Ozonun Etkileri

OZON GAZININ GENEL ÖZELLİKLERİ

Ozon, dünyanın etrafında koruyucu kalkan olarak bulunur ve öldürücü etkiye sahip olan güneşin radyasyon etkisine karşı canlıları korur. Hammaddesi oksijen olan ozon gazı güneşin ultraviyole ışını ve yıldırım anında ortaya çıkan elektrik arkları ile doğal olarak oluşmaktadır. Yağmurlu fırtına sonrası algılanan taze-temiz hava, ozon kokusudur.

Oksijen döngüsünde bulunan ozon tabakası yeryüzünden 10-50 km uzaklıktadır ve yaklaşık 23 km yükseklikte en yüksek yoğunlukta bulunur. Ozon tabakası güneşten gelen morötesi  (UV) ışınları (3×10-9 m’den küçük kısa dalgalı ve 1x 1017 hertzden büyük yüksek enerjili ışınlardır) tutar. Özellikle 290 nm’den daha kısa dalga boylu ışınları (morötesi ışınlar) absorbe ederek yeryüzüne ulaşmalarını ve böylece canlılar üzerinde zararlı olmalarını önler.

Ozon gazının hammaddesi oksijendir (O2) ve üç oksijen atomundan (O3)  oluşur (Şekil 2.) Kararsız (non-stabil) halde bulunur ve çok kısa süre içerisinde oksijene dönüşür. Doğal olması, yan etkisinin bulunmaması ve sudaki çözünürlüğünün oksijene göre 12 kat daha fazla olması en önemli özellikleridir.     image002
Şekil 2. Ozon gazının kimyasal formülünün yapısı

Ozon gazı açık mavi renktedir ve kendine özgü bir kokusu vardır. Bu koku, havadaki miktarı 0,02-0,05 ppm olduğunda hissedilir.

Yarılanma ömrü ortalama olarak 30 dk olan ozon gazı ortamda çok kısa bir süre bulunur ve hızlı bir şekilde oksijene indirgenir. Bu süre özellikle ozon gazının başta sıcaklık olmak üzere bakteri, virus, mantar gibi mikroorganizmalarla etkileşmesiyle daha da kısalır.

Ozonun gaz ve sıvı halde sıcaklığa bağlı yarılanma ömrü

Gaz

Sıcaklık  (°C)

Yarılanma ömrü

-50

3 ay

-35

18 gün

-25

8 gün

20

3 gün

120

1,5 saat

250

1,5 saniye

Sıvı (pH=7)

15

30 dakika

20

20 dakika

25

15 dakika

30

12 dakika

35

8 dakika

Ozon gazı normal sıcaklıklarda oksijene parçalanır. Parçalanma işlemi bazı kimyasal maddeler ve sıcaklık aracılığı ile hızlanır.

Ozon diğer dezenfektanlardan farklı olarak yüksek oksidasyon gücüne sahiptir ve gaz veya sıvı ortamda uygulanabilir. Hipoklorik asitten (HOCl) 25 kat, hipokloritten (OCl) 2500 kat, klordan (Cl) 3125 kat, kloraminden (NH2Cl) 5000 kat daha etkili olmasına karşın, onlar gibi atık ve zararlı maddeler ortaya çıkarmaz.

Ozon gazı ve diğer bazı dezenfektanların karakteristik ve algılanabilir koku özellikleriyle molekül ağırlıkları

  Karakteristik koku

Algılanabilir koku (ppm)

Molekül ağırlığı (g/mol)

  Amonyak (NH3)  Keskin, irkiltici, yakıcı

10-15

17,03

  Klor (Cl)  Sert, boğucu

1-2

70,91

  Kükürtdüoksit (SO2)  Boğucu, kokulu

0,5

64,07

  Formaldehit (HCHO)  Keskin, mukozaları yakıcı

0,05-1

30,03

  Ozon (O3)  Fotokopi makinaları, yıldırım  çakmasından sonra yüksek  yerlerde veya deniz kıyısında  algılanan taze temiz hava  kokusu

0,02-0,05

48

Klor ve diğer halojenli dezenfektanlar (brom, iyot, klor vb) en az 1 ppm ile 3 ppm arasında suda kalıntı bırakırlar. Klor, suya verildiğinde biyosid olarak etkili olmayan kloraminlere dönüşür. Çoğunlukla sudaki kloraminler ısı ve havanın etkisiyle kanserojen bir madde olan kloroforma dönüşür. Klorlamadan kaynaklı bir diğer yan ürün ise trihalometanlardır (THM). Kısmen oksitlenen organik maddelerden oluşan THM’lar oldukça tehlikeli kanserojen (özellikle böbrek ve kolon üzerine) maddelerdir.

