Allmänt om ozon

Här följer en kort introduktion om ozon som sammanfattar egenskaper, gränsvärden och regleringar, hälsoeffekter och kommersiella tillämpningar.

Ozon finns i naturen dels som ett skyddande lager mot ultravioletta strålar i stratosfären, dels som marknära ozon i atmosfären. Ozon förknippas oftast med miljöhot som uttunning av ozonskiktet och ökad halt av marknära ozon.

Faktum är att ozon används för att desinficera luft och vatten i en mängd industriella processer bl.a. vid blekning av pappersmassa. Ozon är en mycket reaktiv molekyl som är eftertraktad för sin starkt oxiderande förmåga. Att använda ozon för rening är en väl beprövad teknik.

Ozonaggregat och ozongeneratorer används för luktborttagning i restauranger, kök, soprum och hygienutrymmen samt till rök/luktsanering av bilar, hotellrum och bostäder.

”Olika” ozon
Det är viktigt att skilja mellan industriellt ozon, marknära ozon och ozon i stratosfären.

Stratosfäriskt ozon bildas i atmosfären med solen som energikälla. När man talar om ozonhål innebär det att det ozon som bildas i stratosfären genom solens instrålning på något sätt har minskat. Den största anledningen till att ozonlagret i stratosfären tunnas ut är att vi använder freoner som ozonet oxiderar (bryter ner) när de når stratosfären.

Bildning av marknära ozon är en delvis naturlig process. Ozon bildas vid elektriska urladdningar under åskväder och i naturliga fotokemiska reaktioner t.ex. terpener som avges från barrskog. Den ökande mängden marknära ozon, det som ses som en miljöfara, uppkommer genom reaktioner mellan solljus och gaser som kväveoxider och flyktiga kolväteföreningar. För dessa ämnen används ofta beteckningarna NOx respektive VOC (Volatile Organic Compounds).

Både kväveoxider, kolväten och ozon finns naturligt i atmosfären. Luftens innehåll av kväveoxider och kolväten har dock ökat på grund av dagens omfattande föroreningsutsläpp.

Därigenom har också ozonhalten i marknära luftskikt stigit. I Europa har den gott och väl fördubblats sedan slutet av 1800-talet, ännu på 1970-talet ökade den med omkring 1 procent per år. Först under senare år tycks ökningen ha avstannat.

Hälsoeffekter
Ozon är ett kraftfullt oxiderande medel man ska ha respekt för, men inte vara rädd för. Som alla andra oxiderande medel (t.ex. klor och väteperoxid) är ozon toxiskt över vissa gränsvärden. Ozon förekommer naturligt i vår omgivning i halter omkring 0.01 – 0.15 ppm (~ 0.3 mg/m³) och kan i urbaniserade områden förekomma upp till 1.0 ppm. Jämförelsevis kan nämnas att elektriskt drivna maskiner som kopieringsmaskiner, motorer och transformatorer producerar ozonhalter kring 0.5 ppm.

En fördel med ozon är dess karaktäristiska lukt. Man känner lukten av ozon långt innan det närmar sig nivågränsvärdet på 0,1 ppm. Man blir därför alltid medveten att man vistas i en miljö med förhöjd ozonhalt. På så vis kan man också undvika det.

Symptom på människor som utsätts för ozonhalter:

› 0.1-1 ppm Huvudvärk, halstorrhet, irritation i ögonen.
› 1-100 ppm Astmaliknande symptom, trötthet, avsaknad av aptit.

Om man utsätts för högre dos av ozon under kortare tid, får man ofta irritationer i halsen och hosta. Detta ger inga kroniska besvär utan försvinner inom några timmar.

Ozon har kommersiellt använts i över 100 år och ännu har ingen dödsolycka rapporterats i samband med exponering för ozon.

Man ska se till att följa bestämmelser och lagar som finns angående ozon. Ett enkelt sätt är att inte överskrida några riskgränser är att installera en ozonmätare. Ozonmätaren kan i regel ställas in för att varna för förhöjd ozonhalt. Detta är en enkel trygghetsåtgärd för att arbetsmiljön ska kännas säker.

Hygieniska gränsvärden för ozon:
Nivågränsvärde (8 timmar)     = 0,1 ppm
Takgränsvärde (15 minuter)    = 0,3 ppm
(ppm = parts per million)

Ozonfakta
Ozon är tri-atomärt syre d.v.s. O₃ som naturligt återfinns i naturens kretslopp. På hög höjd i stratosfären, 10–50 km ovanför jordytan omvandlar solljuset ständigt en del av luftens syremolekyler (O₂) till ozon. Det naturliga ozonskiktet som skapas här, absorberar ultraviolett ljus från solen s.k. UV-B-strålning (strålning inom våglängdsområdet 280–315 nm). Detta ozonlager gör det möjligt för liv att överhuvudtaget existera på jorden.

Ozon som framställs industriellt produceras i generatorer via metoder med UV-ljus eller en Corona-urladdning. Man utgår från torkad luft eller syrgas (O₂) som tillförs energi.

Syremolekylen delas då upp i två syreatomer. Syreatomerna förenar sig därefter med en annan syremolekyl vilket gör att man får en molekyl innehållande tre syreatomer d.v.s. ozon.

