เกร็ดความรู้เรื่องโอโซน

เกร็ดความรู้เรื่องโอโซน

1. คุณลักษณะของโอโซน

โอโซน (ชื่อทางวิทยาศาสตร์คือ หรือ Trioxygen) เกิดจากการรวมตัวกันของ ออกซิเจน 3 อะตอม โดยใช้อากาศเป็นวัตถุดิบ ในการผลิตผ่านกระแสไฟฟ้ าแรงสูง เพื่อให้เกิดไอออนในอากาศจนรวมตัวกัน โอโซน เป็นก๊าซที่ไม่เสถียรและสลายได้ด้วยตนเอง ถูกค้นพบครั้งแรกโดยนักเคมีชาวเยอรมัน ชื่อ คริสเตียน ฟรีดริช เชิน ไบน์ ความหนาแน่น 2.14 กก.ต่อลบม. ปริมาตรเชิงโมล 48 ก./โมล จุดหลอมเหลว -192 C จุดเดือด -112 C ละลายในน้ำกรด ซัลฟิวริกคารบอนเตตระคลอไรด์ที่ระดับ 0.01-0.05 ppm ค่อนข้างมีกลิ่นและระคายเคืองต่อดวงตาได้ⁱ ตามธรรมชาตินั้น โอโซนเป็นองค์ประกอบที่สำคัญในชั้นบรรยากาศที่ช่วยรักษาสมดุลของระดับแบคทีเรียในธรรมชาติโดยโอโซนเกิดจากประจุไฟฟ้าระหว่างที่เกิดพายุฝนฟ้าคะนองและจะถูกพบในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์และโทรโปสเฟียร์¹ ชั้นบรรยากาศโอโซน ส่วนใหญ่พบในชั้นสตราโตสเฟียร์โดยมีคุณสมบัติในการปกป้องโลกจากรังสีอุลตร้าไวโอเลตที่จะส่งผลกระทบกับมนุษย์และสิ่งแวดล้อมⁱⁱ

            2.สสารทำความสะอาดที่มีประสิทธิภาพสูง

                เนื่องด้วยความสามารถในการเป็นตัวออกซิไดซ์สูงจึงมีประสิทธิภาพในการกำจัดเชื้อโรค แบคทีเรียในน้ำ อากาศ และการทำลายเชื้อในวงกว้าง เนื่องด้วยสภาพที่ไม่เสถียรและแตกตัวออกเป็นโมเลกุลออกซิเจนได้อย่างรวดเร็ว จึงทำให้โอโซนไม่มีความเป็นพิษเมื่อเทียบกับสารเคมีที่ใช้ในการฆ่าเชื้อทั่วไป นอกจากนี้โอโซนยังมีคุณสมบัติในการทำลายเชื้อรา และมีประสิทธิภาพในการฆ่าเชื้อมากกว่าคลอรีน เนื่องด้วยคุณลักษณะพิเศษแบบนี้โอโซนจึงถูกนำมาใช้ในหลายประเทศทั่วโลกเพื่อฆ่าเชื้อและกำจัดกลิ่น ข้อดีในการใช้โอโซนหลังจากการฆ่าเชื้อโรคนั้น คือ ตัวโอโซนสามารถเปลี่ยนรูปกลับเป็นสารบริสุทธ์อย่างออกซิเจนได้อย่างรวดเร็ว นอกจากนี้โอโซนยังถูกใช้ในกระบวนการบำบัดน้ำเสียเพื่อกำจัดสารอินทรีย์ธรรมชาติ (Natural Organic Matter - NOM) โดยน้ำจะถูกบำบัดผ่านกระบวนการโอโซน ขั้นตอนจะเริ่มจากการที่โอโซนถูกผสมลงไปในน้ำเพื่อให้เกิดปฎิกิริยาออกซิไดซ์กับสารตกค้าง เคมีภัณฑ์ เหล็กและแมงกานีส จากนั้นนำไปสู่กระบวนการกรองชีวภาพ (Biofilter) ที่ผ่านชั้นสารกรอง อาจกล่าวได้ว่า กระบวนการกรองชีวภาพโดยใช้โอโซนเป็นกระบวนการบำบัดน้ำนั้นมี ประสิทธิภาพสูงสุดในการทำลายสารอินทรีย์คาร์บอน รสและกลิ่นที่ไม่พึงประสงค์ⁱⁱⁱ

                3. ประโยชน์ของโอโซนในระบบการผลิตและในครัวเรือน

                ในระบบการผลิตสามารถใช้โอโซนเพื่อการกำจัดสารกำจัดศัตรูพืชในกระบวนการผลิต อาหารหรือแม้กระทั่งใ นภาคอุตสาหกรรมเพื่อบำบัดน้ำเสียรวมถึงการซักฟอกเพื่อเป็นการลดการใช้สารเคมีซักฟอกน้ำ และพลังงานในการทำให้น้ำร้อนเพื่อใช้ฆ่าเชื้อโรค นอกจากนี้การใช้โอโซนเพื่อการกำจัดกลิ่นหรือใช้แทนคลอรีนในการผลิตน้ำประปาหรือ ผลิตน้ำ ozonated รวมทั้งใช้ในการล้างผัก ผลไม้เพื่อกำจัดสารกำจัดศัตรูพืชและอาหารสดเพื่อเป็นการขจัดกลิ่นอับ^iv จากบทความวารสาร Clinical Pathology ได้มีการ ทดลองนำเครื่องผลิตโอโซนมาใช้ในบ้าน ผลการทดลองนั้ นพบว่าความสามารถของ โอโซนในการทำลายเชื้อแบคทีเรียนั้นใช้ความหนาแน่นของโอโซนมากกว่า 0.3 ppm (parts per million) ในช่วงเวลาหกชั่วโมง สำหรับห้องขนาดกลาง^v