Ozon gazı, gaz halinde bulunan diğer dezenfektanlara göre ise daha etkili bir bakterisidtir. Bu bağlamda sülfürdioksitten 160, formaldehitten 37 ve hidrosiyanik asitten 1,7 kat daha etkilidir.

  Özellikleri   OZON
 Adı  Ozon, Triatomik oksijen, Aktif oksijen
 Moleküler formülü  O3
 Bileşenleri  Oksijen atomu
 Moleküler Ağırlığı  48
 Kaynama  -111,3 C
 Renk  -146 C açık mavi sıvı halde
 Renk  -220 C koyu mavi kristal halde
 Renk  C renksiz gaz halde
 Koku  0,02 ppm. den sonra hissedilir koku, Yarılanma ömrünü  tamamladıktan  sonra koku kalmaz.
 Sudaki çözünürlük  O C derece     0,64
 Yoğunluk  2,144
 Mak.Müsade edilir ort.Kons.  0,240 mg/m3. Havada

 

Ozon gazı çevreye ve insana zarar vermeden virüsleri, bakterileri, mantarları ve onların sporlarını etkili ve hızlı bir şekilde yok ederken, güvenli, temiz ve berrak bir ortam oluşturur

Ozonun bakterilere etki şekli.

image004

 

1. Bakteri hücresi
2. Ozon moleküllerinin bakteri hücresi ile teması ve penetrasyonu
3. Bakteri hücre duvarına  penetre olmuş ozon moleküllerinin hücre duvarında açmış oldukları boşluklar
4. ve 5. Ozon moleküllerinin bakteri hücre duvarında meydana getirdikleri etki
6. Bakteri hücresinin parçalanması

 

Kowalski ve ark. (1998), yaptıkları bir çalışmada gaz halinde uygulanan ozonun Escherichia coli ve Staphylococcus aureus etkenleri üzerine olan etkisini incelemişler ve her iki bakteri türünün petri kutusunda üreme ve gelişmesini incelemişlerdir. Kowalski ve ark. ozon gazını 300-1500 ppm dozda ve 10-480 sn süre ile değişen oranlarda uygulamışlar ve başarılı sonuçlar elde etmişlerdir.Ozon gazı, bakteri hücresinde metabolik olayların gerçekleştirilmesinde rol oynayan enzimatik reaksiyonları engelleyerek etkisini gösterir. Yapılan bir araştırmada nem oranının % 60 olduğu ortamda ozon gazının 0,023-2,0 ppm (ortalama 0,04 ppm) dozunda uygulanmasıyla agarlı petri kutularında bulunan Streptococcus salivarus, Streptococcus-C ve Staphylococcus albus etkenleri üzerinde bakterisid etki oluşturduğu belirtilmiştir. Viruslar bakterilerden farklı olarak üreme ve gelişmeleri için canlı bir hücreye ihtiyaç duyarlar. Ozon gazı virusların da protein yapısını oluşturan nükleik asitlerin ve dolaysıyla deoksiribo nükleik asit (DNA) ve ribo nükleik asit (RNA)’lerin yapısını bozarak etki gösterir. Bu amaçla ozon gazı 0,07-2,5 mg/l dozda 10 sn veya birkaç dakika süre ile uygulanır.

 

image005   image007  image009
Ozon gazı uygulanmamış petri kutusunda şekillenen bakteri üremesi 1 saat süreyle ozon gazı uygulamasına bağlı şekillenen bakteri üremesi 2 saat ozon gazı uygulamasına bağlı şekillenmemiş bakteri üremesi

 

Ozon gazının bakteri üremesi üzerine etkisi (Kowalski ve ark., 1998).

