Как озон влияет на организм человека?

Высокая окисляющая способность и то, что во многих химических реакциях, протекающих с участием озона, образуются свободные радикалы кислорода, делают этот газ крайне опасным для человека.

Как озон влияет на человека:

• Раздражает и повреждает ткани органов дыхания;
• Воздействует на холестерин в крови человека, образуя нерастворимые формы, что приводит к атеросклерозу;
• Долгое нахождение в среде с повышенной концентрацией озона может стать причиной мужского бесплодия.

Российской Федерации озон отнесён к первому, самому высокому классу опасности вредных веществ.

Нормативы по озону:

• Максимальная разовая предельно допустимая концентрация (ПДК м.р.) в атмосферном воздухе населённых мест 0,16 мг/м3
• Среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДК с.с.) – 0,03 мг/м3
• Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны – 0,1 мг/м3 (при этом, порог человеческого обоняния приближённо равен 0,01 мг/м3).

Высокую токсичность озона, а именно – его способность эффективно убивать плесень и бактерии, используют для дезинфекции. Применение озона вместо средств дезинфекции на основе хлора позволяет существенно сократить загрязнение окружающей среды хлором, опасным, в числе прочего, и для стратосферного озона. Стратосферный озон играет роль защитного экрана для всего живого на земле, препятствуя проникновению к поверхности Землю жесткого ультрафиолетового излучения.

Озон — вещество, молекула которого состоит из трех атомов кислорода. Химическая формула озона – O 3. В нормальных условиях озон представляет собой голубой газ. При сжижении превращается в жидкость цвета индиго. В твёрдом виде образует тёмно-синие, практически чёрные кристаллы.

Озон обладает характерным запахом, который легко почувствовать после грозы. В 1785 году озон впервые был получен искусственным путем. Это сделал голландский физик М. ван Марум, пропуская через воздух электрические искры. Однако ван Марум решил, что получил не новое вещество, а особую «электрическую материю».

Термин озон, образованный от древнегреческого глагола «озо» – «пахну», предложил в 1840 г. немецкий химик X.Ф. Шёнбейном, часто именно его называют первооткрывателем озона.

Роль, которую играет озон для человека и для всего живого на Земле стала ясна с открытием озонового слоя. В 1912 году французским физикам Шарлю Фабри и Анри Буиссону с помощью спектроскопических измерений удалось доказать, что в отдалённых слоях атмосферы существует озон, предохраняющий поверхность планеты от губительного воздействия ультрафиолетового солнечного излучения.

Атмосферный озон играет важную роль, защищая растения и животных. Однако тропосферный озон является загрязнителем, который может угрожать здоровью людей и животных, а также повреждать растения.

Никитин Дмитрий Иванович

Физические свойства озона весьма характерны: это легко взрывающийся газ голубого цвета. Литр озона весит примерно 2 грамма, а воздух – 1,3 грамма. Следовательно, озон тяжелее воздуха. Температура плавления озона – минус 192,7ºС. Такой «растаявший» озон представляет собой тёмно-синюю жидкость. Озоновый «лед» имеет темно-синюю окраску с фиолетовым оттенком и при толщине свыше 1 мм становится непрозрачным. Температура кипения озона — минус 112ºС. В газообразном состоянии озон диамагнитен, т.е. не обладает магнитными свойствами, а в жидком состоянии — слабопарамагнитен. Растворимость озона в талой воде в 15 раз больше, чем у кислорода и составляет примерно 1,1 г/л. В литре уксусной кислоты при комнатной температуре растворяется 2,5 грамма озона. Он также хорошо растворяется в эфирных маслах, скипидаре, четыреххлористом углероде. Запах озона ощущается при концентрациях свыше 15 мкг/м3 воздуха. В минимальных концентрациях воспринимается как «запах свежести», в более значительных концентрациях приобретает резкий раздражающий оттенок.

Озон образуется из кислорода по следующей формуле: 3O2 + 68 ккал → 2O3. Классические примеры образования озона: под действием молнии во время грозы; под действием солнечного света в верхних слоях атмосферы. Озон также способен образовываться при любых процессах, сопровождающихся выделением атомарного кислорода, например, при разложении перекиси водорода. Промышленный синтез озона связан с использованием электрических разрядов при низких температурах. Технологии получения озона могут отличаться друг от друга. Так, для получения озона применяемого для медицинских целей используется только чистый (без примесей) медицинский кислород. Отделение образовавшегося озона от примеси кислорода обычно не составляет труда в силу различий физических свойств (озон легче сжижается). Если не требуется соблюдения определенных качественных и количественных параметров реакции, то получение озона не представляет особых трудностей.

Молекула О3 неустойчива и довольно быстро превращается в O2 с выделением тепла. При небольших концентрациях и без посторонних примесей озон разлагается медленно, при больших — со взрывом. Спирт при соприкосновении с ним моментально воспламеняется. Нагревание и контакт озона даже с ничтожными количествами субстрата окисления (органических веществ, некоторых металлов или их окислов) резко ускоряет его разложение. Озон может сохраняться длительное время при − 78ºС в присутствии стабилизатора (небольшого количества HNO3), а также в сосудах из стекла, некоторых пластмасс или благородных металлов.

Озон – сильнейший окислитель. Причина такого явления кроется в том, что в процессе распада образуется атомарный кислород. Такой кислород гораздо агрессивнее молекулярного, потому что в молекуле кислорода дефицит электронов на внешнем уровне вследствие их коллективного использования молекулярной орбитали не так заметен.

