ОЗОН — одна из двух известных молекулярных форм аллотропных модификаций кислорода (O3), обладающая высокой химической активностью; озон чрезвычайно токсичен (I класс опасности). При повышенных концентрациях в воздухе Озон действует на человека отравляюще, снижает сопротивляемость организма человека к бактериальным инфекциям, т. к. окисляет лизоцим (см.), содержащийся в слизи дыхательных путей. Являясь сульфгидрильным ядом, Озон быстро инактивирует S i I-ферменты, нарушая тем самым многие биохимические процессы, в т. ч. и окислительные. Из аминокислот Озон наиболее быстро окисляет серосодержащие и ароматические аминокислоты (цистеин, тирозин и др.). Полагают также, что токсическое действие Озона обусловлено образованием свободных радикалов, высвобождением из тканей адреналина, норадреналина и брадикинина. Мутагенным действием Озон, по-видимому, не обладает. Токсичность Озона резко повышается при одновременном воздействии на организм окислов азота, формальдегида, перекиси водорода и некоторых других соединений.
В природных концентрациях (см. Атмосфера) Озон, как и некоторые аэроионы (ионы газов, входящих в состав атмосферного воздуха), обладает стимулирующим действием на организм человека — повышает устойчивость к холоду, к действию токсических веществ, гипоксии, вызывает увеличение содержания гемоглобина и эритроцитов в крови, увеличивает фагоцитарную активность лейкоцитов и титр комплемента сыворотки крови, повышает иммунобиологический потенциал организма. Нетоксические концентрации О. положительно действуют и на дыхательную функцию—значительно повышается время задержки дыхания, дыхание становится более редким, увеличивается жизненная емкость легких и их максимальная вентиляция. Под влиянием озона АД снижается или нормализуется, как и при продолжительном пребывании на свежем воздухе.
Являясь одним из наиболее сильных окислителей, О. уничтожает дурные, гнилостные запахи, на этом свойстве основано использование озонаторов для оздоровления и дезодорации воздуха в жилых и производственных помещениях (см. Дезодорирующие средства). О. используется для обеззараживания питьевой воды и сточных вод (см. Озонирование воды), а также для обезвреживания отходов хим. промышленности, содержащих ядовитые вещества (напр., цианиды).
Содержание О. в атмосфере максимально на высоте 20—25 км (до 0,001%), особенно в области полюсов. Этот слой атмосферы Земли имеет чрезвычайно важное биол, значение, т. к. О. поглощает губительное для живых организмов коротковолновое ультрафиолетовое излучение. Общее содержание О. в атмосфере составляет 3—4 млрд. тонн.
О. представляет собой газ, во всех агрегатных состояниях имеет синий диет, t°кип —112°, t°пл —192,7°, не устойчив и может разлагаться со взрывом, превращаясь в молекулярный кислород о м. Полиморфизм в химии). В малых концентрациях О. имеет характерный запах свежести. Растворимость О. в воде ок. 1 г/л (при 25°), значительно лучше он растворяется в четыреххлористом углероде и других хлорированных и фторированных углеводородах.
Образуется О. по реакции O2 + O + M -> O3 +M, где М — молекула, уносящая энергию. О. образуется во всех физ. и хим. процессах, в результате к-рых получаются свободные атомы кислорода (см.), т. е. при электрических разрядах в кислороде пли в воздухе (напр., при сильной грозе), при нагревании кислорода до высоких температур, в атмосфере под действием солнечной радиации.
Хим. активность О. резко отличается от хим. активности кислорода и объясняется легкостью отдачи одного атома кислорода: O3 +X —> O2 +XO, где X — молекула какого-либо вещества. На реакции O3 + 2KI + H2SO4 -> O2 + I2 + H2O + K2SO4 основан метод определения О. по количеству выделившегося йода. При использовании О. в хим. синтезе необходимо помнить, что О. быстро разрушает каучук, поэтому его нельзя пропускать по резиновым трубкам.
