Ozonskole
Her følger en kort introduksjon om ozon som oppsummerer egenskaper, grenseverdier og reguleringer, helseeffekter og kommersielle bruksområder.
Ozon finnes i naturen delvis som ett beskyttende lag mot ultrafiolette stråler i stratosfæren, og delvis som bakkenær ozon i atmosfæren. Ozon forbindes oftest med miljøtrusler som uttynning av ozonlaget og økte nivåer av bakkenær ozon.
Faktumet er at ozon brukes for å desinfisere luft og vann i en mengde industrielle prosesser bl.a. ved bleking av papirmasse. Ozon er et meget reaktivt molekyl som er ettertraktet for sin sterke oksidasjonsevne. Å bruke ozon for rensing er en velprøvd teknikk.
Ozonaggregat og ozongeneratorer brukes for luktfjerning i restauranter, kjøkken, søppelrom, hygienerom, samt til røyk/luktrensing av biler, hotellrom og bosteder.
Det er viktig å skille mellom industriell ozon, bakkenær ozon og ozon i stratosfæren.
Stratosfærisk ozon dannes i atmosfæren med solen som energikilde. Når vi snakker om ozonhull, betyr det at ozonet som dannes i stratosfæren gjennom solens stråling på en eller annen måte har minsket. Den største grunnen til at ozonlaget i stratosfæren blir tynnere er at vi bruker freoner som ozonet oksiderer (bryter ned) når de når stratosfæren.
Dannelsen av bakkenær ozon er en delvis naturlig prosess. Ozon dannes ved elektriske utladninger under tordenvær og i naturlige fotokjemiske reaksjoner f.eks. terpener som slippes ut av bartrær. Den økende mengden bakkenær ozon, det som blir sett på som en miljøfare, oppstår gjennom reaksjoner mellom sollys og gasser som nitrogenoksider og flyktige hydrokarbonforbindelser. For disse stoffene brukes ofte begrepene NOx og VOC (Volatile Organic Compounds).
Både nitrogenoksider, hydrokarboner og ozon finnes naturlig i atmosfæren. Luftens innhold av nitrogenoksider og hydrokarboner har imidlertid økt på grunn av dagens omfattende forurensningsutslipp.
Som et resultat har også ozoninnholdet i bakkenære luftlag steget. I Europa har det mer enn doblet seg siden slutten av 1800-tallet, mens på 1970-tallet økte det med omtrent 1 prosent per år. Først nå i de siste årene synes økningen å ha stanset opp.
Ozon er et kraftig oksiderende middel man skal ha respekt for, men ikke være redd for. Som alle andre oksiderende middel (f.eks. klor og hydrogenperoksid) er ozon giftig over visse grenseverdier. Ozon forekommer naturlig i våre omgivelser på nivåer rundt 0.01 – 0.15 ppm (~ 0,3 mg/m3) og kan forekomme i urbaniserte områder opptil 1.0 ppm. Til sammenligning kan det nevnes at elektrisk drevne maskiner som kopimaskiner, motorer og transformatorer produserer ozonnivåer rundt 0.5 ppm.
Man kjenner lukten av ozon lenge før det nærmer seg grenseverdinivået på 01 ppm. Man blir derfor alltid oppmerksom på at du er i et miljø med forhøyet ozonnivå. På den måten kan man også unngå det.
Om man utsettes for høyere dose av ozon i løpet av kortere tid, får man ofte irritasjoner i halsen og hoste. Dette gir ingen kroniske plager, men forsvinner i løpet av noen timer.
Ozon har blitt brukt kommersielt i over 100 år, og det er ikke rapportert om noen dødsulykker i forbindelse med eksponering for ozon.
Man skal sørge for å overholde eksisterende forskrifter og lover angående ozon. En enkel måte å ikke overskride noen risikogrenser er å installere en ozonmåler. Ozonmåleren kan vanligvis settes til å advare om forhøyet ozonnivå. Dette er et enkelt sikkerhetstiltak for at arbeidsmiljøet skal kjennes trygt.
