خواص فیزیکی و شیمیایی ازن
در شرایط استاندارد، این گاز به رنگ آبی کمرنگ حضور دارد اما در شرایط بسیار سرد به مایعی تیره به رنگ آبی یا جامدی بنفش تبدیل میشود. ناپایدرای ازن در مقایسه با گاز اکسیژن به گونهای است که گاز یا مایع غلیظ ازون با گرم کردن یا افزایش سریع دما تا نقطه جوش، رفتاری انفجاری از خود نشان میدهد. بنابراین، باید در غلظتهای بسیار کم مورد استفاده قرار بگیرد.
ازون یک اکسنده قوی است و کاربردهای بسیاری در صنعت دارد. همچنین پتاسیل بالای اکسایش در اوزون میتواند به مخاط و بافتهای تنفسی حیوانات و گیاهان آسیب برساند. با وجود اینکه غلظتهای کم و در حدود 0.1ppm نزدیک سطح زمین موجب آلودگیهای زیست محیطی و تخریب بافتها میشود، غلظت بالای آن (2−8 ppm) برای جلوگیری از تابش نور ماورا بنفش به سطح زمین بسیار سودمند است.
ازن اکسيد کننده ای قوی و در عين حال ناپايدار به شمار می رود. گاز ازن به دليل کوتاهی نيمه عمر، قابل ذخيره کردن در مخازن نمی باشد. از اين رو استفاده از ازن منوط به توليد آن در محل مصرف می باشد.
ازن سبب اکسيد شدن مواد ارگانيکی خاک و بقايای گياهی و در نتيجه سبب رها شدن و پخش مواد غذايي مورد نياز گياه می گردد. اکسيد شدن مواد ارگانيکی روی ذرات رس سبب تغييراتی در سطوح اين ذرات و جمع شدن آن ها شده، در نتيجه سبب افزايش نفوذپذيری خاک و مانع از پراکندگی ذرات مي گردد. همچنين ازن زنی به آب سبب تجمع اسيد نيتريک (HNO3) که منبعی از نيتروژن است، برای گياهان می گردد.
نقش ازن در تصفيه آب و خاک و همچنين پساب به عنوان يک عامل اکسيد کننده و يک ترکيب ميکروب کش حائز اهميت بوده و دارای دو خاصيت بسيار مهم در ارتباط با محيط اطراف خود می باشد.
خواص فیزیکی
این گاز آبیرنگ حلالپذیری کمی در آب دارد و در حلالهای ناقطبی همچون کربن تترا کلرید به خوبی حل و موجب تشکیل محلولی آبیرنگ میشود. این گاز در دمای −112C∘ مایعی به رنگ آبی تیره است و در دمای − جامدی به رنگ بنفش تیره خواهد بود. غلظت 0.1−1 از این ماده موجب سردرد، سوزش چشمها و التهاب مجاری تنفسی میشود. حتی غلظتهای پایین اوزون هم خواصی به شدت تخریبی بر مواد آلی همچون لاتکس، پلاستیکها و بافتهای ریوی حیوانات خواهد داشت. همچنین، اوزون مولکولی دیامغناطیس است که تمامی الکترونهای آن به صورت جفتشده قرار دارند اما اکسیژن پارامغناطیس و به همراه دو جفت الکترون جفتنشده است.
اهمیت اوزون در زمین
اوزون موجود در لایه اوزون موجب جذب نور خورشید با طول موج بین 200-315 نانومتر میشود. نور ماورا بنفش توسط اکسیژن و نیتروژن موجود در هوا نیز قابل جذب است اما لایه اوزون به این امر کمک میکند. نتیجه این امر، جذب طول موجهای موسوم به UV-C و UV-B خواهد بود. بخش کوچکی از نور ماورا بنفش مربوط به طول موجهای UV-B که توسط لایه اوزون جذب نشدهاست موجب آفتابسوختگی پوست انسان و تخریب DNA بافت موجودات زنده اعم از گیاهان و حیوانات خواهد شد. با وجود این، طول موجی که سبب آفتابسوختگی میشود، همان طول موجی است که برای تولید ویتامین D در بدن نیاز داریم.
