Двуликий озон: опасен или полезен?

Слово «озон» у среднестатистического человека ассоциируется одновременно с апокалипсисом, бассейном и офисным принтером. В Международный день охраны озонового слоя MedAboutMe разбирается, что же это за вещество такое и стоит ли его опасаться.

Что такое озон?

Молекула озона О3 состоит из трех атомов кислорода. При комфортных для нас температуре и давлении озон представляет собой газ, причем очень нестойкий. Он постоянно стремится стать обычным двухатомным кислородом — О2, то есть избавиться от одного атома. Как только ему это удается, вместо одного озона получается одна молекула привычного нам О2 и один свободный атом кислорода — крайне агрессивный и ищущий, «куда приткнуться», то есть, что бы такое окислить. Именно поэтому озон как окислитель по силе уступает только фтору. Ничто другое больше не может с ним сравниться по разрушительной способности окислять все подряд. Поэтому он входит в категорию веществ первого класса опасности, то есть исключительно опасен для обычного человека.

С потрясающей окислительной способностью озона связаны как его вред для нас, так и его польза.

Как узнать, есть ли аллергия и на какие аллергены?

Пройдите онлайн-тест, чтобы узнать есть ли у вас аллергия

Озоновый слой в стратосфере и здоровье человека

На планетарном уровне озон представляет собой жизненно важное соединение для всего человечества. Именно озон образует защитную оболочку вокруг Земли, которая предохраняет наши слабые тела от воздействия жесткого ультрафиолетового излучения.

Озоновый слой находится в стратосфере — это примерно 15-30 км от поверхности планеты. Если бы не озон, жизнь вообще не смогла бы зародиться на нашей планете.

Озон в стратосфере представляет собой результат реакций, происходящих под действием солнечных лучей. Он и так является нестойким веществом, но масштабы его разрушения усиливаются под воздействием атомарного хлора и брома. Эти элементы являются составной частью фреонов (хлофторуглеродов, ХФУ), содержащихся в охлаждающей системе холодильников или в аэрозольных баллончиках, например.

Беспокойство ученых по поводу озонового слоя объяснимо. Чем тоньше этот слой, тем больше опасных для человека УФ-лучей достигает Земли. А масштабы развития промышленности на планете таковы, что человечество со своими выбросами ХФУ уже является вполне себе действующим фактором.

Врачи подчеркивают, что разрушение озонового слоя в стратосфере повышает число случаев рака кожи у людей (меланомы), катаракты, а также негативно воздействует на иммунную систему.

Озон на уровне носа

В тропосфере — самом нижнем слое атмосферы нашей планеты — тоже есть озон. Он, также как и в стратосфере, образуется в воздухе под действием солнечных лучей из углеводородов, оксидов азота и т. п. Именно эти соединения входят в состав выхлопных газов автомобилей и разнообразных промышленных выбросов. Озон, таким образом, становится одним из основных компонентов смога — неизменного спутника крупных городов. Наиболее высокие концентрации озона в смоге наблюдаются в жаркие месяцы года.

Врачи рекомендуют не выходить на улицу в обеденное время и сразу после него, когда концентрация озона в воздухе достигает максимума. Самое безопасное время для горожанина — утро или вечер, после того, как уровень озона снизится.

Так, известно, что озон разрушительно действует на дыхательную систему, снижает функцию легких и повышает риск развития астматического приступа. В июне этого года китайские ученые опубликовали результаты исследования, в котором доказали, что озон опасен и для сердечно-сосудистой системы. По их данным, озон повышает активность тромбоцитов и приводит к увеличению артериального давления. Интересно, что озон более опасен для людей, ведущих сидячий образ жизни. Те, кто ввел в свою жизнь регулярные физические нагрузки, намного меньше страдают от его негативных эффектов.

Американские ученые в июне 2017 года обнародовали данные о том, что озон значительно повышает риск развития аутизма у людей из группы повышенного генетического риска. Это значит, что озон сам по себе — довольно слабый фактор риска заболевания аутизмом. Но если речь идет о детях с некоторыми генетическими аномалиями, то именно озон может стать «последней соломинкой» и запустить процесс развития патологии.

Уменьшить пагубное действие озона на организм можно при помощи антиоксидантов, которые содержатся, например, в таких продуктах, как черника, голубика, бобовые и др. И, конечно, следует отказаться от курения, которое усугубляет разрушительное действие озона на организм.