6.A-Bazı mikroorganizmaları ortamdan uzaklaştırmak amacıyla uygulanan ozon gazının dozu ve süresi

 Patojen mikroorganizmalar  Uygulama dozu  Uygulama süresi
 Bakteri
 Bacillus Bacteria  0,2 m/l  30 sn
 Bacillus Anthracis (insana bulaşıcı
anthrax’a yol açar.)
 Ozon karşısında dirençsizdir
 Bacillus cereus  0.12 mg/l (suda)  5 dk
 B. cereus (sporları)  2.3 mg/l (suda)  5 dk
 Bacillus subtilis  0.1 ppm  33 dk
 Bacteriophage f2  Suda 0,41 mg/l  10 sn
 Botrydis cinerea  3.8 mg/l  2 dk
 Candida bacteria  Ozon karşısında dirençsizdir
 Clavibacter michiganense  1.1 mg/l  5 dk
 Cladosporium  0-10 ppm  12 dk
 Clostridium bacteria  Ozon karşısında dirençsizdir
 Clostridium botulinum ve sporları  0.4 – 0.5 mg/l  Çok hassas
 Diptheria pathogen  1,5-2 mg/l  Çok hassas
 E. coli (dışkıda)  0.2 mg/l  30 sn
 E. coli (temiz suda)  0.25 mg/l  1,6 dk
 E. coli (atık suda)  2.2 mg/l  19 dk
 Eberth bacillus  1,5-2 mg/l  Çok hassas
 Endamoebic Cysts bacteria  Ozon karşısında dirençsizdir
 Klebs-Loffler Bacillus  1,5 – 2 mg/l  Çok hassas
 Legionella pneumophila  0,32 mg/l Suda  20 dk
 Luminescent Basidiomycetes
(melanin pigmentsiz)
 100 PPM  10 dk
 Mucor piriformis  3,8 mg/l  2 dk
 Salmonella typhimurium  0.25 mg/l  1,67 dk
 Staph. Epidermidis  0.1-ppm  1,7 dk
 Streptococcus bacteria  0.2 mg/l  30 sn
 Penicillium Bakteri  Ozon karşısında dirençsizdir
 Proteus Bakteri  Ozon karşısında dirençsizdir
 Pseudomonas Bakteri  Ozon karşısında dirençsizdir
 Salmonella Bakteri  Ozon karşısında dirençsizdir
 Schistosoma Bakteri  Ozon karşısında dirençsizdir
 Staphylococci  1,5 – 2mg/l  Çok hassas
 Verticillium dahliae  1,1 mg/l  20 dk
 Virbrio Kolera Bakteri  Ozon karşısında dirençsizdir
 Virus
 Adenovirus (type 7a)  Ozon karşısında dirençsizdir
 Encephalomyocarditis virus  0.1-0.8 mg/l  30 sn
 Enterovirus  0.1-0.8 mg/l  30 sn
 Coxsackie virus A9  0.035 mg/l for (suda)  10 sn
 Coxsackie virus B5  0.4 mg/l  2,5 dk
 Cryptosporidium  5-10 ppm  Ozon karşısında dirençsizdir
 Echo virus 1, 5, 12, 29  1 mg/l  1 dk
 Enteric virus  4.1 mg/l (atık suda)  29 dk
 GDVII virus  0.1-0.8 mg/l  30 sn
 Giardia lamplia cysts  0.5-0.6 ppm  Ozon karşısında dirençsizdir
 Hepatitis A virus  0.25 mg/l (fosfat buffer)  2 sn
 Herpes virus  0.1-0.8 mg/l  30 sn
 H1N1 virüs  Ozon karşısında dirençsizdir
 Influenza virus  0.4- 0.5 mg/l  Çok hassas
 Mycobacterium avium  0.17 mg/l  Çok hassas
 Mycobacterium foruitum  0.25 mg/l  (suda)  1,6 dk
 Onfecttious hepatitis  Ozon karşısında dirençsizdir
 Phytophthora parasitica  3.8 mg/l  2 dk
 Poliom yelitis virus  0.3-0.4 mg/l  3-4 dk
 Polio virus type 1  0.25 mg/l (suda)  1,6 dk
 Rotavirus  0.006 ppm / 0.06 ppm  Ozon karşısında dirençsizdir
 Rhabdovirus virus  0.1-0.8 mg/l  30 sn
 Tobacco mosaic  Ozon karşısında dirençsizdir
 Vesicular stomatitis  0.1-0.8 mg/l  30 sn
 Mikotoksin
 Aspergillus niger  1.5 -2 mg/l  Çok hassas
 Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici  1.1 mg/l  10 dk
 Fusarium oxysporum f.sp. melonogea  1.1 mg/l  20 dk
 Mayalar
 Candia albicans-all forms  Ozon karşısında dirençsizdir
 Common yeast cake  Ozon karşısında dirençsizdir
 Saccharomyces cerevisiae  Ozon karşısında dirençsizdir
 Saccharomyces ellipsoideus  Ozon karşısında dirençsizdir
 Mantarlar
 Aspergillus candidus  Ozon karşısında dirençsizdir
 Aspergillus flavus (sarımsı-yeşil)  Ozon karşısında dirençsizdir
 Aspergillus glaucus (mavimsi-yeşil)  Ozon karşısında dirençsizdir
 Aspergillus niger (siyah)  Ozon karşısında dirençsizdir
 Aspergillus terreus, saitoi & oryzac  Ozon karşısında dirençsizdir
 Botrytis allii  Ozon karşısında dirençsizdir
 Colletotrichum lagenerium  Ozon karşısında dirençsizdir
 Fusarium oxysporum  Ozon karşısında dirençsizdir
 Grotrichum  Ozon karşısında dirençsizdir
 Mucor recomosus  Ozon karşısında dirençsizdir
 Mucor piriformis  Ozon karşısında dirençsizdir
 Oospora lactis (beyaz)  Ozon karşısında dirençsizdir
 Penicillium cyclopium  Ozon karşısında dirençsizdir
 P. chrysogeum & citrinum  Ozon karşısında dirençsizdir
 Penicillium digitatum (zeytin yeşili)  Ozon karşısında dirençsizdir
 Penicillium glaucum  Ozon karşısında dirençsizdir
 Penicillium expansum (zeytin yeşili)  Ozon karşısında dirençsizdir
 Penicillium egyptiacum  Ozon karşısında dirençsizdir
 Penicillium roqueforti (yeşil)  Ozon karşısında dirençsizdir
 Rhizopus nigricans (siyah)  Ozon karşısında dirençsizdir
 Rhizopus stolonifer  Ozon karşısında dirençsizdir