لایه ازن تاثیر کمی در جذب طول موجهای بلندتر اشعه ماورا بنفش موسوم به UV-A دارد. البته این اشعه موجب تخریب DNA یا آفتابسوختگی نمیشود. برای بعضی از افراد این نور تخریب طولانی مدت پوست را به همراه دارد اما برای گیاهان و سلامت جانداران روی زمین خطرساز نیست.
اوزون به عنوان گاز گلخانهای
با وجود اینکه میزان اُزن در سطح زمین حتی قبل از انقلاب صنعتی وجود داشته است، اما امروزه پیک غلظت در برخی موارد بسیار بیشتر از گذشته است و در مواردی حتی میزان این غلظتها از منشا اصلی تولیدی خود هم فراتر رفتهاند. ازون با جذب برخی انرژیهای فروسرخ متساعد شده از زمین، به عنوان گاز گلخانهای عمل میکند. البته اندازهگیری قابلیت ازن به عنوان گاز گلخانهای کاری دشوار است زیرا با غلظتهای یکسان و ثابت در زمین وجود ندارد اما به هر صورت، منابع علمی زیست محیطی، اثرات تابشی اوزون تروپوسفری را در حدود 25 درصد دیاکسید کربن ذکر کردهاند.
«پتانسیل گرمایش جهانی» (Global Warming Potential)، برای هر مولکول اُزن در تروپوسفر، در حدود 1000 برابر قویتر از مولکول دیاکسید کربن است اما اُزن تروپوسفری، عمر کمی دارد و بسیار سریعتر از دیاکسید کربن تجزیه میشود. این بدان معنی است که پتانسیل گرمایش جهانی (GWP) برای اوزون تروپوسفری بسیار پایینتر از مقدار ذکر شده در بالا است. به همین خاطر، اُزن تروپوسفری، تاثیر شدیدی بر گرمایش زمین ندارد اما اثرات تابشی شدیدی در مقیاسهای منطقهای دارد. در مناطقی از دنیا، این اثرات تا 150 درصد بیشتر از اثرات گاز کربن دیاکسید ذکر شده است.
اثرات بر سلامتی انسان
در دهههای اخیر، دانشمندان مطالعاتی در خصوص اثرات بلندمدت و کوتاهمدت گاز اوزون بر سلامتی انسان انجام دادهاند. بسیاری از مطالعات بر این مطلب تاکید دارند که میزان این گاز در مناطق شهری به گونهای است که برای سلامتی افراد ساکن در آن خطرآفرین و اثرات مخرب ازون بر قلب و سیستمهای تنفسی و عصبی اثبات شده است. مرگ زودرس و مشکلات باروری از جمله مسائلی است که رد پای این گاز در آن دیده میشود.
ازن (O₃) به عنوان یک گاز با خواص اکسیدکنندگی و ضدعفونیکننده قوی، در صنایع مختلف کاربردهای متعددی دارد. استفاده از ازن در صنعت به دلیل توانایی آن در حذف آلایندهها، میکروارگانیسمها و مواد شیمیایی، بهبود کیفیت محصولات و فرآیندها را فراهم میآورد. در زیر به برخی از مهمترین کاربردهای ازن در صنایع مختلف اشاره میشود:
1. ضدعفونی آب و تصفیه آب
ازن به دلیل خواص اکسیدکنندگی قوی خود، در تصفیه آب به عنوان یک ماده ضدعفونیکننده استفاده میشود. ازن قادر است میکروبها، باکتریها، ویروسها و قارچها را در آب از بین ببرد و به همین دلیل در تصفیه آبهای آشامیدنی، فاضلابها و همچنین در صنایع غذایی و دارویی برای ضدعفونی آب مورد استفاده قرار میگیرد.
2. صنایع غذایی و نوشیدنی
در صنایع غذایی، ازن بهطور گسترده برای ضدعفونی سطوح، تجهیزات، میوهها، سبزیجات و حتی آب مورد استفاده قرار میگیرد. ازن میتواند آلودگیهای میکروبی، قارچی و باکتریایی را از بین برده و بدون باقیماندن آثار شیمیایی، محصولات غذایی را سالم و بهداشتی نگه دارد. همچنین در تصفیه هوا در محیطهای تولید مواد غذایی استفاده میشود تا از رشد میکروارگانیسمها جلوگیری شود.
