ازون و کاربرد آن در صنعت بسته بندی آب

ازون و كاربرد آن در صنعت آب بسته بندی

سمینار آموزشی 12 و13 شهریور 89

برگزار کننده : شرکت ایرفا

                                  مدرس :  پیمان فروهر

فهرست

1- ازون چيست ؟

الف- تاريخچه ازون

ب- فرمول شيميايي ازون

پ- ازون در طبيعت

ت- خواص فيزيكو شيميايي ازون

2- ازون يك اكسيد كننده قوي

3- استفاده از ازون در صنايع غذايي و تصفيه آب

4- كاربرد ازون در صنايع آب بسته بندي

الف- تاريخچه

ب- شيمي ازون در آب

پ- كاربردهاي ازون در صنعت آب بسته بندي

ت- مكانيسم عمل ازون بعنوان ضد عفوني كننده

ث- حلاليت ازون در آب

ج- نيمه عمر ازون

چ- روش هاي توليد ازون

ح- شرح فرآيند توليد ازون بروش تخليه الكتريكي

خ- پارامترهاي اثرگذار بر روي عملكرد ازون بعنوان ضدعفوني كننده

5- محصولات جانبي ضد عفوني با ازون

الف- محصولات جانبي متاثر از حضور NOM در آب

ب- محصولات جانبي متاثر از حضور¯ Br در آب

6- اطلاعات تكميلي

الف- مقدار دۥزلازم جهت ازبين بردن يا غيرفعال نمودن ميكروارگانيسم ها

ب- تاثير ازون بر حذف و يا غير فعال نمودن انواع جلبك

پ- عوارض بهداشتي ناشي از تماس با غلظتهاي مختلف ازون

ث- ميزان تمايل ازون به واكنش با اجسام در مجاورت خود

1- ازون چيست ؟

الف- تاريخچه

اگرچه بوي ازون براي اولين بار در يك دستگاه الكتريكي بطوراتفاقي در سال 1785 احساس شد اما تاريخچه رسمي و ثبت شده مربوط به كشف و كاربرد ازون عبارتست از :

1840- تشخيص بوي ازون در حين رعد و برق توسط دانشمند و شيميست الماني و نام گذاري آن بر اساس ريشه يوناني Ozeinبه معني بو يا Smell

1856- كشف Thomas Andrew مبني بر تشكيل ازون از اكسيژن

1863- كشف استوكيومتري بين ملكول اكسيژن و ازون

1886- كشف و تشخيص قدرت ضد عفوني آب آلوده توسط ازون دراروپا

91- دريافت نتايج مثبت از آزمايشات انجام شده بر روي قدرت موثر ازون در حذف باكتريها

1893- اولين كاربرد كامل از ازون در پروسه تصفيه آب آشاميدني در هلند

1897- دريافت دكتري شيمي توسط يك دانشجوي فرانسوي با ار ائه پايان نامه دكتري در ارتباط با ازون ، همچنين در همين سال توسط وي اولين ژنراتور مولد گاز ازون طراحيو ساخته شد.

1903- استفاده از ازون در محل تصفيه خانه درمحدوده آبشار نياگارا

1909- به عنوان نگهدارنده مواد غذايي درانبارش و نگهداري گوشت منجمد مورد استفاده قرار گرفت .

1915- نصب و راه اندازي 49 تاسيسات بزرگ توليد ازون در سراسر اروپا ، و احتمالا در همين سال با توجه به هزينه بالاي توليد و استفاده گاز ازون در تصفيه آب ،استقبال از آن كاهش يافت و مجددا گاز كلر به عنوان انتخاب اول مورد توجه قرار گرفت

1939- از گاز ازون به عنوان باز دارنده رشد انواع كپك و قارچ در نگهداري انواع ميوه استفاده شد

1957- انتخاب ازون جهت استفاده در حذف آهن و منگنز از طريق اكسيداسیون آنها در آلمان

1964- فرانسه با هدف افزايش راندمان عمليات فلوكولاسيون در تصفيه آب و حذف ذرات معلق اقدام به نصب تاسيسات توليد ازون نمود.

1965- اسكاتلند جهت كنترل رنگ در ابهاي سطحي استفاده از ازون را اغاز نمود ، احتمالا در همين سال سوئيس نيز جهت حذف الودگيهايي مانند تركيبات فنلي و انواع آفتكش ( Micro pollutant ) از آب ، استفاده از ازون را آغاز نمود .

1970- آغاز استفاده از ازون جهت كنترل جلبك در فرانسه

1982- صدور اعلاميه FDA مبني بر تائيد استفاده از ازون در صنعت آب بسته بندي (GRAS)

1995- اعلاميه مجدد FDA در راستا با استفاده از ازون در صنعت آب بسته بندي كه اعلاميه مذكور بدون هرگونه تغيير نسبت به اعلاميه قبلي صادر گرديد.

