Środki dezynfekujące
i lecznicze
Ozon, czyli tlen trójatomowy
Chemia wody cz. IX
Helmut Krosny
Ozon (O3) jest alotropową formą (czyli odmianą o innych właściwościach fizycznych i chemicznych) tlenu (O2). Ozon jest gazem o słabo niebieskiej barwie i specyficznej woni. W warunkach otoczenia jest gazem nietrwałym. Dlatego jego stężenie w powietrzu jest nikłe – wynosi około 0,000001%. Porównując do normalnego tlenu (O2) występującego w powietrzu w ilości około 20,95%, ozonu jest o 20950 000 razy mniej. Są to więc ilości prawie śladowe. Stężenie to jest obojętne dla zdrowia. , Podwojenie tej ilości jest już jednak szkodliwe. Dalsze zwiększanie stężenia jest nie tylko szkodliwe, ale może być nawet niebezpieczne. Ozon powstaje w warunkach otoczenia głównie podczas wyładowań elektrycznych. W niewielkich ilościach powstaje podczas pracy na przykład elektrycznego dzwonka z przerywaczem (dzwonek na baterię) lub świecenia lampy kwarcowej, albo podczas doświadczeń z maszyną elektrostatyczną. Przy pierwszym zetknięciu się z ozonem odnosi się wrażenie jakby się lżej oddychało. Po pewnym czasie odczucie to znika. Ozon występuje w znacznych ilościach w stratosferze (na wysokości od 20 do 40 km). Powstaje tam pod wpływem krótkofalowego promieniowania emitowanego przez Słońce. Ze względu na to, że ozon w znacznym stężeniu stanowi warstwę nieprzepuszczalną dla szkodliwych promieni ultrafioletowych, tworzy on wokół powierzchni Ziemi osłonę przed tym szkodliwym dla organizmów promieniowaniem. Ozon prawdopodobnie powstaje przez rozszczepienie cząsteczek tlenu dwuatomowego (O2) na tlen jednoatomowy (O) i następnie łączenie się tlenu jednoatomowego z tlenem dwuatomowym według wzoru:
O3 <=> O2 + O Sumarycznie można to opisać równaniem: 3O2 <=> 2O3
Istnieje domniemanie, że spaliny samolotów ponaddźwiękowych i różne gazy, jak na przykład freon – służący do napełniania pojemników aerozoli, przenikając do stratosfery, zmniejszają stężenie ozonu i tym samym prowadzą do zakłócenia równowagi biologicznej. Ze względu na to, że jedno z amatorskich urządzeń do wytwarzania ozonu było omawiane w numerze 1-2/84 str. 53 czasopisma „Akwarium” pomijam jego opis. Metoda techniczna otrzymywania ozonu polega na przepuszczaniu tlenu między dwoma iskrzącymi i koncentrycznie umieszczonymi, walcowymi elektrodami. Urządzenie takie zwie się ozonatorem. Ozon jest gazem nietrwałym. Rozpada się on na tlen dwuatomowy (O2), oraz wolny tlen jednoatomowy (O). Wolny tlen jednoatomowy stara się w sposób agresywny – silnie utleniający, połączyć z innymi pierwiastkami, lub związkami chemicznymi. Ta cecha rozpadu ozonu jest wykorzystywana w akwarystyce do dezynfekcji zbiorników, sprzętu akwarystycznego, roślin, żwiru itp. Ozon jest gazem łatwiej rozpuszczalnym w wodzie niż tlen. Rozpuszcza się go o 50% więcej – przy analogicznych temperaturach – niż tlenu. Dezynfekcję przeprowadza się w dwojaki sposób. Pierwszy polega na przepuszczaniu tłoczonego przez pompkę powietrza przez ozonator i odprowadzaniu ozonowanego powietrza do rozpylacza (kamienia) w akwarium. Część ozonu rozpuści się w wodzie i weźmie udział w dezynfekcji, pozostały ulotni się z powietrzem do atmosfery (otoczenia). Drugi sposób polega na tłoczeniu przez pompkę powietrza do ozonatora, lub lepiej, tłoczeniu technicznego tlenu pobieranego z butli do ozonatora i odprowadzaniu ozonowanego powietrza lub w wypadku tlenu, jego mieszanki z ozonem do specjalnego, zamkniętego zbiornika, przez który przepływa woda, pobierana z akwarium i odprowadzana do niego. Sposób drugi jest lepszy. Zbiorniki do ozonowania wody są identyczne ze zbiornikami do nasycania wody dwutlenkiem węgla (szczegółowy rysunek zostanie zamieszczony przy