3. تصفیه فاضلاب صنعتی
ازن در تصفیه فاضلابهای صنعتی کاربرد دارد. این گاز میتواند مواد آلی و غیرآلی موجود در فاضلابها را اکسید کرده و آنها را به مواد بیضرر تبدیل کند. این فرآیند همچنین برای حذف بوهای نامطبوع و مواد سمی از فاضلابها مفید است.
4. حذف آلایندهها و بوها
ازن در صنعت تصفیه هوا برای حذف بوهای ناخوشایند و آلایندهها مانند ترکیبات آلی فرار (VOC) و دیگر مواد شیمیایی سمی کاربرد دارد. این گاز بهویژه در محیطهای صنعتی مانند کارخانهها و محیطهای تولیدی که آلودگی هوا و بوی نامطبوع وجود دارد، بسیار مفید است.
5. صنعت داروسازی
در صنعت داروسازی، ازن برای ضدعفونی تجهیزات، محیطها و همچنین در فرآیندهای تولید دارو به منظور جلوگیری از آلودگی میکروبی به کار میرود. استفاده از ازن در این صنعت به کاهش خطرات بهداشتی و ارتقاء کیفیت تولیدات دارویی کمک میکند.
6. بهبود کیفیت هوا در محیطهای بسته
ازن برای بهبود کیفیت هوا در محیطهای بسته و کنترل آلودگی هوا در فضاهای عمومی یا تجاری مانند بیمارستانها، هتلها، ادارات و مراکز خرید استفاده میشود. این گاز میتواند بهطور مؤثر گرد و غبار، بوها و آلایندههای هوا را از بین ببرد.
7. صنعت کاغذ و چوب
در صنعت کاغذسازی، ازن بهعنوان یک اکسیدکننده برای سفیدسازی و بهبود کیفیت کاغذ مورد استفاده قرار میگیرد. این فرآیند بهویژه در تولید کاغذهای بازیافتی که نیاز به حذف آلودگیهای رنگی دارند، اهمیت دارد. همچنین ازن در فرآیندهای پالایش و سفیدسازی چوب نیز کاربرد دارد.
8. حفاظت از مواد غذایی و نگهداری طولانیتر
ازن بهطور موثر در نگهداری و افزایش عمر مفید مواد غذایی مانند میوهها و سبزیجات کاربرد دارد. با استفاده از ازن در انبارها و سردخانهها، میتوان از فساد زودهنگام مواد غذایی جلوگیری کرده و شرایط بهتری برای نگهداری آنها فراهم آورد.
9. صنعت نساجی
در صنعت نساجی، ازن برای پاکسازی رنگها، مواد شیمیایی اضافی و بوی نامطبوع از الیاف استفاده میشود. این گاز همچنین بهعنوان یک روش سبز و دوستدار محیط زیست برای از بین بردن آلایندهها در این صنعت به کار میرود.
10. صنعت چرم
در صنعت چرم، ازن برای ضدعفونی کردن چرمها و جلوگیری از رشد میکروارگانیسمها استفاده میشود. این کار بهویژه در مراحل پیشپردازش و تکمیل چرم برای تولید محصولات نهایی بهداشتی و باکیفیت مهم است.
11. صنعت زیبایی و مراقبتهای بهداشتی
در برخی از سالنهای زیبایی و مراکز مراقبت بهداشتی، ازن بهعنوان یک ضدعفونیکننده برای از بین بردن باکتریها و ویروسها در وسایل و ابزارها استفاده میشود. همچنین در برخی از درمانها و تجهیزات زیبایی از این گاز برای تقویت فرآیندهای بهداشتی استفاده میشود.
نتیجهگیری:
ازن به دلیل ویژگیهای اکسیدکنندگی، ضدعفونیکنندگی و توانایی حذف آلایندهها، در صنایع مختلف به طور گستردهای کاربرد دارد. استفاده از این گاز بهعنوان یک جایگزین ایمن و کارآمد برای مواد شیمیایی مضر، روز به روز در حال گسترش است و در بسیاری از فرآیندهای صنعتی و محیطهای مختلف به بهبود کیفیت، بهداشت و ایمنی کمک میکند.
دیدگاه خود را ثبت کنید
تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟در گفتگو ها شرکت کنید.