Еще в XVIII веке было замечено, что ртуть в присутствии озона теряет блеск и прилипает к стеклу, т.е. окисляется. А при пропускании озона через водный раствор йодистого калия начинает выделяться газообразный йод. Такие же «фокусы» с чистым кислородом не получались. В дальнейшем открывались свойства озона, которые сразу же были приняты на вооружение человечества: озон оказался прекрасным антисептиком, озон быстро удалял из воды органические вещества любого происхождения (парфюмерия и косметика, биологические жидкости), стал широко использоваться в промышленности и быту, прекрасно зарекомендовал себя в качестве альтернативы стоматологической бормашине.

В XXI веке применение озона во всех областях жизни и деятельности человека растет и развивается, а потому мы становимся свидетелями его превращения из экзотики в привычный инструмент для повседневной работы. ОЗОН O3, аллотропная форма кислорода.

Получение и физические свойства озона.

Впервые ученые узнали о существовании неизвестного им газа, когда начали экспериментировать с электростатическими машинами. Случилось это в 17 веке. Но начали изучать новый газ лишь в конце следующего столетия. В 1785 голландский физик Мартин ван Марум получил озон, пропуская через кислород электрические искры. Название же озон появилось лишь в 1840; его придумал швейцарский химик Кристиан Шенбейн, произведя его от греческого ozon – пахнущий. По химическому составу этот газ не отличался от кислорода, но был значительно агрессивнее. Так, он мгновенно окислял бесцветный иодид калия с выделением бурого иода; эту реакцию Шенбейн использовал для определения озона по степени посинения бумаги, пропитанной раствором иодида калия и крахмала. Даже малоактивные при комнатной температуре ртуть и серебро в присутствии озона окисляются.

Оказалось, что молекулы озона, как и кислорода, состоят только из атомов кислорода, только не из двух, а из трех. Кислород О2 и озон О3 – единственный пример образования одним химическим элементом двух газообразных (при обычных условиях) простых веществ. В молекуле О3 атомы расположены под углом, поэтому эти молекулы полярны. Получается озон в результате «прилипания» к молекулам О2 свободных атомов кислорода, которые образуются из молекул кислорода под действием электрических разрядов, ультрафиолетовых лучей, гамма-квантов, быстрых электронов и других частиц высокой энергии. Озоном всегда пахнет около работающих электрических машин, в которых «искрят» щетки, около бактерицидных ртутно-кварцевых ламп, которые излучают ультрафиолет. Атомы кислорода выделяются и в ходе некоторых химических реакций. Озон образуется в малых количествах при электролизе подкисленной воды, при медленном окислении на воздухе влажного белого фосфора, при разложении соединений с высоким содержанием кислорода (KMnO4, K2Cr2O7 и др.), при действии на воду фтора или на пероксид бария концентрированной серной кислоты. Атомы кислорода всегда присутствуют в пламени, поэтому если направить струю сжатого воздуха поперек пламени кислородной горелки, в воздухе обнаружится характерный запах озона.

Реакция 3O2 → 2O3 сильно эндотермичная: для получения 1 моль озона надо затратить 142 кДж. Обратная реакция идет с выделением энергии и осуществляется очень легко. Соответственно озон неустойчив. В отсутствие примесей газообразный озон медленно разлагается при температуре 70° С и быстро – выше 100° С. Скорость разложения озона значительно увеличивается в присутствии катализаторов. Ими могут быть и газы (например, оксид азота, хлор), и многие твердые вещества (даже стенки сосуда). Поэтому чистый озон получить трудно, а работать с ним опасно из-за возможности взрыва.

Не удивительно, что в течение многих десятилетий после открытия озона неизвестны были даже основные его физические константы: долго никому не удавалось получить чистый озон. Как писал в своем учебнике Основы химии Д.И.Менделеев, «при всех способах приготовления газообразного озона содержание его в кислороде всегда незначительно, обыкновенно лишь несколько десятых долей процента, редко 2%, и только при очень пониженной температуре оно достигает 20%». Лишь в 1880 французские ученые Ж.Готфейль и П.Шаппюи получали озон из чистого кислорода при температуре минус 23° С. Оказалось, что в толстом слое озон имеет красивую синюю окраску. Когда охлажденный озонированный кислород медленно сжали, газ стал темно-синим, а после быстрого сброса давления температура еще более понизилась и образовались капли жидкого озона темно-фиолетового цвета. Если же газ не охлаждали или сжимали быстро, то озон мгновенно, с желтой вспышкой, переходил в кислород.

Позднее разработали удобный метод синтеза озона. Если подвергнуть электролизу концентрированный раствор хлорной, фосфорной или серной кислоты с охлаждаемым анодом из платины или из оксида свинца(IV), то выделяющийся на аноде газ будет содержать до 50% озона. Были уточнены и физические константы озона. Он сжижается намного легче кислорода – при температуре –112° С (кислород – при –183° С). При –192,7° С озон затвердевает. Твердый озон имеет сине-черный цвет.

Опыты с озоном опасны. Газообразный озон способен взрываться, если его концентрация в воздухе превысит 9%. Еще легче взрываются жидкий и твердый озон, особенно при контакте с окисляющимися веществами. Озон можно хранить при низких температурах в виде растворов во фторированных углеводородах (фреонах). Такие растворы имеют голубой цвет.

ОЗОН

Химические свойства озона.

Для озона характерна чрезвычайно высокая реакционная способность. Озон – один из сильнейших окислителей и уступает в этом отношении только фтору и фториду кислорода OF2. Действующее начало озона как окислителя – атомарный кислород, который образуется при распаде молекулы озона. Поэтому, выступая в качестве окислителя, молекула озона, как правило, «использует» только один атом кислорода, а два других выделяются в виде свободного кислорода, например, 2KI + O3 + H2O → I2 + 2KOH + O2. Так же происходит окисление многих других соединений. Однако бывают и исключения, когда молекула озона использует для окисления все три имеющиеся у нее атома кислорода, например, 3SO2 + O3 → 3SO3; Na2S + O3 → Na2SO3.

