No se puede medir si los productos intermedios producidos por la degradación de los contaminantes por ozono son insolubles en agua.
El ozono (O?), también conocido como superóxido, es un alótropo del oxígeno (O?). Es un gas de color azul claro con un olor especial a temperatura ambiente. El ozono se encuentra principalmente en la capa de ozono de la estratosfera inferior, entre 20 y 35 kilómetros sobre la superficie de la Tierra. Es inestable a temperatura y presión normales y puede descomponerse en oxígeno por sí solo. El ozono tiene olor a hierba. Inhalar una pequeña cantidad es beneficioso para el cuerpo humano. Inhalar una cantidad excesiva es perjudicial para la salud (una sustancia pura no inflamable se puede convertir en ozono mediante una descarga eléctrica).
Propiedades físicas y químicas
El ozono es un alótropo del oxígeno y tiene un olor especial a temperatura ambiente
Fórmula estructural electrónica
Luz gas azul. La palabra inglesa ozono se deriva del griego ozono, que significa "olor".
El ozono existe principalmente en la capa de ozono de la estratosfera inferior a 20 kilómetros sobre la superficie terrestre, con un contenido de aproximadamente 50 ppm. Puede absorber los rayos ultravioleta de onda corta que son dañinos para el cuerpo humano e impedir que lleguen a la tierra, protegiendo así a los organismos de la superficie terrestre del daño ultravioleta.
En la atmósfera, las moléculas de oxígeno se descomponen en átomos de oxígeno (O) bajo la acción de una radiación de alta energía, y los átomos de oxígeno se combinan con otra molécula de oxígeno para producir ozono. El ozono también reacciona con átomos de oxígeno, cloro u otras sustancias libres y se descompone y desaparece. Debido a este proceso repetido de generación y desaparición, la concentración de ozono se puede mantener en un cierto estado de equilibrio.
Concentración segura
Según el libro "Ozone Technology Application Collection" editado por la Universidad de Tsinghua, la concentración de aplicación de ozono se basa en la concentración segura en el aire, la concentración en la aplicación y la aplicación en agua. La concentración, la concentración en el medio ambiente y la concentración en la percepción se clasifican y extraen para su uso en aplicaciones. La concentración segura de ozono a la que las personas pueden estar expuestas no es superior a 0,2 mg/m3.
◎Estándares de higiene de la industria del ozono: Asociación Internacional del Ozono: 0,1 ppm, 10 horas de exposición Estados Unidos: 0,1 ppm, 8 horas de exposición Alemania, Francia, Japón: 0,1 ppm. >◎Desinfección con ozono doméstico La cantidad de fuga de ozono fuera del gabinete no deberá exceder los 0,2 mg/m3 (a 1,5 metros de distancia). Después de un ciclo de desinfección, la cantidad de fuga de ozono no deberá exceder los 0,2 mg/m3 (a 1,5 metros de distancia). Después de un ciclo de desinfección, la cantidad de fuga de ozono no deberá exceder los 0,2 mg/m3 (a 1,5 metros de distancia), la concentración residual después de un ciclo de desinfección no deberá exceder los 0,3 mg/m3.
◎ Las pruebas en animales muestran que la concentración inicial de toxicidad del ozono es de 0,3 ppm y se puede oler el ozono en el aire humano. La concentración es de 0,02 a 0,04 ppm. Según los resultados de las pruebas de toxicidad del ozono en la función pulmonar, se recomienda 1,5 a 2,0. ppm será el límite superior de la concentración permitida de ozono. El Ministerio de Salud estipula que la concentración máxima permitida de ozono es de 0,3 mg/m3 (0,15 ppm).
Concentración de aplicación en el aire
◎Como desodorización y esterilización del aire, los requisitos de concentración de ozono son bajos, como 0,25 ppm (0,5 mg/m3), y como desinfección de superficies de artículos (matando microorganismos). , Para eliminar los contaminantes químicos), es necesario aumentar la concentración de ozono decenas de veces.
◎La concentración de ozono en la aplicación del aire está entre 1 mg/m3 ~ 10 mg/m3.
◎El efecto letal es bueno cuando la temperatura es baja y la humedad es alta, especialmente cuando la humedad es alta y la humedad relativa es inferior a 45, el ozono casi no tiene efecto letal sobre los microorganismos suspendidos en el aire. Aumenta gradualmente a 60 y alcanza el valor máximo a 95.
◎El ozono se utiliza para la desinfección en plantas de procesamiento de alimentos. 0,5 ~ 1,0 ppm pueden matar el 80% de las bacterias naturales del aire.
◎La desinfección del almacenamiento en frío requiere una concentración de ozono de 6 a 10 ppm. Después de 24 horas de cierre, la tasa de eliminación de bacterias en el almacenamiento es de aproximadamente el 90 % y la tasa de eliminación del moho es de aproximadamente el 80 %. .