1997- اعضاء متخصص صنعت اعلاميه GRAS و الزامات FDA را پذيرفتند.

1999- USDA پيش نويس استفاده از ازون براي گوشت را كه به اعلاميه سال 1982 FDA استناد كرده بود ، رد كرد.

در فاصله سالهاي 2000 تا 2004 ، EPA بر روي موضوع محصولات جانبي ناشي از استفاده از ازون مطالعه و سپس نام آنرا در روشهاي با محصولات جانبي درج نمود

ب- فرمول شيميايي ازون

در يك تعريف ساده ازون را آلوتروپي از اكسيژن ميدانيم ، كه متشكل از سه اتم اكسيژن ميباشد .

آلوتروپ : اين نام اولين بار توسط برزليوس به كار گرفته شد ، آلوتروپي

يا دگرشكلي به وجود شكلهاي مختلف براي يك عنصر اطلاق ميگردد ، از معروفترين عناصر داراي آلوتروپ ميتوان از كربن ، اكسيژن ، و سولفور نام برد.

ازون به دليل ساختار ذاتي خود تركيبي است بسيار فعال و از لحاظ ترموديناميكي بسيار ناپايدار كه به سرعت و خودبخود به اكسيژن تبديل ميگردد ، فعاليت شديد اين تركيب را ميتوان به ساختار رزنانسي آن نسبت داد .

در اشكال زير زاويه و طول پيوندها در مولكول ازون ارائه شده است :

پ- ازون در طبيعت

بيشترين مقدار ازون در طبيعت ، درلايه استراتوسفر زمين قرار دارد.

بطور كلي دانشمندان لايه هاي بيروني زمين را به 4 قسمت تقسيم نموده اند :

1- تروپوسفر 3- مزوسفر

2- استراتوسفر 4- تروموسفر (خارجي ترين لايه )

تروپوسفر اولين و نزديكترين لايه به سطح زمين و محدوده آن در 12 تا 15 كيلومتري سطح دريا ميباشد ، بلافاصله پس از تروپوسفر لايه استراتوسفر قرار دارد كه بيشترين مقدار ازون در اين منطقه حضور

وظيفه اصلي ازون موجود در استراتوسفر محافظت از كره زمين و موجودات آن از تابش پرتو خطرناك فوق بنفش يا Ultra Violet ميباشداين پرتو يكي از چند ميليارد پرتو صادره از خورشيد ميباشد كه بدليل برخورداري ازطول موج كوتاه و انرژي زيادي بعنوان پرتويي خطرناك براي تمام موجودات زنده ميباشد كه از عوارض ناشي از دريافت مقدار بيش از حد اين پرتو مي توان از سرطان پوست يا التهابات شديد پوستي نام برد، لذا حضورلايه ازون در استراتوسفر به عنوان يك لايه محافظتي تلقي ميگردد كه از ورود پرتوهاي خطرناك فوق الذكر به سطح زمين جلوگيري مي نمايد .

هنگامي كه پرتوهاي فوق بنفش به مولكولهاي ازون برخورد مي كنند اين پرتوها مقدار زيادي انرژي از دست داده و ملكول ازون در اثر دريافت اين انرژي اكسيژن فعال خود را از دست داده و به ملكول اكسيژن و اتم اكسيژن تبديل ميشود ، اين در حالي است كه تشكيل ازون بوسيله همين واكنش نوري Photo Reaction اتفاق مي افتد .

UV چيست ؟

در طيف تشعشع الكترومغناطيسي،ناحيه پيش از بنفش نامرئي(400nm)

تشعشاتي وجود دارد تحت عنوان فرابنفش يا Ultra Violet با طول

موج كمتر از 400 نانومتر .

بطور كلي سه گونه از اشعه UVبر اساس طول موج تعريف ميشود :

UV A 320 – 400 نانومتر

UV b 280 – 320 نانومتر

UV C 280 – 320 نانومتر

بيشترين فتون انرژي متعلق به UV C ميباشد ، لازم بذكر است UV A

در تامين ويتامين D نقش موثر دارد .

چگونگي تشكيل ازون در اتمسفر :

هر مولكول اكسيژن در اثر دريافت يك فتون انرژي تبديل به اتمهاي سازنده خود مي شود ، كه هر يك از اين الكترونهاي تك اتمي ضمن حمله به مولكولهاي اكسيژن تشكيل ازون خواهند داد.

در روابط مذكور تعادلي پويا و پايدار حاكم ميباشد ، كه غلظت ازون كاملا وابسته به مقدار تشعشعات دريافتي از خورشيد خواهد بود ، همچنين انرژي مورد بحث از رابطه h v = E حاصل ميگردد كه در آن بترتيب h ثابت پلانك و v فركانس ميباشند .