Oldukça geniş kullanım alanı olan ozon gazı insanların sağlığını olumsuz yönde etkileyecek etkileri yok gibidir. Ancak uygulanan doza göre ozon gazıyla ilgili zehirlenmeler şekillenebilir.

Avrupa’da içme sularında da dezenfektan olarak kullanılan ozon gazıyla ilgili olarak, zehirlenmeye bağlı herhangi bir literatür bilgisine rastlanmamıştır. Ancak insanlar 1,5 ppm konsantrasyonundaki ozon gazını 5 dk’ya kadar tolare edebilirler ki, bu durum içi duman dolu kapalı bir odada durmaya benzetilebilir. Mesleki Güvenlik ve Sağlık Dairesi Merkezi (Occupational Safety and Health Agency, OSHA) günde 8 ve haftada 40 saat süreyle 0,08 ppm konsantrasyonunda ozona maruz kalan insanlarda baş ve boğaz ağrısı ile göz ve burunda yangı şekillendiğini bildirmiştir. OSHA aynı zamanda kapalı bir mekanda bulunmasına izin verilen maksimum ozon miktarını 0,1 ppm/8 saat  (200 ug/m3/8 saat) olarak belirtmiştir. Bu miktar aynı zamanda Amerika Birleşik Devletleri, Kanada, Büyük Britanya ve diğer Avrupa ülkelerinde insanların çalışma alanlarında bulunmasına izin verilen ozon konsantrasyonudur.

İnsanlarda ozon gazıyla ilgili meydana gelebilecek rahatsızlanma belirtilerinin başlıcaları; Göz, burun ve boğaz bölgesinde irritasyon, sinüsitis, öksürük, baş ağrısı, baş dönmesi, kısa aralıklı soluk alma, mide bulantısı ve alerjik reaksiyonlardır. Ayrıca uzun süreyle 1 ppm miktarda ozona maruz kalınması gibi kronik olgularda bronşiollerde incelme, kronik bronşitis, amfizem, astım akciğer ödemi görülür.