ozon

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
Strukturformel
Mesomere grænsestrukturer af ozonmolekylet
Mesomere grænsestrukturer af ozonmolekylet
Generel
Efternavn ozon
andre navne
  • "Aktivt ilt"
  • Tri-ilt
  • Iltdioxid [1]
  • Trioxygen
Molekylær formel O 3
Kort beskrivelse

farveløs [2] til blålig [3] , i høj koncentration dybblå gas med en ubehageligt skarp, klorlignende "bjergsollugt" [2]

Eksterne identifikatorer / databaser
CAS -nummer 10028-15-6
EF -nummer 233-069-2
ECHA InfoCard 100.030.051
PubChem 24823
DrugBank DB12510
Wikidata Q36933
ejendomme
Molar masse 48,00 g mol −1
Fysisk tilstand

gasformig

massefylde

2,154 kg m −3 (0 ° C) [2]

Smeltepunkt

−192,5 ° C [2]

kogepunkt

−111,9 ° C [2]

opløselighed

meget tung i vand (494 ml·l −1 ved 0 ° C [4] , 570 mg · l −1 ved 20 ° C [2] )

Dipol øjeblik

0,53373 D [5] (1.7803 · 10 −30 C · m )

Sikkerhedsinstruktioner
GHS faremærkning [2]
03 - Oxiderende 05 - Ætsende 06 - Giftig eller meget giftig
08 - Sundhedsfarligt 09 - Miljøfarligt

fare

H- og P -sætninger H: 270 - 314 - 330 - 372 - 410
EUH: 071
P: ?
MAK
  • ikke specificeret, fordi det er kræftfremkaldende [2]
  • Schweiz: 0,1 ml · m −3 eller 0,2 mg · m −3 [6]
Så vidt muligt og sædvanligt anvendes SI -enheder . Medmindre andet er angivet, gælder de givne data for standardbetingelser .

Ozon (fra oldgræsk ὄζειν ozein "lugt") er et molekyle (O 3 ), der består af tre iltatomer (O) og den farveløse til blålige gas med en høj koncentration af dybblå [7] med en karakteristisk lugt. Under normale forhold nedbrydes ozonmolekyler i luften inden for få dage for at danne biatomisk ilt (O 2 ), det vil sige bestående af to iltatomer.

Ozon er et stærkt og giftigt oxidationsmiddel , som hos mennesker og dyr kan forårsage irritation af luftvejene og øjnene samt favorisere luftvejssygdomme. I troposfæren er ozon den tredje mest kraftfulde driver til global opvarmning (efter kuldioxid og metan ). [8.]

Ozonlaget i stratosfæren beskytter levende væsener på jorden mod skader forårsaget af mutagen ultraviolet stråling fra solenergi.

historie

I 1839 beskrev Christian Friedrich Schönbein først det unikke fænomen, at et kemisk element i gasform er stabilt i to forskellige molekylære former side om side - ozon og dioxygen. I første omgang syntes denne kendsgerning imidlertid for mærkelig til, at Schönbeins enkle fortolkning, en allotropi i gastilstanden, kunne opnå generel anerkendelse. [9]

Nedbrydningsreaktionerne af ozon med nitrogenoxider blev først beskrevet i 1970 af Paul Josef Crutzen ( Nobelprisen i kemi 1995).

Ske

Mængden af ​​ozon i atmosfæren er angivet i Dobsonian -enheder (dvs. pr. Jordoverflade) eller i ppm (dvs. pr. Stofmængde luft). Den højeste koncentration på få ppm findes i ozon i stratosfæren . Det skabes der i ozon-iltcyklussen . Ozon er ufarligt i stratosfæren og absorberer delvist solens ultraviolette stråling . I den luft, vi indånder, er det imidlertid allerede sundhedsskadeligt i langt lavere koncentrationer; især de meget forskellige lokale niveauer af ozoneksponering forårsager irritation af luftvejene.

Disse meget forskellige risikovurderinger i de forskellige atmosfæriske lagdelinger fører meget ofte til forvekslinger og til at undervurdere farerne. Sundhedsrisikoen ved ozon i luftlagene tæt på jorden skyldes dens reaktivitet; Ozon er et af de mest kraftfulde oxidationsmidler . [10]

I områder med ren luft er ozonkoncentrationen ofte højere om sommeren end i byer. Det skyldes, at nitrogenoxid (NO) modvirker dannelsen af ​​ozon. I byer er NO -koncentrationen på grund af emissioner fra køretøjer (land-, vand- og luftfartøjer) relativt høj. Følgende reaktioner finder sted i detaljer:

Ozon dannes som følger:

Samtidig nedbrydes ozon igen med NO:

Hvis der ikke var andre stoffer, såkaldte flygtige carbonhydrider eller CO , i det nedre luftlag, ville der ikke dannes mere ozon, men der ville i stedet blive etableret en ligevægt mellem O 3 , NO og NO 2 afhængigt af solstrålingen. Jo mere solen skinner, jo mere ozon og mindre NO 2 er der, da sidstnævnte splittes af UV -stråling (reaktion 1).

Atmosfærens (forurenede) planetgrænselag indeholder også kulbrinter, der udsendes både af mennesker ( menneskeskabte ) og af vegetation ( biogen ). De oxideres af OH -radikaler og producerer peroxidradikaler ROO · . Disse til gengæld sikre, at NO oxideres til NO2 uden at forbruge O 3, som i reaktion 3, dvs .:

Hvis reaktion 1 og 2 derefter finder sted igen, dannes netto nyt ozon.