Очень важное отличие озона от кислорода в том, что озон проявляет окислительные свойства уже при комнатной температуре. Например, PbS и Pb(OH)2 в обычных условиях не реагируют с кислородом, тогда как в присутствии озона сульфид превращается в PbSO4, а гидроксид – в PbO2. Если в сосуд с озоном налить концентрированный раствор аммиака, появится белый дым – это озон окислил аммиак с образованием нитрита аммония NH4NO2. Особенно характерна для озона способность «чернить» серебряные изделия с образованием AgO и Ag2O3.

Присоединив один электрон и превратившись в отрицательный ион О3–, молекула озона становится более стабильной. Содержащие такие анионы «озонокислые соли» или озониды были известны давно – их образуют все щелочные металлы, кроме лития, причем устойчивость озонидов растет от натрия к цезию. Известны и некоторые озониды щелочноземельных металлов, например, Са(О3)2. Если направить на поверхность твердой сухой щелочи струю газообразного озона, то образуется оранжево-красная корка, содержащая озониды, например, 4КОН + 4О3 → 4КО3 + О2 + 2Н2О. При этом твердая щелочь эффективно связывает воду, что предохраняет озонид от немедленного гидролиза. Однако при избытке воды озониды бурно разлагаются: 4КО3+ 2Н2О → 4КОН + 5О2. Разложение идет и при хранении: 2КО3 → 2КО2 + О2. Озониды хорошо растворимы в жидком аммиаке, что позволило выделить их в чистом виде и изучить их свойства.

Органические, вещества, с которыми озон соприкасается, он обычно разрушает. Так, озон, в отличие от хлора, способен расщеплять бензольное кольцо. При работе с озоном нельзя использовать резиновые трубки и шланги – они моментально «прохудятся». Реакции озона с органическими соединениями идут с выделением большого количества энергии. Например, эфир, спирт, вата, смоченная скипидаром, метан и многие другие вещества самовоспламеняются при соприкосновении с озонированным воздухом, а смешение озона с этиленом приводит к сильному взрыву.

Применение озона.

Озон не всегда «сжигает» органические вещества; в ряде случаев удается провести специфические реакции с сильно разбавленным озоном. Например, при озонировании олеиновой кислоты (она в больших количествах содержится в растительных маслах) образуется азелаиновая кислота НООС(СН2)7СООН, которую используют для получения высококачественных смазочных масел, синтетических волокон и пластификаторов для пластмасс. Аналогично получают адипиновую кислоту, которую используют при синтезе найлона. В 1855 Шенбейн открыл реакцию с озоном непредельных соединений, содержащих двойные связи С=С, но только в 1925 немецкий химик Х.Штаудингер установил механизм этой реакции. Молекула озона присоединяется к двойной связи с образованием озонида – на этот раз органического, причем на место одной из связей С=С встает атом кислорода, а на место другой – группировка –О–О–. Хотя некоторые органические озониды выделены в чистом виде (например, озонид этилена), эту реакцию обычно проводят в разбавленном растворе, так как в свободном виде озониды – очень неустойчивые взрывчатые вещества. Реакция озонирования непредельных соединений пользуется у химиков-органиков большим почетом; задачи с этой реакцией часто предлагают даже на школьных олимпиадах. Дело в том, что при разложении озонида водой образуются две молекулы альдегида или кетона, которые легко идентифицировать и далее установить строение исходного непредельного соединения. Таким образом химики еще в начале 20 века установили строение многих важных органических соединений, в том числе природных, содержащих связи С=С.

Важная область применения озона – обеззараживание питьевой воды. Обычно воду хлорируют. Однако некоторые примеси в воде под действием хлора превращаются соединения с очень непpиятым запахом. Поэтому уже давно предложено заменить хлор озоном. Озонированная вода не приобретает постороннего запаха или вкуса; при полном окислении озоном многих органических соединений образуются только углекислый газ и вода. Очищают озоном и сточные воды. Продукты окисления озоном даже таких загрязнителей как фенолы, цианиды, повеpхностно-активные вещества, сульфиты, хлоpамины, представляют собой безвредные соединения без цвета и запаха. Избыток же озона довольно быстро распадается с образованием кислорода. Однако озонирование воды обходится дороже, чем хлорирование; кроме того, озон нельзя перевозить, и он должен производиться на месте использования.

Озон в атмосфере.

Озона в атмосфере Земли немного – 4 млрд. тонн, т.е. в среднем всего 1 мг/м3. Концентрация озона растет с удалением от поверхности Земли и достигает максимума в стратосфере, на высоте 20–25 км – это и есть «озоновый слой». Если весь озон из атмосферы собрать у поверхности Земли при нормальном давлении, получится слой толщиной всего около 2–3 мм. И вот такие малые количества озона в воздухе фактически обеспечивают жизнь на Земле. Озон создает «защитный экран», не пропускающий к поверхности Земли жесткие ультрафиолетовые солнечные лучи, губительные для всего живого.

В последние десятилетия большое внимание уделяется появлению так называемых «озоновых дыр» – областях со значительно уменьшенным содержанием стратосферного озона. Через такой «прохудившийся» щит до поверхности Земли доходит более жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца. Поэтому ученые давно следят за озоном в атмосфере. В 1930 английский геофизик С.Чепмен для объяснения постоянной концентрации озона в стратосфере предложил схему из четырех реакций (эти реакции получили название цикла Чепмена, в них М означает любой атом или молекулу, которые уносят избыточную энергию):

О2 → 2О

О + О + М → О2 + М

О + О3 → 2О2

О3 → О2 + О.