            4.ประโยชน์ของโอโซนในวงการแพทย์

                เนื่องด้วยโอโซนใช้กระบวนการปฏิกิริยาออกซิเดชั่น (oxidation) ทำให้มีคุณสมบัติในการทำลายเชื้อโรคได้อย่างรวดเร็วมากกว่าคลอรีนถึง 3,125 เท่า ดังนั้ น จึงมีการนำโอโซนไปใช้ในการฆ่าเชื้อโรคทั้ง ในห้องผ่าตัดและขจัดกลิ่นไม่พึงประสงค์ นอกจากนี้ มีการนำระบบโอโซนมาใช้ในหน่วยไตเทียมของ โรงพยาบาลสงฆ์ โดยส่วนใหญ่นั้ น สถานพยาบาลจะใช้การฆ่าเชื้อโรคโดยสารเคมีเป็นหลัก มีการนำ สารฟอร์มาลดีไฮด์มาใช้ โดยใช้เวลาเกือบหนึ่งวันในการทำความสะอาดแต่เมื่อมีการนำเครื่องผลิต โอโซนมาใช้กับน้ำ reversed osmosis (น้ำ RO) ที่ใช้ในระบบท่อของไตเทียมเพื่อฆ่าเชื้อโรค ซึ่งใช้เวลาเพียงครึ่งชั่วโมงและเพียงสัปดาห์ละ 1 ครั้งเท่านั้ น ส่งผลให้ลดปริมาณน้ำที่ใช้ในการฆ่าเชื้อจากวิธีเดิม ได้มากและลดปริมาณน้ำเสียจากระบบได้มากขึ้นเมื่อเทียบกระบวนการใช้ในระยะเวลาหนึ่งปี^vi  จาก งานวิจัยของประเทศญี่ปุ่น เรื่องการทำห้องปลอดเชื้อโดยใช้กระบวนการโอโซนนั้นเพื่อช่วยให้เกิดห้อง ปลอดเชื้อแบบชีวภาพ ที่ผ่านมานั้นสารฟอร์มาลดีไฮด์ถูกนำมาใช้ในการทำความสะอาดห้องปลอดเชื้อ แต่เนื่องด้วยข้อจำกัด ในการมองหาทางเลือกอื่นที่เป็นพิษน้อยกว่า ทางคณะผู้วิจัยได้พัฒนาระบบทำความสะอาดผ่านโอโซนโดยทดลองความ หนาแน่นของโอโซนที่ 200 ppm ค่าความชื้นที่มากกว่า 80 เปอร์เซ็นต์และใช้เวลาประมาณ 2 ชั่วโมง ผลการศึกษาพบว่า ไม่มี ผลกระทบด้านลบจากการทำห้องปลอดเชื้อโดยใช้ระบบโอโซน^vii

^{------------------------------------------------------------------------------------------------------------}

¹  โทรโปสเฟียร์ (Troposphere) เป็นชั้ นบรรยากาศชั้ นล่างสุดที่อยู่สูงจากผิวโลกขึ้ นไป10-12 กิโลเมตร เป็นชั้ นที่มีความหนาแน่นมากที่สุด สต ราโตสเฟียร์ (stratosphere) ชั้ นนี ้มีระดับความสูงขึ้ นไปจนถึง 50 กิโลเมตรจากพื ้ นโลก  

ⁱ งานเวชศาสตร์สิ่งแวดล้อม สำนักยุทธศาสตร์ กรมการแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข (2557). การใช้เทคโนโลยีเพื่อพัฒนาคุณภาพชีวิตของคน ไทยด้านการแพทย์ การอนามัยส่วนบุคคล และอนามัยสิ่งแวดล้อม เข้าถึง http://www.parliament.go.th/ewtcommittee/ewt/technology/ewt_dl_link.php?nid=215&filename=index (23 สิงหาคม 2557)

ⁱⁱ Green Facts (2014). Definition of Ozone. Fact on Health and the Environment, online access http://www.greenfacts.org/glossary/mno/ozone.htm (16 August 2014).

ⁱⁱⁱ Green Facts (2014). อ้างแล้ว

^iv งานเวชศาสตร์สิ่งแวดล้อม (2557). อ้างแล้ว

^v Dyas A., Boughton BJ, and Das BC. (1983) Ozone killing action against bacterial and fungal species; microbiological testing of a domestic ozone generator. Journal of Clinical Pathology [(10):1102-1104] access online http://europepmc.org/abstract/med/6619309 (30 August 2014)

^vi งานเวชศาสตร์สิ่งแวดล้อม (2557). อ้างแล้ว

^vii Iwamura T et al. (2013). Confirmation of the sterilization effect using a high concentration of ozone gas for the bio-clean room, Biocontrol Sci.:9-20. online access http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23538847 (30 August 2014)  

------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ความรู้และประโยชน์จากโอโซน (pdf)

บทคัดย่อที่เกี่ยวข้องกับโอโซนจาก PubMed

• Analysis of bactericidal material generated by electrical devices advertising bactericidal ability against bacteria on the agar gel plates

​

• Analytical and toxicological studies of decomposition of insecticide parathion after gamma-irradiation and ozonation

​

• Confirmation of the sterilization effect using a high concentration of ozone gas for the bio-clean room

​

• Sterilization with ozone in health care: an integrative literature review