Da der ikke udsendes NO fra biler og industri, nedbrydes ozon hurtigere i byer (ifølge reaktion 3) end i landdistrikter. Derudover er der i landdistrikterne ofte kulbrinter, der lettere bliver angrebet af OH -radikaler, hvilket betyder, at reaktion 4 foregår hurtigere. Et velkendt eksempel på et sådant let nedbrydeligt biogent carbonhydrid er isopren . Den nøjagtige reaktionskæde er beskrevet i artiklen sommersmog .

CFC'erne (chlorfluorcarboner), som ofte omtales i forbindelse med ozonlaget , splittes af UV -stråling, hvilket skaber frie kloradikaler, som igen kan "ødelægge" mange ozonmolekyler.

uddannelse

Ozon dannes fra almindelig ilt ifølge reaktionen [11]


hvor Δ H betegner den molære enthalpi reaktion .

Der er tre hovedmåder, hvorpå ozon dannes i atmosfæren:

  • Solenergi med høj energi splitter iltmolekyler i stratosfæren i to individuelle atomer, som hver kombineres med et andet iltmolekyle for at danne ozon. Denne proces med opdeling af iltmolekyler gennem højenergi UV-C-stråling med en bølgelængde på <242 nm er kendt som fotodissociation .
  • I nærheden af ​​jorden dannes ozon, når nitrogenoxider (f.eks. NO 2 ) reagerer med oxygen O 2 under påvirkning af UV -stråling . På trods af indførelsen af ​​motorens katalysator er vejtrafikken indirekte ansvarlig for denne form for ozondannelse i nærliggende jordlag af luft (primært byer) gennem emission af forurenende stoffer. [12] [13]
  • Under tordenvejr : Den elektriske strøm mellem skyen og jorden skaber ozon under lynudladningen (ud over salpetersyre og andre stoffer).

Luftrensningsanordninger til rummet

Ozonisator til rum (1960'erne)

Ved luftrensningsapparater i operationsstuen kan ozon dannes enten bevidst eller utilsigtet. Nogle ionisatorer skaber for eksempel ozon for at splitte og eliminere lugtopfattede molekyler i den omgivende luft. Nedbrydningsprodukterne af nikotin og cigaretryg rummer imidlertid ud over selve ozonen store sundhedsrisici. B. den tyske lungefond advarer mod at fjerne den dårlige lugt af røgfyldte lokaler med ozongenererende luftrensere. [14] Den vejledende VDI 6022 Del 5 "Aircondition, indendørs luftkvalitet - undgåelse af allergifremkaldende forurening - Krav til test og evaluering af tekniske indretninger og komponenter, der påvirker vejrtrækning luft" anbefaler derfor at bestemme emissionsrate ozon ved brug af ionizers. [15]

Ozon kan også i driften af ​​elektrostatiske udfældere ( elektro-filtre ), som bruges til indendørs luftrensning opstå. [16] Dette er især tilfældet, når der opnås en negativ coronaudladning på grund af den negative polaritet af sprayelektroden. Det er derfor, denne konstellation normalt ikke bruges i ventilations- og klimaanlæg. [17]

Ozon kan også opstå, når luftrensningsapparater i operationsstuen , der specifikt genererer ikke-termisk plasma . Mængden af ​​ozon, der genereres, afhænger af design og strømforbrug af den anvendte enhed. [18]

Kopimaskine

Med ældre kopimaskiner såvel som laserprintere kan man opfatte en typisk "ozonlugt". Denne lugt skyldes kun indirekte den ozon, der dannes ved ioniseringen af ​​luften i enheden; det er snarere forårsaget af spor af lattergas (NO x ), som dannes ved reaktion af ozonet med nitrogenet i luften. Enhedernes funktionelle princip kræver, at luften ioniseres ved spændinger på 5–15 kV. De fleste enheder har ozonfiltre, der omdanner det producerede ozon til kuldioxid. Men hvis det er muligt, bør disse enheder ikke bruges i uventilerede rum. Moderne printere og kopimaskiner arbejder med overførselsvalseteknologi, som forhindrer dannelse af ozon og stort set har erstattet den ældre koronatrådteknologi .

Udtræk og præsentation

Præsentation i laboratoriet

Ozon kan opnås ved omsætning af kaliumpermanganat med koncentreret svovlsyre . Det ustabile dimanganheptoxid Mn 2 O 7, der dannes som et mellemprodukt, nedbrydes ved stuetemperatur for at danne mangandioxid og ilt , der er rig på ozon.

Under elektrolysen af ​​fortyndet svovlsyre (ca. 20%) udvikler ozon sig på en guld- eller platinanode, især ved høje strømtætheder. Ved god afkøling kan der opnås 4-5% ozonindhold i den resulterende ilt, en koncentration, der er tilstrækkelig til at kunne udføre alle reaktioner af ozonet på en forberedende skala. Ved hjælp af sofistikeret udstyr (f.eks. Fine platin -trådspoler) og afkøling til −14 ° C kan der opnås betydeligt højere ozonkoncentrationer.

Ozon kan også dannes fra atmosfærisk ilt under påvirkning af ultraviolet stråling eller tavse elektriske udladninger. Tilsvarende anordninger kendt som ozonisatorer er kommercielt tilgængelige. [19]

Fremstilling inden for teknologi

Ozongenerator til elektroforese

På grund af sin ustabilitet kan ozon ikke opbevares i lange perioder eller købes i cylindre under tryk som andre industrigasser. Inden den kan bruges (kemisk syntese, vandbehandling, som blegemiddel osv.), Skal den produceres på stedet.