Первая и четвертая реакции этого цикла – фотохимические, они идут под действием солнечной радиации. Для распада молекулы кислорода на атомы требуется излучение с длиной волны менее 242 нм, тогда как озон распадается при поглощении света в области 240–320 нм (последняя реакция как раз и защищает нас от жесткого ультрафиолета, так как кислород в этой спектральной области не поглощает). Остальные две реакции термические, т.е. идут без действия света. Очень важно, что третья реакция, приводящая к исчезновению озона, имеет энергию активации; это означает, что скорость такой реакции может увеличиваться под действием катализаторов. Как выяснилось, основной катализатор распада озона – оксид азота NO. Он образуется в верхних слоях атмосферы из азота и кислорода под действием наиболее жесткой солнечной радиации. Попадая в озоносферу, он вступает в цикл из двух реакций O3 + NO → NO2 + O2, NO2 + O → NO + O2, в результате которой его содержание в атмосфере не меняется, а стационарная концентрация озона снижается. Существуют и другие циклы, приводящие к снижению содержания озона в стратосфере, например, с участием хлора:

Cl + O3 → ClO + O2

ClO + O → Cl + O2.

Разрушают озон также пыль и газы, которые в большом количестве попадают в атмосферу при извержении вулканов. В последнее время возникло предположение, что озон также эффективно разрушает водород, выделяющийся из земной коры. Совокупность всех реакций образования и распада озона приводит к тому, что среднее время жизни молекулы озона в стратосфере составляет около трех часов.

Предполагают, что помимо природных, существуют и искусственные факторы, влияющие на озоновый слой. Хорошо известный пример – фреоны, которые являются источниками атомов хлора. Фреоны – это углеводороды, в которых атомы водорода замещены атомами фтора и хлора. Их используют в холодильной технике и для заполнения аэрозольных баллончиков. В конечном счете, фреоны попадают в воздух и медленно поднимаются с потоками воздуха все выше и выше, достигая, наконец, озонового слоя. Разлагаясь под действием солнечной радиации, фреоны сами начинают каталитически разлагать озон. Пока не известно в точности, в какой степени именно фреоны повинны в «озоновых дырах», и, тем не менее, уже давно принимают меры по ограничению их применения.

Как показывают расчеты, через 60–70 лет концентрация озона в стратосфере может уменьшиться на 25%. И одновременно увеличится концентрации озона в приземном слое – тропосфере, что тоже плохо, так как озон и продукты его превращений в воздухе ядовиты. Основной источник озона в тропосфере – перенос с массами воздуха стратосферного озона в нижние слои. Ежегодно в приземный слой озона поступает примерно 1,6 млрд. тонн. Время жизни молекулы озона в нижней части атмосферы значительно выше – более 100 суток, поскольку в приземном слое меньше интенсивность ультрафиолетового солнечного излучения, разрушающего озон. Обычно озона в тропосфере очень мало: в чистом свежем воздухе его концентрация составляет в среднем всего 0,016 мкг/л. Концентрация озона в воздухе зависит не только от высоты, но и от местности. Так, над океанами озона всегда больше, чем над сушей, так как там озон распадается медленнее. Измерения в Сочи показали, что воздух у морского побережья содержит на 20% больше озона, чем в лесу в 2 км от берега.

Современные люди вдыхают значительно больше озона, чем их предки. Основная причина этого – увеличение количества метана и оксидов азота в воздухе. Так, содержание метана в атмосфере постоянно растет, начиная с середины 19 века, когда началось использование природного газа. В загрязненной оксидами азота атмосфере метан вступает в сложную цепочку превращений с участием кислорода и паров воды, итог которой можно выразить уравнением CH4 + 4O2 → HCHO + H2O + 2O3. В роли метана могут выступать и другие углеводороды, например, содержащиеся в выхлопных газах автомобилей при неполном сгорании бензина. В результате в воздухе крупных городов за последние десятилетия концентрация озона выросла в десятки раз.

Всегда считалось, что во время грозы концентрация озона в воздухе резко увеличивается, так как молнии способствуют превращению кислорода в озон. На самом деле увеличение незначительно, причем оно происходит не во время грозы, а за несколько часов до нее. Во время же грозы и в течение нескольких часов после нее концентрация озона снижается. Объясняется это тем, что перед грозой происходит сильное вертикальное перемешивание воздушных масс, так что дополнительное количество озона поступает из верхних слоев. Кроме того, перед грозой увеличивается напряженность электрического поля, и создаются условия для образования коронного разряда на остриях различных предметов, например, кончиков ветвей. Это также способствует образованию озона. А затем при развитии грозового облака под ним возникают мощные восходящие потоки воздуха, которые и снижают содержание озона непосредственно под облаком.

Интересен вопрос о содержании озона в воздухе хвойных лесов. Например, в Курсе неорганической химии Г. Реми можно прочитать, что «озонированный воздух хвойных лесов» – выдумка. Так ли это? Ни одно растение озон, конечно, не выделяет. Но растения, особенно хвойные, выделяют в воздух множество летучих органических соединений, в том числе ненасыщенных углеводородов класса терпенов (их много в скипидаре). Так, в жаркий день сосна выделяет в час 16 мкг терпенов на каждый грамм сухой массы хвои. Терпены выделяют не только хвойные, но и некоторые лиственные деревья, среди которых – тополь и эвкалипт. А некоторые тропические деревья способны выделить в час 45 мкг терпенов на 1 г сухой массы листьев. В результате в сутки один гектар хвойного леса может выделить до 4 кг органических веществ, лиственного – около 2 кг. Покрытая лесом площадь Земли составляет миллионы гектаров, и все они выделяют в год сотни тысяч тонн различных углеводородов, в том числе и терпенов. А углеводороды, как это было показано на примере метана, под действием солнечной радиации и в присутствии других примесей способствуют образованию озона. Как показали опыты, терпены в подходящих условиях действительно очень активно включаются в цикл атмосферных фотохимических реакций с образованием озона. Так что озон в хвойном лесу – вовсе не выдумка, а экспериментальный факт.