Австрийские исследователи несколько лет назад доказали, что на фоне повышенного уровня озона в воздухе увеличивается содержание белка в пыльцевых зернах. В результате концентрация потенциальных аллергенов в пыльце повышается — она становится более опасной для аллергиков. Ученые считают, что именно озон, а точнее, промышленные выбросы, из которых он образуется, могут оказаться виновником роста заболеваемости аллергией в последние годы.

Наконец, исследование врачей из штата Пенсильвания, данные которого были опубликованы в 2015 году, показало, что озон в воздухе в такой же концентрации, как в крупных городах, влияет на количество готовых к оплодотворению яйцеклеток и снижает уровень прогестерона в период овуляции у мышей. Возможно, что высокая концентрация озона в воздухе является одним из факторов риска развития бесплодия.

Осторожно: озонаторы воздуха и ксероксы

Когда от озона в воздухе в составе смога невозможно избавиться — это особенность городской жизни. Но сегодня популярностью пользуются устройства-озонаторы, для очистки воздуха. Производство озона в таких устройствах является побочным эффектом работы аппарата.

С одной стороны, озон действительно уничтожает любые виды микроорганизмов. Но с другой, озон столь же опасен и для человека. В 2006 году ученые из Калифорнийского университета рассчитали, что установка озонатора в небольшой непроветриваемой комнате приводит к опасному для здоровья людей росту концентрации озона в воздухе. Наиболее несовершенные устройства выделяют столько же озона, как ксерокс в процессе непрерывной работы, вплоть до показателей концентрации озона при сильном смоге.

Концентрация озона в воздухе крупных копировальных центров почти в 20 раз выше, чем в обычной комнате.

Интересно, что в зависимости от материалов отделки помещения, озон разрушается с разной скоростью. Так, с коврами, тканями, резиновыми покрытиями озон контактирует быстрее, а значит, присутствует в воздухе недолго. Если же помещение отделано керамикой, ПВХ и пластиком, то опасная концентрация озона в воздухе будет держаться дольше.

Озонотерапия: недоказанная польза

Врачи уже более 100 лет используют так называемый медицинский озон — смесь озона и кислорода. Концентрация озона при этом составляет 0,2-80 мг в 1 л обычного кислорода.

Насчет эффективности процедуры озонотерапии медики так пока и не пришли к единому мнению. Многие врачи считают, что она оказывает эффект на уровне плацебо, но в то же время процедура входит в список услуг многих крупных клиник и пользуется популярностью у населения. По крайней мере, все доказательства эффективности озонотерапии относятся к наблюдательным исследованиям, но практически нет данных, которые подтверждали бы положительное действие на организм в ходе экспериментов.

Как действует озон при озонотерапии? За счет своей окислительной способности озон оказывает местный повреждающий эффект, активизируя процессы липолиза и т. п. Кроме того, организм реагирует на окислительный стресс, развивающийся под действием озона и запускает антиоксидантные и обменные процессы, приводит к усилению микроциркуляции в тканях и «подхлестывает» иммунную систему.

В 2009 году американские врачи продемонстрировали, что озонотерапия может оказывать обезболивающее действие при грыжах межпозвонковых дисков за счет уменьшения объёма выступающего хряща. Более подробно описать механизм действия озона исследователи затрудняются, но считают, что озонотерапию можно использовать для пациентов с грыжами дисков. А в 2015 году американские ортопеды заявили, что инъекции озона в коленный сустав уменьшают воспаление и боли при артрите. Почему это происходит — ученые тоже пока точно объяснить не могут.

Озонирование: идеальная очистка

Благодаря тому, что озон один из самых сильных окислителей, он является отличным средством избавиться от любых вредных микроорганизмов — например, в воде бассейна. Обработка озоном губительна для всего живого — бактерий, вирусов, грибков, простейших и т. п. При этом природа еще не научилась вырабатывать резистентность к нему.

Что характерно, при обработке озоном удаляются различные запахи и вкусы, при этом сам озон не придает воде никаких специфических ароматов или привкусов. Кислотность воды также при обработке не меняется. Озон, в отличие от многих других дезинфицирующих веществ, не остается после очистки — он полностью превращается в кислород О2.

Главным минусом озонирования является дороговизна аппаратуры. Но выгоды столь велики, что озонирование становится нормой для современных бассейнов, уверенно вытесняя хлорирование воды с его повышенным риском аллергий, дерматитов и неприятным запахом.