I de fleste tilfælde bruges tørret luft eller ilt (dugpunkt mindst -65 ° C) som en bærergas til produktion. I sjældne tilfælde blandes ilt med argon, kuldioxid og lignende. I ozongeneratoren ( ozongenerator ) dissocieres iltmolekylerne i iltatomer ved tavs elektrisk udladning , hvorefter ozonsyntese og ozonberigelse finder sted i plasmaet i udledningstrådene. Typiske slutkoncentrationer i luft er mellem en og fem vægtprocent, i ilt mellem seks og tretten vægtprocent.

Fra ren, tør ilt op til 90 g · m −3 , fra luft (med afkøling) kan der opnås op til 40 g · m −3 ozon. For 1 kg ozon fra ilt (i området 1-6 vægtprocent) forbruges 7-14 kWh elektricitet og 1,8 m 3 / t kølevand. [20]

De tekniske anordninger, der bruges i praksis, kan være baseret på følgende elektrodekonfigurationer:

  • rør skubbet ind i hinanden (f.eks. glasrør med en metallisk indvendig belægning i et stålrør)
  • parallelle plader
  • trådviklede elektroder til overfladeudladninger
  • Tip til tallerken

I systemer med mere end 20 kg ozon i timen bruges normalt kun rør -ozonisatorer.

Som en første tilnærmelse er ozonberigelse en funktion af den elektriske energitilførsel pr. Gasvolumen. Følgende parametre kan varieres for at optimere effektiviteten:

  • Elektrodespalte
  • Elektrodejustering
  • Dielektrisk materiale
  • Højeste spænding og frekvens

Ved at overlejre et inhomogent elektrisk felt under energitilførslen ( dielektroforese ) kan den kemiske ligevægt, der skyldes syntese og nedbrydning med få vægtprocent, forskydes til fordel for ozon.

Selvom ozon dannes af ilt med varmeabsorption , er ozongenerator-kedler vandkølet i industrielle applikationer, da næsten 90 procent af den indførte energi skal fjernes igen på grund af den høje nedbrydningshastighed. Gastemperaturen er en anden dominerende faktor for effektiviteten af ​​ozonsyntese.

På grund af ozons høje reaktivitet er kun få materialer resistente over for ozon. Disse omfatter rustfrit stål (f.eks. 316L), glas , polytetrafluorethylen (PTFE), perfluoralkoxypolymerer (PFA), polyvinylidenfluorid (PVDF) og perfluorubber . Viton , som ikke må udsættes for skiftende mekaniske belastninger under ozon, er betinget resistent.

opbevaring

Flydende ozon kan lagres i form af en 30-75% opløsning i flydende oxygen ved -183 ° C i nærvær af stabilisatorer som CClF 3 , OF 2 , SF 6 eller andre uden risiko for eksplosion. [21] [22] Gasformig ozon kan lagres i ren tilstand (ingen forurening med organiske forbindelser, svovl eller visse metaller) ved −112 til −50 ° C ved et let overtryk. [23] [24] [25] [26]

ejendomme

Ozon er gasformigt under standardbetingelser. På grund af sin oxiderende virkning irriterer det luftvejene hos mennesker og dyr. Det kan endda oxidere sølv ved stuetemperatur. Ozonindtag kan ofte føre til alvorlig midlertidig hovedpine hos mennesker. I høje koncentrationer har gassen en karakteristisk skarp skarp til klorlignende lugt på grund af den oxiderende virkning på næseslimhinden, mens den i lave koncentrationer er lugtfri. Lugtgrænsen er 40 µg / m 3 , men man vænner sig hurtigt til lugten og mærker den ikke længere. Ren O 3 er en allotrop form af dioxygen O 2 . Ved stuetemperatur eksisterer den som en ustabil, farveløs til blålig, i høj koncentration dybblå diamagnetisk gas, som kondenserer til en dybblå væske ved -110,5 ° C [27] og ved -192,5 ° C (80 K) til en sort- violet en Fast [27] størknet.

Ozonstruktur formel

Det vinklede polære molekyle med et dipolmoment på 0,5337 D (svarer til 1.780 · 10 −30 C · m ) forbliver i det faste stof. OO -afstanden er 128 pm , vinklen mellem de tre iltatomer er 117 °.

Ozon opretholder forbrændingen meget mere effektivt end dioxygen: Mange materialer blusser op ved stuetemperatur, når de kommer i kontakt med rent ozon. Blandinger af rent ilt og ozon med en volumenfraktion på 11,5% eller mere kan nedbrydes eksplosivt under atmosfærisk tryk med en tilsvarende høj tændingsenergi. [28] Ved tilsætning af 1% methan eller NO 2 reduceres antændelsesgrænsen til ca. 5% ozon. [29]

Ozon er et stærkere oxidationsmiddel end dioxygen og er et meget kraftigt oxidationsmiddel i sur opløsning. Standardelektrodepotentialet E ° for halvreaktionen

er + 2,07 V. Ved normale temperaturer oxiderer ozon metaller som sølv og kviksølv til deres oxider. Det oxiderer halogenider til halogener , nitrogenoxider til højere nitrogenoxider, svovldioxid til svovltrioxid , jern (II) til jern (III) salte og sulfider til sulfater . Det reagerer med tørt kaliumhydroxid for at danne kaliumozonid . Det reagerer med organiske stoffer og angriber de fleste typer dobbeltbindinger i umættede forbindelser såsom olefiner , cycloolefiner , pinener , aromater og polybutadiener . Det reagerer med ethin for at danne ethinozonid , en cyklisk forbindelse med tre oxygenatomer. [30]