Ozonmolekylen har en kraftig oxidationspotential vilket innebär att den lätt reagerar med andra molekyler och bryter ner/omvandlar dessa. Ozonmolekylen är en instabil förening vilket innebär att om den inte träffar på någon annan förening som kan oxideras, återbildas syremolekyler från ozonet. Livslängden för ozon varierar från några minuter uppemot någon timme beroende på omgivningens temperatur, tryck föroreningar, etc.

Det finns bestämmelser och lagar som skyddar omgivningen från att bli utsatt för ozon. Det industriella ozonet som skapas i ozongeneratorer bl.a. för att rena vatten, luft eller för att ingå i någon form av process släpps därför inte ut till omgivningen. I industriella processer undviker man att industriellt producerad ozon släpps ut till naturen.

I de flesta anläggningar för industriellt producerat ozon används katalytiska konvertorer som innebär att ozonet på delar av en sekund åter blir ozon. Vid denna process tillbakaförs bildningsenergin i form av värme. Katalysering kan ske i huvudsak genom katalytisk omvandling genom att ozonöverskottet passerar en destruktor (t.ex. mangandioxid, aktiverat kol) eller alternativt termisk destruktion. Restprodukt blir syrgas.

Eftersom ozon är en instabil molekyl och sönderfaller spontant måste den genereras ”på plats”. Detta är en fördel eftersom man då undviker problemen med lagring och transport av gaser.

Ozon uppvisar stor skillnad jämfört användning av andra kemikalier som t.ex. klor. Därför ska ozon ses som ett miljövänligare alternativ för dessa applikationer. Man skall dock alltid ha respekt för ozon, men med en ökad kunskap om potentialen är ozon i många fall ett betydligt bättre alternativ än kemikalier.

Viktigt att veta är också att ozon som används för att t.ex. desinficera vatten ofta har en koncentration upp till 200 000 PPM. När ozonet träffar vattnet reduceras koncentrationen till mindre än ett fåtal PPM. Vid senare återavgivning till luften är det sällsynt man kan mäta upp värden över 0.1 PPM. Efter en kort tid i vatten finns inga rester av ozon kvar i vattnet.

Gränsvärden/regleringar
1997 fick ozon GRAS-status (Generally Recognized As Safe) för användning inom livsmedelsbranschen av FDA (Food and Drug Administration) i USA. Klassificeringen innebär att ozon är tillåtet som sanerare och desinfektionsmedel för livsmedel när det används i mängder och i applikationer som harmonierar med GMP (Good Manufacturing Practises). GMP används i dag av många livsmedels- och läkemedelstillverkare i enlighet med lagar och bestämmelser för miljö, människa och kvalitet.

Redan innan ozon fick GRAS-status användes det i livsmedelsindustrin. Förklaringen är att ozon har klara fördelar jämfört med t.ex. klor. Ozonet lämnar inga farliga biprodukter efter användning, vilket kan förekomma vid användandet av klor.

Vid användning av ozon finns ett gränsvärde för hur mycket ozon som är tillåtet i omgivningsluften. De hygieniska gränsvärdena för ozon är 0,1 ppm som nivågräns och 0,3 ppm som takgräns. Nivågränsen refereras till exponering under en arbetsdag och takgränsen refererar till exponering under 15 min.

 

Ozonets egenskaper

• Kemiskt namn: Ozon
• Utseende: Färglös gas vid rumstemperatur
• Lukt: Skarp stickande, ”kloraktig”
• Bruttoformel: O₃
• CAS-nummer: 10028-15-6
• Molekylvikt: 48.0 g/mol
• Densitet
  Gas: 2.144 kg/m³ (vid NTP)
  Fluid: 1574 kg/m³ (vid -183ºC)
  Solid: 1728 kg/m³
  
• Löslighet i vatten: 4.9 ml/l (vid 0ºC)
• Kokpunkt: -111.9ºC (vid 1 atm)
• Smältpunkt: -192.5ºC (vid 1 atm)
• Kritisk temp: -12.1ºC
• Kritiskt tryck: 5460 kPa
• Ångbildning, värme: 681 kJ/m³ (vid NTP)

Kommersiella tillämpningar

Exempel på tillämpningar för ozon:

• Brandsanering: Eliminering av röklukt.
• Fastigheter: Luktborttagning i bostäder och soprum.
• Fiskindustri: Luktreduktion och vattenrening.
• Fordon: Luktborttagning efter rök, mögel och djurlukter.
• Gummi & plast industri: Bekämpning av lukter.
• Hotell: Luktborttagning efter rök, parfym och kroppsodörer.
• Livsmedelsindustri: Luktreduktion, bakteriebekämpning.
• Marin: Rening av frånluft från svart och gråvatten.
• Pappersmassa: Blekning av pappersmassa, luktreduktion.
• Pumpstationer: Luktbekämpning.
• Restaurang: Luktreduktion i soprum samt frånluftsrening.
• Soprum: Kontinuerlig luktbortagning, bakteriebekämpning.
• Stallar: Luktborttagning, reducering av ammoniak och sulfater.
• Vattenskadesanering: Luktreduktion och mögelreducering.
• Vattenverk: Rening av dricksvatten.

Källa: Swema Trading AB, Airmaster Ozonskola

Tillbaka till Luftmiljöbutiken/ozonaggregat