik rétege, amelyet elsőként déli-sarki felfedezők észleltek: ők 1912-ben számoltak be arról, hogy fátyolszerű felhőket láttak a sarkvidék felett. Ennek mérése 1956-tól lehetséges, amikor a brit Antarktisz-kutató program létrehozta a Halley-öbölbeli megfigyelőállomást. A földi megfigyelőállomások mellett ma már műholdak és repülőgépek is ellenőrzik a pajzsot. Az ózonréteg azonban jóval lejjebb, általában már 10-17 kilométeres talaj feletti magasságban elkezdődik, és 50 kilométer magasra nyúlik fel. A földfelszínhez közelebb levő ózonnak is van haszna, mert megtisztítja a légkört a szennyeződésektől.
Az ózon koncentrációját Dobson-egységekben (DU) mérik. Egy Dobson-egység azt jelenti, hogy a légkör egy 1 négyzetcentiméter alapterületű levegőoszlopára 2,69x1016 ózonmolekula jut. A hetvenes években a mérések kimutatták, hogy időnként végzetesnek tűnő mértékben elvékonyodik a pajzs. Többen úgy fogalmaztak, hogy „lyuk keletkezett rajta”, ami nem fedi a valóságot, de tény, hogy kevésbé védte a Földet. Paul Crutzen, Mario Molina és Sherwood Rowland kémikusok hosszú kísérletezések során 1974-ben felfedezték, hogy a klorofluorokarbon-gázoknak – amelyeket bőven használtak az iparban és a mezőgazdaságban – szerepük van a sztratoszféra ózontartalmának lebontásában. Ennek megismerése után világszerte tiltásokat vezettek be az aeroszolos hajtógázokra és a hűtőszekrények hűtőfolyadékaira. A kutatók pedig 1995-ben kémiai Nobel-díjat kaptak a felfedezésért.
Amit sokan lyuknak neveztek, egy olyan terület az Antarktisz feletti légkörben, ahol augusztus és október között kevesebb az ózon, mint a Föld más részein. Ám amióta mindenütt komolyan veszik a tiltásokat, megállt az ózonpajzs elvékonyodása. Ha a környezetvédelmi intézkedések megmaradnak, akkor az északi sarkvidéken 2050-re, az antarktiszi régióban pedig 2065-re visszaállhat az ózonréteg eredeti vastagsága.

 

Lévai Júlia

 

 
Nyomtatóbarát verzió
Küldd tovább ezt a cikket barátodnak, ismerősödnek
Ajánld a Mi MICSODA Klubot barátodnak, ismerősödnek

Kapcsolat | Impresszum