Озон и здоровье.

Как приятно прогуляться после грозы! Воздух чист и свеж, его бодрящие струи, кажется, без всяких усилий сами втекают в легкие. «Озоном пахнет, – часто говорят в таких случаях. – Очень полезно для здоровья». Так ли это?

Когда-то озон, безусловно, считали полезным для здоровья. Но если его концентрация превышает определенный порог, он может вызывать массу неприятных последствий. В зависимости от концентрации и времени вдыхания озон вызывает изменения в легких, раздражение слизистых глаз и носа, головную боль, головокружение, снижение кровяного давления; озон уменьшает сопротивляемость организма бактериальным инфекциям дыхательных путей. Предельно допустимая его концентрация в воздухе составляет всего 0,1 мкг/л, а это означает, что озон намного опаснее хлора! Если несколько часов провести в помещении при концентрации озона всего лишь 0,4 мкг/л, могут появиться загрудинные боли, кашель, бессонница, снижается острота зрения. Если долго дышать озоном при концентрации больше 2 мкг/л, последствия могут быть более тяжелыми – вплоть до оцепенения и упадка сердечной деятельности. При содержании озона 8–9 мкг/л через несколько часов происходит отек легких, что чревато смертельным исходом. А ведь такие ничтожные количества вещества обычно с трудом поддаются анализу обычными химическими методами. К счастью, человек чувствует присутствие озона уже при очень малых его концентрациях – примерно 1 мкг/л, при которых йодкрахмальная бумажка еще и не собирается синеть. Одним людям запах озона в малых концентрациях напоминает запах хлора, другим – сернистого газа, третьим – чеснока.

Ядовит не только сам озон. С его участием в воздухе образуется, например, пероксиацетилнитрат (ПАН) СН3–СО–ООNО2 – вещество, оказывающее сильнейшее раздражающее, в том числе слезоточивое, действие, затрудняющее дыхание, а в более высоких концентрациях вызывающее паралич сердца. ПАН – один из компонентов образующегося летом в загрязненном воздухе так называемого фотохимического смога (это слово образовано от английского smoke – дым и fog – туман). Концентрация озона в смоге может достигать 2 мкг/л, что в 20 раз больше предельно допустимой. Следует также учесть, что совместное действие озона и оксидов азота в воздухе в десятки раз сильнее, чем каждого вещества порознь. Не удивительно, что последствия возникновения такого смога в больших городах могут быть катастрофическими, особенно если воздух над городом не продувается «сквозняками» и образуется застойная зона. Так, в Лондоне в 1952 от смога в течение нескольких дней погибло более 4000 человек. А смог в Нью-Йорке в 1963 убил 350 человек. Аналогичные истории были в Токио, других крупных городах. Страдают от атмосферного озона не только люди. Американские исследователи показали, например, что в областях с повышенным содержанием озона в воздухе время службы автомобильных шин и других изделий из резины значительно уменьшается.

Как уменьшить содержание озона в приземном слое? Снизить поступление в атмосферу метана вряд ли реалистично. Остается другой путь – уменьшить выбросы оксидов азота, без которых цикл реакций, приводящих к озону, идти не может. Путь это тоже непростой, так как оксиды азота выбрасываются не только автомобилями, но и (главным образом) тепловыми электростанциями.

Источники озона – не только на улице. Он образуется в рентгеновских кабинетах, в кабинетах физиотерапии (его источник – ртутно-кварцевые лампы), при работе копировальной техники (ксероксов), лазерных принтеров (здесь причина его образования – высоковольтный разряд). Озон – неизбежный спутник производства пергидроля, аргонодуговой сварки. Для уменьшения вредного действия озона необходимо оборудование вытяжки у ультрафиолетовых ламп, хорошее проветривание помещения.

И все же вряд ли правильно считать озон, безусловно, вредным для здоровья. Все зависит от его концентрации. Как показали исследования, свежий воздух очень слабо светится в темноте; причина свечения – реакции окисления с участием озона. Свечение наблюдали и при встряхивании воды в колбе, в которую был предварительно напущен озонированный кислород. Это свечение всегда связано с присутствием в воздухе или воде небольших количеств органических примесей. При смешении свежего воздуха с выдыхаемым человеком интенсивность свечения повышалась в десятки раз! И это не удивительно: в выдыхаемом воздухе обнаружены микропримеси этилена, бензола, уксусного альдегида, формальдегида, ацетона, муравьиной кислоты. Они-то и «высвечиваются» озоном. В то же время «несвежий», т.е. полностью лишенный озона, хотя и очень чистый, воздух свечения не вызывает, а человек его ощущает как «затхлый». Такой воздух можно сравнить с дистиллированной водой: она очень чистая, практически не содержит примесей, а пить ее вредно. Так что полное отсутствие в воздухе озона, по-видимому, тоже неблагоприятно для человека, так как увеличивает содержание в нем микроорганизмов, приводит к накоплению вредных веществ и неприятных запахов, которые озон разрушает. Таким образом, становится понятной необходимость регулярного и длительного проветривания помещений, даже если в нем нет людей: ведь попавший в комнату озон долго в ней не задерживается – частично он распадается, а в значительной степени оседает (адсорбируется) на стенках и других поверхностях. Сколько должно быть озона в помещении, пока сказать трудно. Однако в минимальных концентрациях озон, вероятно, необходим и полезен.

Таким образом, озон это мина замедленного действия. Если его правильно использовать, то он будет служить человечеству, но стоит его начать использовать не по назначению, как это моментально приведет к глобальной катастрофе и Земля превратится в такую планету как Марс.

