Ozon Nedir ?
Aktive edilmiş oksijen olarak da bilinen ozonun hammaddesi oksijendir (O2) ve üç oksijen atomundan (O3) oluşur. Etkisi oldukça güçlü ve doğal bir dezenfektandır. Antibakteriyel ve antiviral olarak da kullanılmakla birlikte organik maddelerden kaynaklanan kötü kokuları da gidermektedir. Detoksifiye edici ve barsak parazitlerini öldürücü etkiye sahip olan ozon son derece yükseltgen bir gaz olduğundan, aynı zamanda endüstride sterilizasyon amacıyla da kullanılmaktadır.
Güneşin ultraviyole ışınları ve yıldırım anında ortaya çıkan elektrik arkları ile doğada kendiliğinden oluşan ozon gazı, yeryüzünde ozon jeneratörleri aracılığıyla da elde edilebilmektedir. Havadaki oksijen, aralarında belirli uzaklık bulunan ve belirli voltaj yüklü iki elektrottan geçer ve böylece gaz halindeki oksijen ozon gazına çevrilir. Ozon jeneratörleri ile 1 gr ozon elde etmek için yaklaşık 20-25 w elektrik enerjisine ihtiyaç duyulur. 1 gr ozon 1m3 suda bulunan mikroorganizmaların tamamını 5 dk içinde yok edebilmektedir.
Ozonun yarılanma ömrü uygulanan doza bağlı olarak değişmekle birlikte ortamda çok kısa bir süre bulunur ve kalıntı bırakmadan hammaddesi olan oksijene hızlı bir şekilde indirgenir. Ozon gazının yarılanma ömrü bakteri, virus ya da kötü kokularla etkileşmesiyle daha da kısalır.
Ozon gazı, ürünün raf ömrünün uzatmak, kötü kokuları gidermek, suyun dezenfeksiyonu ve oksijen bakımından zenginleştirilmesi amacıyla kullanılabilir. Klora göre 3125 kat daha etkili olan ozon, güçlü bir virüs ve bakteri öldürücü etkinliğe sahiptir. Gıda ve İlaç Dairesi Merkezi (Food and Drug Administration, FDA) gıda işletmelerinde ozon kullanımını 2001 yılında onaylamış ve tavsiye etmiştir
Bugüne kadar ozon gazının neden olduğu hiçbir ciddi rahatsızlığa rastlanmamıştır. Ancak uzun süre ozona maruz kalma durumunda solunum sistemi rahatsızlıklarına (solunum güçlüğü, akciğer ödemi gibi) sebep olabilmektedir.
Ozon gazı yaklaşık 100 yıldan beri bilinen bir gazdır. İsmi Yunanca “koklamak” anlamına gelen ozein’den gelir. Ozon gazı Alman kimyacı Christian Friedrich Schönbein tarafından 1840 yılında keşfedilmiştir.
Ozon gazı, 1893 yılında içme sularında dezenfektan olarak, 1909 yılında soğuk hava depolarında yenilebilir etlerin korunmasında, 1939 yılında meyve ve sebzelerde mikotoksin oluşumunun önlenmesinde kullanılmıştır. 1982 yılında FDA tarafından şişe sularında kullanımı onaylanan ozon gazının uygulanmasıyla ilgili olarak 1995 yılında bazı düzenlemelere gidilmiştir. 1997-2000 yılları arasında yapılan araştırmalar sonucunda ozon gazının gerek içme sularında gerekse de gıdalarda koruyucu madde olarak kullanılması FDA tarafından resmi olarak onaylanmıştır. Ozon gazı 2000-2004 yılları arasında Çevre Koruma Ajansı (Environmental Protection Agency, EPA) tarafından da dezenfektan olarak kabul edilmiştir.