Ozon nedbrydes let til ilt i nærvær af en katalysator, såsom mangandioxid eller andre metaloxider . Det nedbrydes også i nærvær af chlor eller brom. Denne nedbrydning finder også sted langsomt, ikke-katalytisk ved normale temperaturer og i vandig opløsning. [30]

brug

Ozon i vandbehandling

Ved vandbehandling bruges ozon blandt andet til miljøvenlig oxidation af jern, mangan, organisk stof og til desinfektion. Den første ozongenerator til drikkevandsrensning blev installeret i Oudshoorn (Holland) i 1893, efterfulgt af Paris (Frankrig, 1898), vandværket Schierstein i Wiesbaden (1901) og Paderborn (1902). [31] [32] Som et resultat, en tyfus epidemi "pludselig" endte i disse to tyske byer. [33] Ozonering er et af de centrale behandlingsstadier i mange drikkevandsværker.

Overfladevand kan indeholde højere algeniveauer i de varmere årstider. Hvis en sådan vand forarbejdes til proces vand til industri, rensevirkningen af filter kan systemer forbedres betydeligt ved høj ozonisering. På grund af dets høje oxidationspotentiale dræber ozon stort set både bakterier og alger og forbedrer filtreringsevnen [34] af disse fint spredte urenheder og dermed rengøringseffekten.

Ozon bruges også til behandling af kommunalt og industrielt spildevand ( rensningsanlæg ). Ozoneringen tilføjes efter den sædvanlige spildevandsrensning af mikroorganismer. Rensningsanlæg med ozonsystemer er imidlertid for det meste pilotprojekter (f.eks. I Regensdorf- Watt i Schweiz), fordi produktionen af ​​ozon i så stor skala er dyr, energiforbrugende og beskyttelsesforanstaltningerne mod det giftige og ætsende stof er betydelige. Det diskuteres i øjeblikket, om spildevandsrensning med det giftfri aktiverede kul ikke er sikrere, billigere og mere miljøvenlig.

Formålet med yderligere ozonbehandling af konventionelt behandlet spildevand er: (a) Dræbning af patogene bakterier ( desinfektion ) for at beskytte det modtagende vand (f.eks. Med hensyn til badevandsdirektivet ) b) Oxidativ eliminering / transformation af organiske sporstoffer, der ikke er eller kun dårligt nedbrydeligt (især lægemiddelrester).

En ulempe ved ozonisering er dannelsen af ​​ukendte og potentielt giftige produkter, når ozon reagerer med forurenende stoffer i vandet. Der er mistanke om dannelse af kræftfremkaldende nitrosaminer . Nogle forurenende stoffer, f.eks . Røntgenkontrastmedier indeholdende jod , nedbrydes praktisk talt ikke af ozon. De bliver derfor ved med at komme ind i miljøet.

Ozon kan bruges meget godt i proceskombinationer med nedstrøms biologiske systemer ( biofiltre ), for eksempel i oxidationen af ​​det kemiske oxygenbehov (COD) til det biologiske oxygenbehov (BOD), som derefter videreforarbejdes i biofilteret. Ozon bruges også i fiskecyklusser i akvakultur- eller akvariesystemer.

De fleste af de produkter eller processer, der hedder "klorfri", bruger ozon, f.eks. Når der bleges papir. I denne sammenhæng bruges udtrykket "aktivt ilt" ofte.

Ozon i udstødningsgasbehandling

Ved skrubning af oxiderende gas bruges ozon som oxidationsmiddel i gasskrubber for kemisk at omdanne stoffer, der er opløst i vaskevæsken og dermed øge drivkoncentrationsgradienten mellem den gas, der skal rengøres, og vaskevæsken. [35] Denne metode bruges til inerte organiske stoffer [36] og til heterogene gasblandinger med ofte lugtintensive stoffer [37] . Alternativt er der mulighed for at overføre dårligt vandopløselige urenheder til højere oxidationsniveauer ved hjælp af ozon, som føres ind i udstødningsgassen, som derefter kan fjernes med en gasvasker. [38]

For at fjerne lugt

Ozonbehandling kan bruges til deodorisering , dvs. fjernelse af ubehagelig lugt. Denne ozonbehandling udføres i professionel forberedelse af køretøjer , især i brugte biler med lugtforurening i interiøret (f.eks. Tidligere rygekøretøjer). Ozonens oxiderende virkning omdanner lugtende stoffer til lugtfrie stoffer. På samme måde dræbes bakterier og lugtfremkaldende bakterier - også andre steder, hvor der ikke er adgang. Som et resultat er køretøjet desinficeret og normalt lugtfrit efter denne behandling.