Ученые-физики предупреждают: Озоновый слой — защищает Землю, но дышать озоном — смертельно опасно. Бытовые озонаторы вредны для здоровья. Жара увеличивает концентрации озона.
Сергей Котельников, научный сотрудник Института общей физики имени Прохорова РАН.
Беседует Максим Шалыгин (Проектный Центр «НОВАЯ РЕАЛЬНОСТЬ», http://www.newreality.online/ ).
М. Шалыгин. Все мы знаем, что озон, озоновый слой важен для жизни на планете. Все мы знаем, что озон защищает Землю от ультрафиолета, от солнечных лучей и надо бороться за сохранение озонового слоя. Все мы это видим через экранизацию многочисленных кинофильмов, мы об этом читаем в литературе, мы слушаем академических представителей, ученое сообщество. Именно с докладами на эту тему. Однако выясняется, что озон рядом с нами, буквально в метре от нас с вами, убивает. Большая концентрация озона рядом – это наша с вами возможная смерть. Об этом заявил … научный сотрудник института общей физики имени Прохорова Российской академии наук Сергей Котельников. Сергей, так ли это?
С. Котельников. Да, я продолжу, за шумом по поводу озоновых дыр совершенно никто не рассказывает про приземный озон. Защитный озоновый слой находится на высоте примерно 50 километров над поверхностью Земли. Приземный озон на уровне, вот, нашего дыхательного аппарата.
М. Шалыгин. То есть, приземный озон наверху – это хорошо, озон рядом с нами – это плохо.
С. Котельников. Озон. Формула одна и та же.
М. Шалыгин. О3.
С. Котельников. Да, О3. Но функции он выполняет совсем разные. Если наверху он защищает. То около земли он убивает всё живое и неживое. То есть, например, автомобильная резина – в труху превращается от озона. Это очень сильный газ. Самый сильный окислитель – это Аш-Фтор (HF). А второй – это озон.
М. Шалыгин. Но, нас приучали, что озонировать помещения, ионизировать помещения, люстры Чижевского – это полезно для здоровья.
С. Котельников. Вы знаете, мы пользуемся только экспериментальными данными, проверенными. И что показывают наши исследования. После грозы, например, вот …
М. Шалыгин. Пахнет озоном, говорят.
С. Котельников. Ну, да. Это говорят беллетристы. Что говорят ученые? Мы производили измерения многократно в разных местах. И в курортных, и в городе… так, вот, после грозы озон падает. Почти до нуля. Я показывал вчера картинку – наши экспериментальные данные. То есть, вымывается. В приземном слое атмосферы в доиндустриальный период, то есть когда не было промышленности, было примерно 20 мкг на 1 метр кубический озона. Это наши предки выяснили. Но, в связи с индустриализацией, очень много появилось так называемых предшественников озона, из которых он образуется под действием солнечной радиации. И нужна еще высокая температура воздуха. То есть – летняя жара. И, например, в Москве, примерно 95% загрязнения атмосферного воздуха, предшественники озона – выбросы автотранспорта. Вы сами все свидетели, если в 1970-е никто не знал что такое (автомобильные) «пробки», а сейчас проехать невозможно. Тоже самое во всех городах России, даже в маленьких. Поэтому предшественников озона стало очень много, а все наши города, по данным Росгидромета, имеют очень грязный воздух. Вот, именно предшественником озона. Это из доклада – я тоже демонстрировал. И вот, когда наступает жара, особенно последняя волна жары – лето 2010 года – и во время этой жары под действием солнечной радиации из загрязненного воздуха образуется огромная концентрация озона. То есть, вот, эта летняя жара 2010 года, она способствовала образованию концентрации озона в московском регионе более 500 мкг на метр кубический. Что это за цифра? Я сейчас скажу. В условиях эксперимента – это справочные данные – 17 процентов крыс за один час умирают при таких концентрациях. А крыса, вы, наверное, знаете, она настолько…
М. Шалыгин. Выживет после радиации, как написано во всех учебниках…
С. Котельников. Да-да. А после озона – умирает. Почему? В специальной литературе, например, озон… (его) военные называют идеальным боевым отравляющим веществом. То есть мизерная концентрация его и…
М. Шалыгин. Только запах…
С. Котельников. Да, единственный недостаток – резкий запах. Если бы не было резкого запаха, это было бы идеальное…
М. Шалыгин. Но ведь призывали в крупных городах при колоссальной жаре в 2010 году – «надо выезжать за город».
С. Котельников. Ну, вы знаете, специфика образования озона, то есть его фотохимия, она такова, что за городом его концентрация ещё выше. Мы проводили эксперименты, замеряли, например, в Тарусе, в традиционном курортном месте. Так там оказывалось в определенные дни озона много больше, чем в Москве. Это объясняется всё учеными, я просто не буду сейчас отнимать время. Но это везде в мире так. Мы просто это подтвердили. То есть те москвичи, которые пытаются скрыться от жары, от грязного воздуха летом за городом, они могут оказаться при высоких концентрациях озона и повредить свое здоровье.
М. Шалыгин. Как он (озон) влияет на здоровье человека? Что/какие органы поражает?
С. Котельников. В первую очередь, значит, что происходит при вдыхании… я ещё раз подчеркиваю, что мы исследуем тот озон, который проникает через респираторную систему, которой дышим. Им (озоном) можно лечить. Например, во время войны на раны накладывали воздухонепроницаемые, допустим, пакеты. Даже, вот, во время афганской войны. И запускали туда высокую концентрацию озона. И он убивал бактерии. Но это очень высокие концентрации озона. А вот при вдыхании, даже мизерная концентрация озона вызывает… озон очень плохо растворяется в воде и поэтому проникает в самые глубокие части респираторного тракта и вызывает воспалительные процессы. В зависимости, конечно, от концентрации и состояния здоровья человека. При повышенных концентрациях озона возникают даже пневмония, различные риниты, аллергии. Это всё есть в специальной литературе. Зарубежные исследования… Колоссальное количество исследований.