◎Durante el almacenamiento de frutas, se pueden utilizar de 2 a 3 ppm de ozono para inhibir el crecimiento de moho y extender el período de almacenamiento 2 veces.
Concentración de la aplicación en agua
◎La solubilidad del ozono en la aplicación en agua está entre 0,1 mg/L y 10 mg/L. El valor bajo es la concentración mínima requerida para la desinfección y purificación del agua, y el valor alto es la concentración que puede alcanzar el "desinfectante de agua con ozono".
◎ Para la purificación con ozono del agua del grifo, el estándar internacional es un valor de solubilidad de 0,4 mg/L, y si se mantiene durante 4 minutos, el valor CT es 1,6.
◎El ozono restante puede mantener una concentración de 0,1~0,5 mg/L en agua durante 5~10 minutos para lograr fines de desinfección.
◎La desinfección y esterilización del agua con ozono son rápidas y la desinfección se produce en un instante. Una vez que el ozono en el agua alcanza una concentración, puede matar las bacterias en 0,5 a 1 minuto. Cuando la concentración es de 4 mg/l, la tasa de inactivación del virus de la hepatitis B alcanza 100 en 1 minuto.
◎Herbart informó: A 20 ℃, cuando la concentración de ozono en el agua alcanza 0,43 mg/L, se puede matar el 100% de E. coli, y a 10 ℃, solo 0,36 mg/L pueden matarlas. todo.
◎Cuando la concentración de ozono es de 0,25-38 mg/L, solo se necesitan unos segundos o minutos para inactivar completamente el virus de la hepatitis A (VHA).
◎La solubilidad del ozono en agua mineral está entre 0,4 ~ 0,5 mg/L, lo que puede cumplir con los requisitos de esterilización y conservación.
◎Al tratar agua embotellada, la solubilidad del ozono debe alcanzar un valor de 0,3~0,5 mg/L, y la dosis de ozono requerida debe cumplir con la cantidad de producción de 2 g de O en 1 m3 de agua. Según la experiencia práctica, una concentración de generación de ozono superior a 8 mg/L es una concentración que se logra fácilmente.
Descubrimiento
En 1840, cuando el alemán C.F. Scheibain electrolizó ácido sulfúrico diluido, descubrió el ozono y su generador.
Este gas desprende un olor especial, por lo que fue nombrado ozono. En 1785, cuando los alemanes utilizaban motores eléctricos, descubrieron que había un olor extraño cuando el motor se descargaba. En 1840, el científico francés Christian Fritsch determinó que se trataba de ozono.
El ozono se produce cuando el oxígeno de la atmósfera sufre reacciones fotoquímicas.
Por tanto, la capa de ozono se forma a una altura vertical de 15 a 25 kilómetros sobre el suelo, y su concentración es de 0,2 ppm.
Propiedades físicas
El ozono gaseoso es obviamente azul, el líquido es azul oscuro y el sólido es azul-negro. Su estructura molecular es triangular. A temperatura normal, temperatura normal y presión normal, el ozono en una concentración más baja es un gas incoloro. Cuando la concentración alcanza 15, aparece de color azul claro. El ozono es insoluble en oxígeno líquido, tetracloruro de carbono, etc., pero es fácilmente soluble en agua y su solubilidad en agua es mayor que la del oxígeno. A 0°C, bajo una presión atmosférica estándar, una masa de agua puede disolver 0,494 volúmenes de. ozono. A temperatura y presión normales, la solubilidad del ozono en agua es aproximadamente 13 veces mayor que la del oxígeno y 25 veces mayor que la del aire. Sin embargo, la estabilidad de la solución acuosa de ozono se ve muy afectada por las impurezas contenidas en el agua, especialmente en presencia de iones metálicos, el ozono puede descomponerse rápidamente en oxígeno, pero se descompone lentamente en agua pura. La densidad del ozono es 2,14 g/L (0 ℃, 0,1 MP), el punto de ebullición es -111 ℃ y el punto de fusión es -192 ℃. La estructura molecular del ozono es inestable y se descompone más fácilmente en el agua que en el aire. La Tabla 1-1 enumera las principales propiedades físicas del ozono y la Tabla 1-2 enumera la solubilidad del ozono en agua a diferentes temperaturas. Aunque el ozono es 10 veces más soluble en agua que el oxígeno, su solubilidad es en realidad muy pequeña porque obedece a la Ley de Henry, que establece que la solubilidad del ozono es directamente proporcional a la presión parcial y total del sistema. El contenido de ozono en el aire es extremadamente bajo, por lo que la presión parcial también es extremadamente baja, lo que obliga al ozono en el agua a escapar de la interfaz entre el agua y el aire, de modo que la concentración de ozono en el agua siempre está en un estado decreciente. .