Vask og behandling af tekstiler

Nogle moderne vaskemaskiner har et ozonprogram, der bruger omgivende luft og desinficerer vasketøjet og eliminerer lugt ved hjælp af en ozongenerator. Vaskerier bruger også denne teknologi. Behandling af tekstiler med ozon kan bruges til at falme deres farve, for eksempel for at få nye jeans til at se ud som om de allerede er slidte og falmede ( vintage ). [39] [40]

Ozon som blegemiddel

Ozon bruges også som et stærkt blegemiddel i moderne industrier, men på grund af dets kemiske flygtighed og ustabilitet skal det bedst fremstilles ved brug. [41] [42]

Andre anvendelser

Ozon var z. B. bruges til at fremskynde hærdning af maling . [9] Tidligere - og i nogle tilfælde stadig i dag inden for alternativ medicin - blev ozonterapi brugt i forsøg på at behandle forskellige lidelser, f.eks. Mod diabetes og kræft. Sådanne behandlinger er ofte en del af kvaksalveri, og intravenøs brug af ozon blev forbudt i Tyskland i 1984 på grund af de mulige alvorlige bivirkninger. [43]

Ozon er også et vigtigt reagens inden for syntetisk kemi. For eksempel kan vanillin fås fra eugenol ved at oxidere det med ozon. Ozonolyse , omdannelsen af ​​umættede forbindelser til ozon, har været en vigtig metode til bestemmelse af strukturen af sådanne stoffer i årtier.

Skadelige virkninger

Ozon i luften, vi indånder

EU har i lang tid fastlagt retningslinjer for ozonkoncentrationer. Ifølge EU -direktivet er der ingen sundhedsrisiko fra ozon under et niveau på 110 µg / m 3 . Befolkningen informeres fra en times middelværdi på 180 µg / m 3 , da produktiviteten for følsomme mennesker ved denne koncentration kan blive forringet. Fra omkring 200 µg / m 3 ozon symptomer såsom irritation af tårer, irritation af slimhinderne i halsen , halsen og bronkierne , hovedpine , øget irritation af hosten , forringelse af lungefunktionen . Advarsler udstedes fra en times middelværdi på 360 µg / m 3 , da over denne koncentration kan der være en risiko for menneskers sundhed.

I Schweiz er grænsen for gennemsnittet på en time 120 µg / m 3 (ca. 60 ppb ). Denne værdi overskrides dog meget ofte. [44] [45] [46] I den varme sommer 2018 , z. For eksempel blev grænseværdien for ozon i Winterthur overskredet mere end 50 gange inden udgangen af ​​juli sammenlignet med året før med 39 gange. [47]

En vedvarende stigning i ozonkoncentrationen i den luft, du indånder, fører til en øget risiko for at dø af luftvejssygdomme . [48] En undersøgelse offentliggjort i 2018 viser en sammenhæng mellem udsættelse for ozon og fint støv og Alzheimers sygdom . [49]

Forhøjede immissionsværdier forekommer frem for alt i indflydelsesområdet for store industriområder og motorveje. Meteorologiske virkninger har stor indflydelse på den lokale dannelse og transport af ozonet, så der kan opstå rumlige afhængigheder over flere hundrede kilometer. [10]

Under hedebølger stiger koncentrationen, fordi planter kan optage mindre ozon. Det anslås, at denne effekt var ansvarlig for 450 yderligere dødsfald i Storbritannien, for eksempel i løbet af den varme sommer i 2006. [50]

Virkninger på planter

Misfarvning af et blad

Ozon har negative virkninger på planter og deres vækst. Koncentrationerne af klorofyl , carotenoider og kulhydrater falder, mens aminocyclopropankarboxylsyren stiger, og der dannes mere ethen . Det kunne påvises, at øget eksponering af citrusplanter for ozon udløste beskyttende reaktioner mod oxidativt stress . [51] Langsigtede høje niveauer af ozonforurening kan især skade løvtræer, buske og afgrøder og reducere deres vækst, hvilket kan føre til tab af udbytte. [52] [53] [54] [55]

Virkninger på materialer

Ozon kan beskadige materialer, især forskellige elastomerer og gummier : Ozonrevner kan forekomme. Problemet var tidligere meget almindeligt med dæk . Anti-ozonmidler er blevet tilføjet elastomerer siden omkring 1950'erne. På grund af de forebyggende foranstaltninger opstår problemet sjældent. [56]

Måling af ozon

Ozonometer designet af John Smyth, 1865.

Analyse, Einheiten

Ozon-Konzentrationen wurden früher und werden in den USA weiterhin überwiegend in ppb (also Milliardstel Volums-, Teilchen- oder Partialdruck-Anteilen) und werden SI -konform in µg/m 3 angegeben. 1 ppb Ozon entspricht 2,15 µg/m 3 (unter Normalbedingungen). [57]

Immissionsmessung

Ozon in der Außenluft kann photometrisch erfasst werden. Dazu wird die kontinuierlich angesaugte Probenluft durch eine Messküvette geleitet, die mit monochromatischer Strahlung einer bestimmten Wellenlänge beaufschlagt wird. Die durchtretende und somit nicht absorbierte Strahlung wird mittels Photodiode oder Photomultiplier gemessen und gibt damit Auskunft über die Ozonkonzentration in der Luft. [58] Dieses Messverfahren beruht auf dem lambert-beerschen Gesetz . [59]

Ein anderes Verfahren zur messtechnischen Erfassung von Ozon in der Außenluft ist das Kaliumiodid -Verfahren: In wässriger Lösung reagiert Ozon mit Kaliumiodid unter Freisetzung von Iod und Sauerstoff. [60] Die Extinktion der Iodlösung ist ein Maß für die Ozonkonzentration der Probenluft, die durch die Kaliumiodidlösung geleitet wurde. [61] Das Verfahren ist nicht selektiv bezüglich Ozon. Als Absorptionsgefäße sind Muenke- Waschflaschen zu verwenden.

Auch die differenzielle optische Absorptionsspektroskopie DOAS wird zur Ozonmessung eingesetzt. [62] [63] Untersuchungen zur Qualitätssicherung unterschiedlicher Messmethoden liegen ebenfalls vor. [64]

Problematisch bei der Immissionsmessung von Ozon ist, dass keine haltbaren Prüfgase hergestellt werden können. [65] Zudem ist darauf zu achten, dass die eingesetzten Werkstoffe nicht mit dem Ozon reagieren können.

Bioindikation

Wirkungen von Ozon können mit Tabakpflanzen systematisch untersucht werden. [66] Zur Bioindikation werden die makroskopisch erkennbaren Blattschäden an der Pflanze als Wirkungsmessgröße herangezogen. [67]

Literatur

Weblinks

Wiktionary: Ozon – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Als Luftschadstoff:

Messung und Vorhersage:

Einzelnachweise

  1. AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Lehrbuch der Anorganischen Chemie . 91.–100., verbesserte und stark erweiterte Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1985, ISBN 3-11-007511-3 , S. 535.
  2. a b c d e f g h Eintrag zu Ozon in der GESTIS-Stoffdatenbank des IFA , abgerufen am 8. Januar 2021. (JavaScript erforderlich)
  3. W. Schröter, K.-H. Lautenschläger, H. Bibrack: Chemie. Fakten und Gesetze. 16. Auflage. Verlag Buch und Zeit, Köln 1992, ISBN 3-8166-0190-1 , S. 226.
  4. AF Holleman , E. Wiberg , N. Wiberg : Lehrbuch der Anorganischen Chemie . 91.–100., verbesserte und stark erweiterte Auflage. Walter de Gruyter, Berlin 1985, ISBN 3-11-007511-3 , S. 460.
  5. David R. Lide (Hrsg.): CRC Handbook of Chemistry and Physics . 90. Auflage. (Internet-Version: 2010), CRC Press/Taylor and Francis, Boca Raton, FL, Dipole Moments, S. 9-51.
  6. Schweizerische Unfallversicherungsanstalt (Suva): Grenzwerte – Aktuelle MAK- und BAT-Werte (Suche nach 10028-15-6 bzw. Ozon ), abgerufen am 2. November 2015.
  7. Alfons Ahrens, Michael Becker, Uwe Behmel, Thomas Buscham, Hartmut Evers: Wasser in der Getränkeindustrie . Fachverlag Hans Carl, 2016, ISBN 978-3-418-00912-4 ( eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche [abgerufen am 17. September 2019]).
  8. spiegel.de: Ozonwerte in der Atmosphäre steigen , 21. August 2020.
  9. a b Ernst Hermann Riesenfeld : Das Ozon, seine Bildung und Verwendung . In: Die Naturwissenschaften . Band   15 , Nr.   38 , September 1927, S.   777–784 , doi : 10.1007/BF01504659 .
  10. a b Renate Eberts: Analyse der räumlichen Struktur von Brandenburger Ozonmeßdaten . ( Memento vom 25. September 2015 im Internet Archive ; PDF) TU Berlin, 1998.
  11. Ozone in the Atmosphere (abgerufen am 17. Mai 2008).
  12. Bundesamt für Umwelt (Schweiz): Schriftenreihe Umwelt , Nr. 179.
  13. Systemadmin_Umwelt: Ozon. 24. Juni 2011, abgerufen am 5. Juli 2020 .
  14. Warnung vor Luftreinigern mit Ozon bzw. Ozon-Generatoren zur Geruchsbeseitigung. Bundesverband der Pneumologen , 10. September 2010, abgerufen am 8. Dezember 2015 .
  15. VDI 6022 Blatt 5:2016 11 Raumlufttechnik, Raumluftqualität; Vermeidung allergener Belastungen; Anforderung an die Prüfung und Bewertung von technischen Geräten und Komponenten mit Einfluss auf die Atemluft (Ventilation and indoor-air quality; Avoidance of allergenic exposure; Requirements regarding the testing and evaluation of technical products and components affecting the indoor air). Beuth Verlag, Berlin, S. 21.
  16. Hartmut Finger, Ute Schneiderwind, Christof Asbach: Bewertung mobiler Raumluftreinigungsgeräte. In: Gefahrstoffe – Reinhalt. Luft . 75, Nr. 11/12, 2015, S. 497–502.
  17. VDI 3678 Blatt 2:2010-12 Elektrofilter; Prozessluft- und Raumluftreinigung (Electrostatic precipitators; Process air and indoor air cleaning) . Beuth Verlag, Berlin, S. 11.
  18. Henning Heberer, Eberhard Nies, Markus Dietschi, Angela Möller, Wolfgang Pflaumbaum, Marco Steinhausen: Überlegungen zur Wirkung und toxikologischen Relevanz von NTP-Luftreinigungsgeräten. In: Gefahrstoffe – Reinhalt. Luft. 65, Nr. 10, 2005, S. 419–424.
  19. G. Brauer (Hrsg.): Handbook of Preparative Inorganic Chemistry. 2. Auflage. vol. 1, Academic Press, 1963, S. 337–340.
  20. Eintrag zu Ozon. In: Römpp Online . Georg Thieme Verlag, abgerufen am 16. Juni 2014.
  21. Google Patentsuche: Patent US3400024 - Inhibiting ozone decomposition with SF 6 , CCl 2 F 2 or CF 4 , abgerufen am 1. Juli 2018