Профессиональные вредности
Концентрация О. в атмосферном воздухе равна 0,005—0,02 мг/м3. Высокие концентрации озона (до 1 — 2 мг/м3) создаются при фотохим. смоге в результате действия солнечной радиации на оксиды азота и углеводороды, поступающие в атмосферу с отработанными газами автомобилей и другими промышленными выбросами. Высокие концентрации О. создаются также в рабочей зоне производственных помещений в ряде отраслей промышленности — при производстве самого О., при сварочных работах, в производстве азотной к-ты, в производстве перекиси водорода электрохим. способом, при электролизе и при озонировании воды, в электрохим. и спектральных лабораториях, около высоковольтных установок, в рентгеновских кабинетах, при использовании мощных гамма-облучателей и ускорителей заряженных частиц. При высоких концентрациях О. обладает явно выраженным токсическим действием, вызывает чувство усталости, раздражительность, астеноневротические состояния, головную боль. При концентрации О. выше 0,5 мг/м3 в воздухе ощущается неприятный резкий запах, отмечается раздражение конъюнктивы и слизистых оболочек дыхательных путей, нередко появляется удушливый кашель иногда с тяжелыми астмойдными приступами. Может появиться также чувство стеснения в груди, головокружение, снижение АД, расширение капилляров. Порог восприятия запаха О. составляет 0,015—0,2 мг/м3, в то время как раздражение конъюнктивы и слизистой оболочки дыхательных путей наблюдается при концентрации О. 0,2— 1 мг/м3. При кратковременном вдыхании О. в концентрации 2—20 мг/м3 появляется кашель, головная боль, головокружение, учащение пульса, иногда резкая слабость сердечной деятельности, продолжительные загрудинные боли. При более продолжительном вдыхании О. появляется отек легких. Физ. нагрузка при воздействии О. усиливает его токсический эффект.
При острых отравлениях О. необходимо немедленно вынести пострадавшего на свежий воздух, обеспечить ему полный покой, тепло (грелки), показаны ингаляции увлажненного до 75—80% кислорода и 2% р-ра гидрокарбоната натрия, внутривенно — 20 мл 40% р-ра глюкозы и 10 мл 10% р-ра хлористого кальция. При астмоидных приступах — атропин, эфедрин, по показаниям — сердечные средства. Есть данные, что положительное действие оказывает введение биол, антиоксиданта — витамина Е. В эксперименте защитный эффект оказывают нек-рые серосодержащие соединения — глутатион, БАЛ, тиосульфат натрия и др. Хрон, действие О. на человека достоверно не изучено.
Предельно допустимые концентрации О. составляют для рабочей зоны производственных помещений 0,1 мг/м3, максимальная разовая концентрация О. в атмосферном воздухе населенных мест 0,16 мг/м3 и среднесуточная 0,03 мг/м3. Норма озонирования для кондиционируемого воздуха 0,01 — 0,02 мг/м3.
Индивидуальная защита
Меры предупреждения. При работе в атмосфере, содержащей О. в концентрациях, превышающих норму, необходимо пользоваться фильтрующим противогазом с поглотителем из КI и натронной извести, защитной одеждой. На производстве и в мед. учреждениях обязательна герметизация основного оборудования (электролизных ванн, кварцевых аппаратов и т. п.) и вентиляция помещений. При работе с ксеноновыми лампами следует оборудовать вытяжные устройства непосредственно у ламп, максимально сократить время пребывания персонала в кабинах. Проводятся периодические (один раз в год) медосмотры (с рентгенографией легких) работающих в производстве О. или на производствах, связанных с его выделением.
Определение в воздухе О. основано на его реакции с К I, количество образующегося свободного йода определяют с помощью солянокислого диметил-n-фенилендиамина. Чувствительность метода — 0,4 мкг в пробе.
Библиография: Вредные вещества в промышленности, под ред. Н. В. Лазарева и И. Д. Гадаскиной, т. 3, с. 16, Л., 1977; Дмитриев М. Т., Минх А. А. и 3абалуева А. П. Гигиеническая проблема озоносферы и пути ее решения, Вестн. АМН СССР, № 8, с. 44, 1978, библиогр.; Марзеев А. Н. и Жаботинский В. М. Коммунальная гигиена, с. 216, М., 1979; Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде, под ред. Ю. А. Кротова, с. 15, Л., 1975; Пшежецкий С. Я. и Дмитриев М. Т. Радиационные физико-химические процессы в воздушной среде, М., 1978; Разумовский С. Д. и Заиков Г. Е. Озон и его реакции с органическими соединениями (кинетика и механизм), М., 1974; Руководство по гигиене атмосферного воздуха, под ред. К. А. Буштуевой, М., 1976; Bates D. Y. Physiological effects on man of air pollutants, Fed. Proc., v. 33, p. 2133, 1974; Jones R. A. a. o. Effect of long-term continuous inhalation of ozone on experimental animals, Toxicol, appl. Pharmacol., v. 17, p. 189, 1970, bibliogr.; Leh F. Ozone, properties, toxicity, and applications, J. chem. Educ., v. 5, 50, 404, 1973.
А. В. Бабков, М. Т. Дмитриев, В. H. Павлов.