Nivågrenseverdi (8 timer) = 0,1 ppm
Takgrenseverdi (15 minutter) = 0,3 ppm
(ppm = parts per million)
Ozon er tri-atomisk oksygen, dvs. O³ som naturlig finnes i naturens syklus. I store høyder i stratosfæren, 10–50 km over jordoverflaten, omdanner sollyset stadig en del av luftens oksygenmolekylene (O²) til ozon. Det naturlige ozonlaget som dannes her absorberer ultrafiolett lys fra solen såkalt UV-B-stråling (stråling innenfor bølgelengdeområdet 280–315 nm). Dette ozonlaget gjør det mulig for liv å i det hele tatt eksistere på jorden. Ozon som fremstilles industrielt produseres i generatorer via metoder med UV-lys eller Koronautladning. Den er basert på tørket luft eller oksygen (O²) som tilføres energi.
Oksygenmolekylet deles deretter i to oksygenatomer. Oksygenatomene kombineres deretter med et annet oksygenmolekyl, noe som resulterer i et molekyl som inneholder tre oksygenatomer, dvs. ozon.
Ozonmolekylet har et sterkt oksidasjonspotensial, noe som betyr at det lett reagerer med andre molekyler og bryter ned/omdanner de. Ozonmolekylet er en ustabil forbindelse, noe som betyr at hvis det ikke treffer på noen andre forbindelser som kan oksideres, vil oksygenmolekylet i ozonet krympe. Levetiden til ozon varierer fra noen minutter til oppimot noen timer avhengig av omgivelsestemperaturen, trykkforurensninger, etc.
Det finnes bestemmelser og lover som beskytter omgivelsene fra å bli utsatt for ozon. Det industrielle ozonet som dannes i ozongeneratorer bl.a. for å rense vann, luft eller for å være en del av noen form for prosess slippes derfor ikke ut i omgivelsen. I industrielle prosesser unngås det at industrielt produsert ozon slippes ut i naturen.
I de fleste anlegg for industrielt produsert ozon brukes brukes katalysatorer, noe som betyr at ozonet blir oksygen igjen i løpet av sekunder. I denne prosessen returneres formasjonsenergien i form av varme. Katalyse skjer spesielt gjennom katalytisk omdannelse ved at ozonoverskuddet passerer gjennom en destruktor (f.eks. Mangandioksid, aktivert karbon) eller alternativt termisk nedbryting (pyrolyse). Restprodukt blir til oksygen.
Ettersom ozon er en et ustabilt molekyl og nedbrytes spontant, må det genereres ”på plass”. Dette er en fordel ettersom man da unngår problemer med lagring og transport av gasser.
Ozon viser en stor forskjell sammenlignet med bruk av andre kjemikalier, som f.eks. klor. Derfor skal ozon sees som et mer miljøvennlig alternativ for disse applikasjonene. Man skal allikevel alltid ha respekt for ozon, men med en økt kunnskap om potensialet er ozon i mange tilfeller et betydelig bedre alternativ enn kjemikalier.
Det er også viktig å vite at ozon som brukes for å f.eks. desinfisere vann ofte har en konsentrasjon opptil 200 000 PPM. Når ozonet treffet vannet reduseres konsentrasjonen til mindre enn et fåtall PPM. Når den slippes ut igjen senere i luften er det sjelden man kan måle verdier over 0.1 PPM. Etter kort tid i vann finnes det ingen rester av ozon igjen i vannet.
I 1997 fikk ozon GRAS-status (Generally Recognized As Safe) for bruk innen matindustrien av FDA (Food and Drug Administration) i USA. Klassifiseringen innebærer at ozon er tillat som sanering og desinfeksjonsmiddel for mat når det brukes i mengder og i applikasjoner som harmonerer med GMP (Good Manufacturing Practises). GMP brukes i dag av mange mat- og legemiddelindustrier i samsvar med lover og bestemmelser for miljø, mennesker og kvalitet.
Selv før ozon fikk GRAS-status ble det brukt i matindustrien. Forklaringen er at ozon har klare fordeler sammenlignet med f.eks. klor. Ozonet etterlater ingen farlige biprodukter etter bruk, noe som kan forekomme ved bruk av klor.
Ved bruken av ozon finnes det en grenseverdi for hvor mye ozon som er tillatt i omgivelsesluften. Den hygieniske grenseverden for ozon er 0,1 ppm som nivågrense, og 0,3 ppm som takgrense. Nivågrensen refererer til eksponering i løpet av en arbeidsdag og takgrensen refererer til eksponering i løpet av 15 min.
Eksempel på bruksområder for ozon: