Ozón – pro jedince nezasvěceného do problematiky obvykle jen pojem spojený s meteorologickými předpověďmi a varovnými zprávami o stavu ozónové vrstvy ve stratosféře. V přírodních procesech má své nezastupitelné místo a díky objevům posledních 200 let roste jeho význam i v mnoha odvětvích lidské činnosti od průmyslu po medicínu.
První zmínky o uměle připraveném ozónu je možné nalézt již v roce 1785, kdy nizozemský vědec Martinus van Marum pozoroval, při pokusech se svým elektrostatickým generátorem o výkonu 720kV, namodralý plyn o specifickém zápachu.
Van Marumův elektrostatický generátor (zdroj obr.:https://lateralscience.blogspot.cz/2012/07/martinus-van-marum-1750-1837-discovers.html)
Objev zůstal beze jména i většího zájmu veřejnosti příštích 55 let, než jej německo-švýcarský chemik Christian Friedrich Schönbein, roku 1840, nepředstavil širšímu vědeckému světu ve své publikaci. Plyn dostal název ozon, podle řeckého slova „ozein“, jež lze přeložit jako „vydávající pach“, nebo „vonící“.
V roce 1857 představuje v Německu Werner von Siemens první ozónový generátor a krátce poté dochází k prvním pokusům s antibakteriálními účinky ozónu.
Siemensův ozónový generátor (zdroj obr.:physik.uibk.ac.at/museum/en/details/electr/ozon.html)
Na rozšíření a popularizaci ozonizace má bezpochyby zásluhu Nikola Tesla, který si roku 1896 nechal patentovat svůj první ozónový generátor a později, od roku 1900, začal své generátory nabízet pod hlavičkou firmy „Tesla Ozone Co.“ Zájem byl jak mezi léčiteli, tak mezi klasickými lékaři. Rozšířenou procedurou oné doby byla inhalace ozónu o nízké koncentraci přes olivový olej. Vdechovaný plyn neobsahoval ozón, nýbrž terpeny, které se uvolňují jako jeden z produktů při ozonizaci (Vdechnutí ozónu o vyšší koncentraci má naproti tomu prokazatelně negativní vliv na lidské zdraví a může poškodit plicní tkáň.). Je možné se domnívat, že podobné inhalační procedury vedly k objevení schopnosti přírodních olejů vázat jinak nestabilní ozón a nebude náhoda, že Tesla později začal nabízet k prodeji i ozonizovaný olivový olej. Minulým i současným poznatkům z této oblasti bude věnováno místo v jiném z článků.
Teslův náčrt z patentu ozonového generátoru (zdroj obr.: https://www.google.com/patents/US568177)
Již před objevy popsanými výše se s ozónem mohl osobně setkat kdokoliv. V přírodě vzniká při bouřkách, kdy je vzduch vystaven elektrickým výbojům, při nichž dochází k rozbití dvojmocné molekuly O2 na jednotlivé atomy kyslíku. Ty jsou v tomto stavu velice reaktivní a začnou se vázat na okolní atomy. Mimo vazeb s dusíkem, jejichž produkty pak za přítomnosti deště zajišťují přirozené hnojení vegetace, dochází i k navázání kyslíkových radikálů k okolním dvojmocným atomům kyslíku, čímž vzniká trojmocná vazba známá jako ozón. Lidský čich je schopen zachytit jeho specifický nasládly pach již od velmi nízkých koncentrací (přibližně od 10 µg/m3 O3, což je 10x méně než 24h expoziční limit). Tento pach je obvykle přítomen při jakémkoliv vysokonapěťovém výboji za přítomnosti kyslíku (vlastníci vlněného svetru jistě měli tu čest).
Princip vzniku ozónu z dvojmocného kyslíku při výboji vysokého napětí (zdroj obr.: www.ozonesolutions.com/info/ozone-formation)
V úvodu padla zmínka o troposférické „ozónové vrstvě“. Za svou existenci vděčí především slunečnímu záření, konkrétněji ultrafialové části jeho spektra (UVC). Při kontaktu s molekulou kyslíku (O2) dochází opět k jejímu rozštěpení na dva atomy a poté k jejich navázání na okolní molekuly za vzniku ozónu. Ten svou přítomností napomáhá oslabení dopadajícího UV záření mnohem větší měrou než dvouatomový kyslík, což ve svém důsledku umožnilo a umožňuje život na souši.
Princip vzniku a zániku ozónu ve stratosféře působením ultrafialového záření Slunce (zdroj obr.:www.ozonedepletion.info/education/ozone.html)
Krátkovlnného UV záření, je využíváno ve vakuových UV výbojkách pro ozonizaci. Tato technologie se začala rozvíjet od počátku 20. století a v roce 1910 byla ve Francii poprvé využita k desinfekci vody (tehdy ještě přímou produkcí hydroxylových radikálů). Ozonizací vody lze v konečném důsledku dosáhnout stejného efektu. Ozón je jedním z nejsilnějších oxidačních činidel (elektroafinita 1,9 eV). Oproti hydroxylovým radikálům (OH) je jeho molekula polární, což ji dává selektivní charakter. Ozón tak přednostně reaguje s molekulami prvků s vysokou elektronovou hustotou. Rozpustnost ozónu ve vodě je při 0°C více než 13x větší než rozpustnost kyslíku. Ve vodním prostředí dochází primárně k reakcím, při nichž vzniká peroxid vodíku (H2O2) spolu s kyslíkem (O2), který se dále rozkládá za vzniku hydroxylových radikálů (OH) a kyslíku (O2). Oproti chloraci vody má ozonizace řadu výhod, je mnohem více efektivní a především ekologicky šetrná, neboť ozón se spolehlivě odbourává bez vedlejších toxických produktů.
Jak bylo zmíněno výše, vdechnutí ozónu o vyšší koncentraci poškozuje plicní tkáň. Kontrolovaná aplikace ozónu na pokožku však má prokazatelně pozitivní vliv při hojivých procesech a desinfekci ran. Provádí se i přímé aplikace ozónu do krve, nebo tělesných dutin. Ozón napomáhá tomu, čemu by měl napomáhat správný lékař – nastartování přirozených regeneračních schopností organismu. Nedokysličení je jedním z faktorů napomáhajících degradaci látkové výměny a tím i degradaci tkání.
Zpracoval: Radim Martiník
Zdroje:
https://www.taksuhealinghaven.com/wp-content/uploads/2012/08/The-Story-of-Ozone.pdf
https://ozonescience.blogspot.cz/2007/12/ozone-history-nikola-tesla.html
https://www.lenntech.com/library/ozone/reaction/ozone-reaction-mechanisms.htm