غیرفعالسازي عوامل بیماري زا و پارامترهای موثر در گندزدایی با گاز ازن:

 ازن خاصیت میکروب‌کشی بسیار مؤثری در برابر طیف وسیعی از میکروارگانیسم‌های بیمـاري زا شـامل باکتری‌ها ، پروتوزوا و ویروس‌ها دارد. به دلیل بازده بالاي میکروب‌کشی، ازن می‌تواند براي دستیابی به غیرفعال سازی بالا و موردنیاز توسط سیستم‌های تصفیه آب با وجود یا عدم وجود صافی استفاده شود. با این حال ازن نمی‌تواند به‌عنوان گنـدزداي نهایی به کار برده شود، به دلیل اینکه باقیمانده ازن به سرعت از بین می‌رود، بازده گندزدایی ازن تحت تأثیر pH نیست، گرچه از نظر رادیکال‌های آزاد هیدروکسیل و تجزیه سریع، بازده همان است اما در pH بالا به منظور حفظ غلظت ازن به‌کاررفته، باید ازن بیشتري به آب افزوده شود.

عوامل مؤثر بر گندزدایی:

سرعت تجزیه ازن تابع پیچیده اي از دما، pH  و غلظت مواد محلول آلی و معدنی است. در ادامه، اثرات pH ،دما و مـواد معلق روي سرعت واکنش ازن و غیرفعال سازي عوامل بیماری‌زا بیان می‌شود.

توانایی حفظ غلظت بالاي ازن در آب از نقطه نظر انجام گندزدایی منظم، مهم است. در واقع عواملی که تجزیـه ازن را تسریع می‌کنند، براي غیرفعال سازی نامطلوب و مزاحم هستند. به دلیل اینکه ازن باقیمانـده سریع‌تر پراکنده ‌شده و بنابراین میزان غلظت- زمان (CT) کاهش می‌یابد و درنتیجه هزینه کاربرد ازن گران‌تر می‌شود.

pH:

pH  تأثیر کمی در غیرفعال نمودن باکتري­هاي اسید فاست مانند مایکوباکتری ها و اکتینومایست دارد. همچنین، تغییرات در عملکرد گندزدایی با نوسانات pH از طریق سرعت تجزیه ازن ایجاد می شود.

تجزیه ازن در محلول‌های آبی با pH بالاتر سریع‌تر اتفاق می­افتد و انواع مختلف اکسیدکننده‌ها، واکنش‌های متفـاوت را نشان می‌دهند و درجه غیرفعال سازی میکروارگانیسم اساساً بدون تغییر باقی می­مانـد .

دما:

با افزایش دما، حلالیت و پایداري ازن در آب کاهش می‌یابد، با این حال میـزان گنـدزدایی و اکسیداسـیون شـیمیایی نسبتاً پایدار می‌ماند. افزایش دما از 0-30 درجه سانتی‌گراد می‌تواند به طور قابل‌توجهی حلالیت ازن را کاهش و سـرعت تجزیـه آن را افزایش دهد، دما تا حد زیادي روي میزان گندزدایی باکتري تأثیر نمی‌گذارد . به‌عبارت‌دیگر، میـزان گنـدزدایی در دماهای بهره‌برداری تصفیه‌خانه‌های متعارف آب، علیرغم کاهش در حلالیت و پایداري در دماي بالاتر، نسبتاً مستقل از دما است.

مواد معلق:

غیرفعال سازی ویروس‌ها و باکتری‌های موجود در لخته آلومینیوم (در محدوده اندازه مشابه آنچه می‌تواند به‌طورمعمول از فیلتر عبور کند) توسط ازن در میزان کدورت 1 تا 5 NTU ،کاهش نمی‌یابد و میکروارگانیسم‌ها هـیچ حفـاظتی از  لخته آلومینیوم دریافت نمی‌کنند. در ازن زنی آب‌های رودخانه که به‌شدت با مواد آلی آلوده بودند، مولکول‌های آلی بزرگ به مولکول‌های کوچـک تجزیه‌شده که به‌راحتی توسط میکروارگانیسم‌ها متابولیسم می‌شوند.

تاثیر pH:

نوع واکنش ازن به مقدار pH بستگی دارد:

– خنثی یا اسیدی: مستقیم

– قلیایی: تشکیل رادیکال ‌های OH

ازن به رادیکال‌های OH تجزیه می‌شود. زمانی که pH افزایش می‌یابد، رادیکال‌های OH اضافه می‌شود.

 O3 + OH → HO2 + O2

O3 + HO2– → OH + O2  + O2

رادیکال اکسیژن که از واکنش دوم به دست می‌آید، می‌تواند مجدداً  با ازن واکنش دهد.

افزایش در pH سرعت واکنش تجزیه ازن را افزایش می‌دهد.

برای فرآیندهای اکسیداسیون ترکیبی، اثر pH پیچیده‌تر است. نتایج تجربی نشان داده‌اند با  افزایش pH، در سرعت واکنش ازن با میکرو آلاینده‌ها، افزایش مداوم می‌یابد و PH مطلوب برای مواد مختلف، متفاوت است.
ذکر این نکته خالی از لطف نیست که در واکنش‌های ترکیبی ازن زنی با H2O2 یا اشعه UV، ازن زنی با هدایت تعادل به سمت HO-، مقدار آغازگر واکنش را افزایش داده و باعث تأثیر بیشتر این فرآیندها می‌شود.

عوامل دیگری که ممکن است استوکیومتری واکنش‌های ازن زنی را تحت تأثیر قرار دهند. مهم‌ترین این نکات در هنگام استفاده از ازن یا دیگر ضدعفونی‌کننده‌ها عبارت‌اند از:

  1. H2O2 می‌تواند به‌عنوان یک جاذب رادیکال خود عمل کند.
  2. ازن می‌تواند به‌طور مستقیم با رادیکال OH واکنش دهد و به‌عنوان آنتی‌اکسیدان عمل نماید.
  3. ازن و رادیکال‌های به وجود آمده، ممکن است توسط ترکیبات دیگری مصرف شوند.

جدول رو به رو تأثیر PH در ازن زنی را در دمای 15 درجه سلسیوس را نشان می‌دهد.

جدول تاثیرات pH در بازه های زمانی متفاوت

تاثیر دما:

دما یک پارامتر بسیار مهم در نیمه‌عمر ازن است. جدول 1 نیمه‌عمر ازن در آب‌وهوا را نشان می‌دهد. در آب نیمه‌عمر ازن بسیار کوتاه‌تر از هوا است، به‌عبارت‌دیگر ازن در آب با سرعت بیشتری نسبت به هوا تجزیه می‌شود. در دماهای بالا، انحلال ازن و همچنین پایداری آن کاهش می‌یابد. ازن محلول در آب در دمای بالاتر از 40 درجه سلسیوس کارایی ندارد زیرا نیمه‌عمر آن بسیار کوتاه می‌شود.

در جدول زیر نیمه‌عمر ازن در آب با pH ثابت (pH 7) و هوا در دماهای متفاوت بررسی‌شده است:

ازن محلول در آبازن در هوا
نیمه عمر ازندما (C°)

نیمه عمر ازندما (C°)
30 دقیقه153 ماه50-
20 دقیقه2018 روز35-
15 دقیقه258 روز25-
12 دقیقه303 روز20
8 دقیقه351.5 ساعت120
1.5 ثانیه250
لطفا به این نوشته امتیاز دهید.
سپاس