  22. В.Н. Зрелов, Е. П. Серегин: Жидкие ракетные топлива , »Химия«, 1975, S. 197
  23. Google Patentsuche: Patent US3186930 - Method for the production of ozone - Google Patentsuche , abgerufen am 28. Juni 2018
  24. Google Patentsuche: Patent US3186930 - Method for the production of ozone - Google Patentsuche , abgerufen am 28. Juni 2018
  25. JG Waller, G. McTurk: Storage of compressed gaseous ozone. In: Journal of Applied Chemistry. 15, 1965, S. 363, doi:10.1002/jctb.5010150803 .
  26. CS Stokes, WJ Murphy, TR Flint, AE Potter: Storage of Ozone in Dichlorodifluoromethane. In: Industrial & Engineering Chemistry Product Research and Development. 4, 1965, S. 176, doi:10.1021/i360015a007 .
  27. a b Hans Rudolf Christen, Gerd Meyer: Grundlagen der allgemeinen und anorganischen Chemie . Diesterweg, 1997, ISBN 3-7935-5493-7 .
  28. Kunihiko Koike, Masaharu Nifuku ua: Explosion properties of highly concentrated ozone gas. In: Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 18, 2005, S. 465–468, doi:10.1016/j.jlp.2005.07.020 .
  29. Kernforschungszentrum Karlsruhe, Institut für Radiochemie: Ergebnisbericht über Forschungs- und Entwicklungsarbeiten 1984 (PDF)
  30. a b Pradyot Patnaik: Handbook of Inorganic Chemicals . S. 684, McGraw-Hill, New York 2002 ISBN 0-07-049439-8
  31. B. Langlais, DAB Reckhow, R. Deborah: Ozone in Water Treatment – Application and Engineering . Lewis Publishers, 1991, ISBN 0-87371-474-1 , S. 3–4 , doi:10.1201/9780203744635 .
  32. Georg Erlwein: Siemenssche Ozonwasserwerke. Wiesbaden‐Schierstein und Paderborn . In: Zeitschrift für Elektrochemie , Band 8, Nummer 48, S. 881–887, November 1902, doi:10.1002/bbpc.19020084802 .
  33. Sigfrid von Weiher:Erlwein, Georg in der Deutschen Biographie , abgerufen am 3. Dezember 2020. Veröffentlicht in: Neue Deutsche Biographie 4, 1959, S. 597.
  34. Dimitriadou Agapi, Komi Evangelia, Lykou Maria: Urbaner Metabolismus – Wasseraufbereitung . in Kapitel 5, Abschnitt 5.7.
  35. VDI 3679 Blatt 4:2014-10 Nassabscheider; Abgasreinigung durch oxidierende Gaswäsche (Wet separators; Waste gas cleaning by oxidative gas scrubbing). Beuth Verlag, Berlin, S. 3–6.
  36. Günter Baumbach: Luftreinhaltung. 2. Auflage. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg/ New York 1992, ISBN 3-540-55078-X , S. 385.
  37. Franz Joseph Dreyhaupt (Hrsg.): VDI-Lexikon Umwelttechnik. VDI-Verlag, Düsseldorf 1994, ISBN 3-18-400891-6 , S. 889.
  38. VDI 2441:2016-05 Prozessgas- und Abgasreinigung durch Kaltplasmaverfahren; Barriere-, Koronaentladung, UV-Strahlung (Process gas and waste gas cleaning by cold plasma - Barrier discharge, corona discharge, UV radiation). Beuth Verlag, Berlin, S. 12.
  39. Chi-wai Kan, Hing-fu Cheung, Queenie Chan: A study of plasma-induced ozone treatment on the colour fading of dyed cotton . In: Journal of Cleaner Production . Band   112 , Januar 2016, S.   3514–3524 , doi : 10.1016/j.jclepro.2015.10.100 .
  40. Lizhu Hu, Xinyi Zhou, Juanfen Chen, Xiuling Zhang, Guoqiang Chen: Investigation of Color Fading and Fabric-Touch Test for Jeans through Ozonation . In: Ozone: Science & Engineering . 11. August 2020, ISSN 0191-9512 , S.   1–8 , doi : 10.1080/01919512.2020.1796584 .
  41. Aktivchlorfreie Zellstoffbleiche Leibnitz Information Center for Science and Technology. Abgerufen am 16. Oktober 2020.
  42. Ozon Springer. Abgerufen am 16. Oktober 2020.
  43. Velio Alvaro Bocci: Scientific and Medical Aspects of Ozone Therapy. State of the Art . In: Archives of Medical Research . Band   37 , Nr.   4 , Mai 2006, S.   425–435 , doi : 10.1016/j.arcmed.2005.08.006 .
  44. Amt für Lebensmittelkontrolle und Umweltschutz des Kantons Schaffhausen: Die gesundheitliche Bedeutung der Ozongehalte in der Luft. Merkblatt Juni 2001.
  45. Bundesamt für Statistik & Bundesamt für Umwelt : Luftqualität . (PDF, ca. 6 MB) Kapitel 7. In: Umwelt Schweiz 2007 .
  46. Was ist Ozon? → Rückblick bei ozon-info.ch .
  47. Zu hohe Ozonbelastung – Stadt überprüft Aktionsplan. In: landbote.ch , 19. Juli 2018, abgerufen am 2. August 2018.
  48. Michael Jerrett, Richard T. Burnett ua: Long-Term Ozone Exposure and Mortality. In: New England Journal of Medicine . 360, 2009, S. 1085–1095, doi:10.1056/NEJMoa0803894 .