М. Шалыгин. Сердце?
С. Котельников. И, так как, респираторная система тесно связана с сердечно сосудистой (системой), то бьет и по сердечно сосудистой системе. То есть, вызывает дисфункцию миокарда, нарушает вариабельность сердечного ритма. Происходит вазоконстрикция – это резкое сужение сосудов через повреждение нервной системы, резкий спад сердечной деятельности и прочая, прочая, прочая. За рубежом очень много проводится исследований документов ВОЗ можно увидеть, что…
М. Шалыгин. ВОЗ – всемирная организация здравоохранения…
С. Котельников. Да, Всемирная организация здравоохранения, она публикует отчеты по этим исследованиям. И, значит, основная причина смертности от озона – это респираторные и сердечнососудистые заболевания.
М. Шалыгин. Можем ли мы говорить – если вы наблюдали жару в Москве 2010 года – о повышении смертности, о повышении заболеваемости среди москвичей в связи с заражением озоном, так скажем?
С. Котельников. В связи с высокими концентрациями озона. Мы провели исследования не только в Москве, но и в малоурбанизированном районе на юге Кировской области. Малый городок Вятские поляны. То есть, нам надо было важно знать, что в мегаполисе много веществ всяких, а в маленьком городке, где нет какой промышленности, там, вот, только …
М. Шалыгин. Что там происходит, какой там результат?
С. Котельников. Оказалось, что в самый жаркий месяц, допустим, в июле, в Вятских полянах не было никаких… не было никакой связи с заболеваемостью. Даже при высокой температуре. Но там было всего два дня двукратного превышения по озону. Предельно допустимой концентрации. Среднесуточной. А, вот, когда в августе, тринадцать дней подряд было двукратное превышение – то есть, доза была намного больше – вызовы скорой помощи, связанные с сердечно сосудистыми заболеваниями… и концентрация озона пик под-пик пошел. Высокий озон – много вызовов. Корреляция очень высокая. Когда мы прочитали работы выдающегося зарубежного ученого Дэвида Баттерса. Он прямо пишет, что у них за рубежом настолько хорошо настолько хорошо изучена взаимосвязь заболевания с озоном, что по количеству вызовов скорой помощи произошло… Они знают сколько озона в воздухе.
М. Шалыгин. Сколько человек?
С. Котельников. В Москве. Что показали наши исследования. При таких чудовищных концентрациях оказалась очень высокая связь с пневмонией. Мы брали вызовы скорой помощи имени Пучкова, с этой станции, и данные брали с сайта Мосэкомониторинга. И что оказалось? Да, например, смертность 12 тысяч человек в Москве, она составила дополнительную смертность. И мы получили очень высокие корреляции с озоном. То есть, это буквально…
М. Шалыгин. Это ваше мнение, либо есть объективные данные? 12 тысяч человек умерли от озона в 2010 году?
С. Котельников. Нет-нет, мы так не говорим, что от озона умерли. Просто получили очень высокую связь с озоном, и я демонстрировал ровно пример график, всемирная организация здравоохранения приводит. Что при 50 мкг на метр кубический уже около 2% дополнительная смертность. И по этому графику если посмотреть 500 мкг – вот так.
М. Шалыгин. То есть, вы говорите, что дышать озоном – то поражаются легкие, поражает сердце, развиваются болезни, связанные с этими органами.
С. Котельников. Повышенная концентрация. Да.
М. Шалыгин. Но мы же с вами знаем, что все медицинские учреждения – операционные, палаты рожениц, убивают бактерии (озоном), чтобы мамочка могла родить ребенка здоровеньким, без бактерий. Получается, по вашим словам, что у нас в медицине убивают новорожденных.
С. Котельников. Вы знаете, я с такой проблемой столкнулся, когда в Санкт-Петербурге перед медиками делал доклад несколько лет назад. Более ста врачей было. И когда я им рассказал о проблеме приземного озона, то женщины стали ко мне подходить – врачи – и со слезами на глазах стали просить «Сделайте что-нибудь с нашим департаментом здравоохранения». Я говорю «А что же с ним делать?». Они говорят «У нас в роддомах в палатах в присутствии рожениц и новорожденных обрабатывают помещения для бактерицидной обработки озоном». Но понимаете какие здесь нарушения – во-первых, обработка озоном помещений должна проводиться только без людей! Это строго – везде, и во всех инструкциях – есть! Я уж не знаю – они может не читают, не знают. В третьих…
М. Шалыгин. Это только в Петербурге?
С. Котельников. Вы знаете, я беседовал с московскими врачами. Они говорят, что в Москве тоже самое происходит.
М. Шалыгин. Где можно встретить высокие концентрации озона, в не зависимости от природных естественных колебаний, в быту? В приборах?
С. Котельников. Да, вы знаете, мы столкнулись еще вначале двухтысячных годов. Нам в институт позвонили из редакции центральной профсоюзной газеты «Солидарность» и рассказывают, что у них отравился сотрудник по непонятным причинам, откуда-то принял (озон). И меня руководство института командировало с газоанализатором, но я (уже) примерно знал, что это может быть. И в редакции просто провели расследование и попросили просто померить. И небольшой так называемый очиститель воздуха – маленький приборчик – оказался мощнейшим генератором озона. Вот рядом с ним я проверял – более 1000 мкг на кубический метр.
М. Шалыгин. Что случилось с женщиной?