Avrupa’da uzun yıllardan beri kullanılan, ABD’nin de 1997 yılında GRAS ( Generally Recognized as Safe – Genel Olarak Güvenilir Gıda Katkısı) statüsüne alınan Ozon’a bilim adamlarının ve gıda üreticilerinin ilgisi giderek artmıştır. ( Graham 1997, Kim et al. 1999, Moore et al. 2000, Manousaridis etal. 2005). 2000 yılının Ağustos ayında, FDA Amerika’da gıdaların işlenmesinde ve depolanarak muhafaza edilmesinde, ozonun su ve gaz fazı seklinde doğrudan kullanımına izin vermiştir (Khadre et al. 2001). Buna karsın Avrupa’nın birçok ülkesinde, İskandinav ülkelerinde, Japonya’da ve birçok ülkede ozonun su ve hava yoluyla gıda ürünlerinin dezenfeksiyonuna ve çeşitli ortamlardaki havanın dezenfektasyonunda kullanılmaktadır.
Ozon gazı temel olarak iki şekilde oluşur:
Doğadaki Ozon
Enerji yoğunluğu olan hava koşullarında, bu yüksek enerjinin boşalması esnasında oluşan elektrik arkları, oksijen molekülünü parçalayarak parçalanan atomu, bir diğer oksijen molekülüne bağlar. Bu sayede ozon molekülü kendiliğinden oluşur. Ozon, dünyayı kuşatan stratosfer tabakasındaki en önemli gazlardan birisidir ve yeryüzünden 10-50 km yükseklikte bulunur. Atmosferdeki maksimum konsantrasyonu yeryüzünden 20-30 km yükseklikte 10 ppm’dir .
Ozondan oluşan ozon tabakası güneşten gelen ve gerek dünyamız ve gerekse de cildimiz için tehlikeli ve yıkıcı etkileri olan morötesi (UV) ışınların enerjisini emerek yeryüzüne ulaşmasını engelleyen bir filtredir. Böylece yeryüzündeki biyolojik dengeyi sürdürmeye yardımcı olur. Ancak endüstriyel gazların (kloroflorokarbonlar ve diğer halojenli bileşikler) koruyucu ozon gazlarını parçalaması ve ozon moleküllerinin azalması sonucunda, filtreleme yapacak yeterli ozonun kalmamasına bağlı olarak deri kanserine sebep olabilen ve genetik süreçleri etkileyebilen UV ışınlarının absorbe edilememesiyle ozon deliği şekillenir (Anon, 2005h). Bu gazların her ikisi de troposferde aşırı düzeyde stabil olan moleküllerdir ve atmosferik yaşam süreleri 60-100 yıldır. Bunlar eğer stratosferik ozon tabakasına göç ederlerse burada karşılaştıkları UV ışınlarının etkisiyle parçalanırlar ve sonuçta ozonla reaksiyona giren klor veya brom atomları oluşur. Ozon deliği Antarktika üzerinde son yıllarda keşfedilmiştir. Bu bölgede mevsimsel olarak stratosferdeki ozon miktarı %50 oranında düşer. Bu durum kış mevsiminde stratosferde kloroflorokarbonlardaki klor atomunu salan bulutların oluşumuna bağlıdır. Klor, baharda güneş ışıkları görünmeye başladığında geniş bir alanda ozon tükenmesine neden olur.
Ozon Jeneratörleri
Oksijen molekülünü parçalayarak, elde edilen atomlardan birini, bir başka oksijen molekülüne bağlayarak ozon elde edilmesini sağlayan makinelere genel olarak ozon jeneratörleri denir. Bu cihazlar, havadaki oksijeni aralarında belirli uzaklık bulunan ve belirli voltaj yüklü iki elektrottan geçirerek gaz halindeki oksijeni (O2) ozon gazına (O3) çevirme prensibine dayanarak çalışır.
Ozon gazı genellikle UV ışınları ve elektrik aracılığı ile olmak üzere iki yöntemle elde edilir. UV ışınları ile ozon elde etme yönteminde, UV lambasına gerek duyulması, ozon jeneratörlerinin sürekli çalışmasından dolayı periyodik olarak bakımının yapılması, maksimum ozon konsantrasyonun 185 nm dalga boyunda 2 g/saat olması ve elektrik tüketiminin oldukça fazla olmasından dolayı bu yöntemin günümüzde kullanımı oldukça azdır. Bu yüzden genellikle yıldırım çarpması prensibiyle çalışan ve elektrik akım aracılığı ile ozon elde edilen jeneratörler kullanılır. Elektrik akımı aracılığı ile elde edilen ozon için havadaki oksijenden yararlanılır.