omawianiu dwutlenku węgla). Zbiornik taki musi być wykonany ze stali nierdzewnej, lub tworzywa sztucznego. Nie może to być jednak PCW, gdyż ulega on zniszczeniu przez ozon. Ozon niszczy także wyroby gumowe (węże gumowe). Ozon nie niszczy szkła i porcelany. Czas dezynfekcji przy stężeniu ozonu wynoszącym 1 mg na litr wody wynosi 20 minut. W praktyce wprowadza się do wody dawki kilka, a nawet kilkanaście razy większe. Ozonem można niszczyć bakterie, wirusy, grzyby, pierwotniaki itp. Trzeba zaznaczyć, że im większa dawka ozonu, tym krótszy czas dezynfekcji. Podobnie jak przy stosowaniu nadtlenku wodoru (czytaj artykuł w nr 6/85 i 3/86 czasopisma „Akwarium”), produkty rozpadu ozonu są nietoksyczne. W wyniku rozpadu otrzymujemy tlen dwuatomowy (O2) oraz tlen jednoatomowy (O), który bądź atakuje organizmy żywe jak bakterie, grzyby, wypławki i inne, bądź utlenia detrytus pochodzenia biologicznego (zgniłe rośliny, resztki pokarmów, padłe ślimaki). W wypadku nadmiaru jednoatomowego tlenu ulatnia się on częściowo do powietrza, a częściowo łączy się w tlen dwuatomowy, którego nadmiar także ulatnia się z wody. Jeżeli dezynfekujemy akwarium całkowicie urządzone, to musimy baczyć, by w odpowiednim momencie przerwać ozonowanie. Zbyt duża dawka ozonu zniszczy nie tylko niepożądane pasożyty, ale uszkodzi, a przy długim oddziaływaniu zniszczy także rośliny. Rośliny takie mają wygląd jakby sparzonych przez wrzątek i często nie daje się ich już uratować. Po dezynfekcji urządzonego akwarium należy wodę dobrze przez dłuższy czas przewietrzać, a dobrze jest równocześnie podnieść temperaturę wody. Najlepiej dezynfekować osobno rośliny, osobno sprzęt – jak akwarium, filtry, siatki itp. Przy takim postępowaniu można zastosować bardzo duże stężenie ozonu przy równocześnie krótkim czasie dezynfekcji. Unikniemy dzięki temu zniszczenia roślin, albowiem wolny tlen (O) uszkodzi tylko powierzchnię roślin, nie niszcząc tkanek podskórnych. W tej sytuacji następuje szybka regeneracja częściowo uszkodzonego naskórka i roślina potrafi dalej normalnie rosnąć. Natomiast mikroorganizmy ulegają spaleniu przez tlen, lub takiemu uszkodzeniu, które prowadzi do ich śmierci. Uwaga! Woda pobierana z sieci wodociągowej jest już dezynfekowana i nie wymaga tego zabiegu. Nie każdy z nas posiada urządzenia do wytwarzania ozonu, wygodniej jest zatem stosować nadtlenek wodoru (H2O2). Szybkość rozpadu ozonu w wodzie zależy od temperatury (im wyższa tym szybciej), odczynu pH i obecności niektórych substancji, jak np. CO32-. Podczas ozonowania wody mogą powstawać czasami nietrwałe związki chemiczne, zwane ozonkami, oraz bardzo aktywne rodniki wodorotlenowe. Pod wpływem ozonu mogą w wodzie powstać także toksyczne chlorany i wiele innych związków chemicznych, wcale nie obojętnych dla organizmów żywych. Polichlorowe pestycydy organiczne jak Lindan, DDT (Azotox), Dieldrrn i podobne, praktycznie nie ulegają utlenieniu. Ulegają natomiast znacznemu utlenieniu pestycydy fosforoorganiczne jak Parathion, Malation, Tiometon i podobne. Biorąc pod uwagę, że podczas ozonowania wody powstają produkty niezidentyfikowane, ze względów profilaktycznych ozonowaną wodę należy koniecznie dodatkowo filtrować za pomocą węgla aktywnego. W trakcie pracy z ozonem może u akwarysty wystąpić podrażnienie oczu, jamy nosowej i gardła. Należy wtedy przerwać pracę i skorzystać z porady lekarskiej. Ozon może doprowadzić do poważnych zmian w układzie oddechowym. Dzieje się to oczywiście tylko podczas poważniejszych prac, gdzie ilość wytwarzanego ozonu jest znaczna, lub oddziaływanie jest długotrwałe. Analizując korzyści i wady, stosowanie nadtlenku wodoru ma olbrzymią przewagę nad stosowaniem ozonu w akwarystyce.