С. Котельников. У женщины почернел язык, она стала очень плохо себя чувствовать. Вот, газета и провела журналистское расследование. Статья, её в интернете можно найти, она мне как-то попадалась, «Яд вместо чистого воздуха». Все подробности можно там узнать. Удивительно то, что главный санитарный врач Санкт Петербурга, где вот эти приборы…
М. Шалыгин. Производятся
С. Котельников. Да, журналисты всё-таки до него добрались… Ответила «мы знаем, что озон ядовит, но не проверяем эти приборы, очистители воздуха на озон, мы только проверяем их на электрическую безопасность».
М. Шалыгин. То есть, продолжая Вашу мысль – это и бытовые озонаторы, и автомобильные озонаторы, и ионизаторы, и так далее.
С. Котельников. Да, да.
М. Шалыгин. Вопрос. Если сан-эпидем-врачи не проверяют на концентрацию озона, вы говорите, что это может привести к смертельному исходу?
С. Котельников. Да, при таких концентрациях может.
М. Шалыгин. И это – есть естественные колебания озона. А есть – как мы сами себя убиваем. А, что делает государство? Вот, ваш институт, если исследует эту проблематику – сколько станций наблюдения приземистого озона? Станций мониторинга в стране? Сколько государственных станций в вашем институте?
С. Котельников. Наш институт государственных станций не имеет, у нас есть небольшая сеть для научных исследований.
М. Шалыгин. Сколько станций?
С. Котельников. У нас три станции. Две в Санкт Петербурге. И, вот, в Кировской области одна. То есть – это сеть. Еще есть для научных исследований – одна станция или две в Томске и в Обнинске.
М. Шалыгин. Это на всю Россию?
С. Котельников. Да, это негосударственных. А государственная сеть – единственная – в Москве – несколько станций мониторинга приземистого озона
М. Шалыгин. Несколько – это в пределах десятка?
С. Котельников. Они то работают, там, может там, то…
М. Шалыгин. И это на всю территорию страны?
С. Котельников. Да
М. Шалыгин. Буквально два десятка станций. Различной формы собственности.
С. Котельников. Нет, ну, надо считать вообще государственные. То есть, это во всех странах государственная проблема. И решает государство. Например, в Европе, в странах Европейского Союза – там десятки тысяч станций. Я это показывал.
М. Шалыгин. То есть, в каждом городе буквально.
С. Котельников. Но, конечно, там есть определенные критерии. И не только в городе – и в сельской местности, и в городах – чтобы обеспечить полную информацию как граждан, для защиты их здоровья, так на основе этих данных формируется политика. Экологическая политика. То есть – очищение воздуха.
М. Шалыгин. Мы живем, получается, в стране… как это происходит… Тогда вопрос, что может сделать простой человек, простой гражданин? Как получить информацию о высокой концентрации приземного озона? Как защититься? Какие меры предосторожности?
С. Котельников. Вы знаете, ещё какая особенность, я добавлю, мы этот вопрос поднимали в 2009 году, когда в Государственной Думе ставили этот вопрос. И что оказалось. Юристы провели анализ законодательства и оказалось, что у нас закон об атмосферном воздухе практически ликвидирован. Основные статьи – кто отвечает, кто финансирует, основные программы – они все убраны. У нас никто за воздух не отвечает. А в США правительство взяло на себя ответственность за воздух, за качество, и за то, что будет со своими гражданами из-за этого качества.
М. Шалыгин. Простите, мы сейчас с вами выходим на территорию конспирологии. Либо получается, что правительство сознательно принимает решения убивать граждан страны, либо это непрофессионализм и какая-то… недальновидность.
С. Котельников. Я тут только констатирую факты. И дальше я не знаю. Я отвечу на ваши вопросы. Что делать гражданам? Москвичам повезло. Единственная сеть станций государственная – в Москве. Есть доступ в интернете. Просто наберите – Мосэкомониторинг в любом поисковике. Попадете на этот сайт. Но там надо разобраться. Указаны станции и найди ближайшую. Ну, да, да. Зная эти концентрации опасные, 100 мкг на метр кубический – это ПДК для промзоны. Это уже опасно.
М. Шалыгин. Гражданам других регионов России?
С. Котельников. Сейчас я еще скажу, что москвичам надо делать когда превышена концентрация озона. И вы, допустим, сердечник, пожилой человек – закройте окна, включите кондиционер и переждите это время. Останетесь живы. А когда невысокий озон – да, на улице можно работать. Вот сейчас, допустим, холодно, солнца нет, озон очень маленький. Но, когда наступит жара за 20 градусов, тогда уже … Так что – пользуетесь сайтом Мосэкомониторинга. Больше ничего нет.
М. Шалыгин. Скажем, это не была рекламная продукция.
С. Котельников. Да-нет, это защита! Зачем мы будем рекламировать Мосэкомониторинг, мы не имеем к нему никакого отношения.
М. Шалыгин. А, вот, жители других регионов?
С. Котельников. Там никто не знает. Ни врачи, ни граждане. Или мой знакомый несколько лет назад умер в Ясной Поляне. Здоровый мужик. Он свой огород за городом… вот, лебедка, выхлоп идет… Жаркий день был солнечный. Мы озон меряем – высокий был. У него резкий спад сердечной деятельности, упал – не знали, что делать. Пока вызвали скорую помощь – умер человек. А если, как в других странах принято, например, самый посещаемый сайт – это сайт по озону. Вот, смотрят, даже в аптеках. Но их же проинформировали. Они знают что это за концентрация. И человек может планировать свою деятельность. Он не будет кататься на велосипеде, когда высокий озон. И останется жив. Вот. Информированность нужна. К сожалению, мы увидели, например, что никто не из врачей, МЧС, и прочая… Никто не знает про озон. Не знают, что есть такой сайт и такие станции. Информированность – это, в первую очередь, защита. И надо объяснить, что делать…
(беседа записана 18.03.2016)