  49. Lilian Calderón-Garcidueñas, Angélica Gónzalez-Maciel ua: Hallmarks of Alzheimer disease are evolving relentlessly in Metropolitan Mexico City infants, children and young adults. APOE4 carriers have higher suicide risk and higher odds of reaching NFT stage V at ≤ 40 years of age. In: Environmental Research. 164, 2018, S. 475, doi:10.1016/j.envres.2018.03.023 .
  50. It's not just the heat – it's the ozone: Study highlights hidden dangers. University of York, abgerufen am 14. Januar 2014 .
  51. Domingo J. Iglesias, Ángeles Calatayuda, Eva Barrenob, Eduardo Primo-Milloa, Manuel Talon: Responses of citrus plants to ozone: leaf biochemistry, antioxidant mechanisms and lipid peroxidation . In: Plant Physiology and Biochemistry . Band   44 , Nr.   2–3 , 2006, S.   125–131 , doi : 10.1016/j.plaphy.2006.03.007 , PMID 16644230 .
  52. Die Ozonwerte sinken, aber die Belastung der Wälder bleibt hoch. In: wsl.ch. Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft , 18. Dezember 2018, abgerufen am 6. Februar 2019 .
  53. Madeleine S. Günthardt-Goerg: Ozonsymptome an Laubbäumen an ausgewählten Standorten in der Ostschweiz 2008 / 2009 / 2011 . (PDF) In: Ostluft , Juni 2010, aktualisiert Februar 2013.
  54. Rising Ozone Levels Pose Challenge to US Soybean Production, Scientists Say. NASA Earth Observatory, 31. Juli 2003, abgerufen am 10. Mai 2006 .
  55. Randall Mutters: Statewide Potential Crop Yield Losses From Ozone Exposure. (Nicht mehr online verfügbar.) California Air Resources Board, März 1999, archiviert vom Original am 17. Februar 2004 ; abgerufen am 10. Mai 2006 .
  56. Robert W. Layer, Robert P. Lattimer: Protection of Rubber against Ozone . In: Rubber Chemistry and Technology . Band   63 , Nr.   3 , 1. Juli 1990, ISSN 1943-4804 , S.   426–450 , doi : 10.5254/1.3538264 ( allenpress.com ).
  57. Faktenblatt Ozon. (PDF) In: Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU), Augsburg, lfu.bayern.de. Oktober 2018, abgerufen am 20. November 2019 .
  58. DIN EN 14625:2012-12 Außenluft; Messverfahren zur Bestimmung der Konzentration von Ozon mit Ultraviolett-Photometrie; Deutsche Fassung EN 14625:2012. Beuth Verlag, Berlin, S. 11.
  59. VDI 2468 Blatt 6:1979-07 Messen gasförmiger Immissionen; Messen der Ozonkonzentration; Direktes UV-photometrisches Verfahren (Basisverfahren). VDI Verlag, Düsseldorf, S. 2.
  60. VDI 2468 Blatt 1:1978-05 Messen gasförmiger Immissionen; Messen der Ozon- und Peroxid-Konzentration; Manuelles photometrisches Verfahren; Kaliumjodid-Methode (Basisverfahren). VDI Verlag, Düsseldorf, S. 2.
  61. Franz Joseph Dreyhaupt (Hrsg.): VDI-Lexikon Umwelttechnik. VDI-Verlag, Düsseldorf 1994, ISBN 3-18-400891-6 , S. 663.
  62. A. Nawahda: Ozone monitoring using differential optical absorption spectroscopy (DOAS) and UV photometry instruments in Sohar, Oman. I: Environ Monit Assess. 187(8), Aug 2015, S. 485. PMID 26138853
  63. JA Adame, A. Notario, F. Villanueva, J. Albaladejo: Application of cluster analysis to surface ozone, NO 2 and SO 2 daily patterns in an industrial area in Central-Southern Spain measured with a DOAS system. In: Sci Total Environ. 429, 1. Jul 2012, S. 281–291. PMID 22591990
  64. EJ Williams, FC Fehsenfeld, BT Jobson, WC Kuster, PD Goldan, J. Stutz, WA McClenny: Comparison of ultraviolet absorbance, chemiluminescence, and DOAS instruments for ambient ozone monitoring. In: Environ Sci Technol. 40, Nr. 18, 15. Sep 2006, S. 5755–5762. PMID 17007137
  65. Franz Joseph Dreyhaupt (Hrsg.): VDI-Lexikon Umwelttechnik. VDI-Verlag, Düsseldorf 1994, ISBN 3-18-400891-6 , S. 892.
  66. Jutta Köhler, Joachim Nittka, Michael Außendorf, Ludwig Peichl: Langzeitbeobachtung von Immissionswirkungen – 30 Jahre Bioindikation in Bayern. In: Gefahrstoffe – Reinhalt. Luft . 68, Nr. 6, 2008, ISSN 0949-8036 , S. 227–234.
  67. VDI 3957 Blatt 6:2003-04 Biologische Messverfahren zur Ermittlung und Beurteilung der Wirkung von Luftverunreinigungen auf Pflanzen (Bioindikation); Ermittlung und Beurteilung der phytotoxischen Wirkung von Ozon und anderen Photooxidantien; Verfahren der standardisierten Tabak-Exposition (Biological measuring techniques for the determination und evaluation of the effects of air pollutants on plants (bioindication); Determination and evaluation of the phytotoxic effect of photooxidants; Method of the standardised tobacco exposure). Beuth Verlag, Berlin, S. 6.