ت- خواص فيزيكو شيميايي ازون

ازون آلوتروپي از اكسيژن است كه داراي ساختاري رزنانسي است كه

اين رزنانس بصوت 4 ساختار متفاوت نمايش داده ميشود :

ازون گازيست داراي بوي خاص و آزار دهنده كه در غلظتهاي بسيار ناچيز ppm 2/0 حجمي نيز بوسيله افراد قابل تشخيص مي باشد ، اينگاز در دماي اطاق بي رنگ و در حالت مايع به رنگ آبي مي باشد.

ازون با توجه به ساختار رزونانسي خود از فعاليت بالايي برخوردار ميباشد بدين مفهوم كه بدليل وجود باند ضعيف (Weak Bond ) اكسيژن-اكسيژن در آن ، خاصيت اكسيد كنندگي شديدي را ميتوان انتظار داشت .

 

به عبارتي ازون را مي توان ملكول عادي اكسيژن به همراه يك تك اتم اكسيژن Nascent با فعاليت ، واكنش پذيري ، برانگيختگي ، و قدرت خورندگي بالا تصور نمود.

 

از چهار حالت رزونانسي متصور براي ملكول ازون ، دو ساختار از اهميت بيشتري برخوردار ميباشند كه عبارتند از :

در جدول زير ساير مشخصات اختصاصي مولكول ازون ارائه شده است :

با توجه به جدول ردوكس كه پيش از ارائه شد مي توان دريافت كه ازون داراي قدرت واكنش پذيري و نهايتا اكسيداسيون بسياري از تركيبات بويژه آلي و برخي تركيبات معدني را دارا ميباشد .

همانگونه كه در مطالب قبل عنوان شد رفتارازون در محيط آبي متاثر از وجود راديكال آزاد هيدروكسيل ميباشد ، روابط زير چگونگي تشكيل راديكال مذكور را در اثر تجزيه ازون در آب نمايش ميدهند :

راديكال هيدروكسيل توليد شده در واكنشهاي مذكور اكسيد كننده بسيار فعالي است و با سرعت هاي واكنش صدها برابر بيش از خود ازون مي تواند در اكسيداسيون مواد شركت نمايد .

همانگونه كه در واكنشهاي مذكور مشخص ميباشد يون هيدروكسيل يا¯ OH عامل آغازگر ( Initiator ) در تجزيه ازون و راديكال آزاد هيدروكسيل ˚ OH به عنوان حد واسط (Intermediate) و نهايتا عواملي چون كربنات و بيكربنات كه موجب قطع چرخه تجزيه ميشوند به عنوان بازدارنده يا (Inhibitors) محسوب ميگردند.

3- استفاده از ازون در صنايع غذايي و تصفيه آب

در سالهاي اخير مصادف با تائيد FDA مبني بر استفاده از ازون به عنوان يك ماده آنتي باكتريال در ضد عفوني ، نگهداري و پروسه توليد مواد غذايي ، ازون به عنوان يكي از مهمترين روشهاي كاربردي در فرآيند توليد مواد غذايي شناخته و مورد استفاده قرار گرفته است .

برخي از كاربردهاي ازون در صنايع غذايي عبارتند از :

1- استفاده از ازون در شيلات. ( ماهي و صدف ) استفاده از آب ازونايز شده در شستشوي انواع ماهي موجب افزايش طول عمر نگهداري آن بمدت 5 روز ميگردد .

2- استفاده از ازون در نگهداري گوشت و تخم مرغ در دماهاي پائين.جهت جلوگيري از رشد انواع قارچ ، گسترش و رشد كپك در نگهداريتخم مرغ استفاده ميشود .

3-ضد عفوني و نگهداري انواع ميوه و سبزيجات.

4- استفاده از آب ازونايز شده در صنايع مرغ و ماكيان .

5- استفاده از ازون در حذف رنگها از پساب خروجي برخي صنايع غذايي .

بطور كلي ميتوان كاربرد ازون در صنايع غذايي را در موارد زير خلاصه نمود :

*- ضد عفوني *- حذف بوي نامطلوب *- رنگبري *- بهبود طعم

*- حذف آفت كشها *- ضد عفوني آب *- نگهداري و انبارش

*- شستشوي مواد اوليه فرآيند *- استفاده مجدد از آب در فرآيند

استفاده از ازون در تصفيه آب :

در حد فاصل سالهاي 1970 تا 1998 كه نظرات بسياري پيرامون استفاده و يا عدم استفاده از ازون در پروسه تصفيه آب مطرح شد ، نهايتا FDA وEPA تائيد خود مبني بر امكان استفاده از اين ماده درتصفيه اب را اعلام نمودند .

طي سالهاي اخير رشد استفاده از ازون در اروپا و آمريكا بيش از حد تصور بوده است بگونه اي كه تنها در فرانسه از سال 1990 به بعد بيش از 700 تصفيه خانه به سيستم تزريق گاز ازون مجهز شدند.

در نمودار زير رشد استفاده از ازون در تصفيه خانه هاي ايالات متحده ارائه شده است :

اهداف استفاده از ازون در پروسه تصفيه آب و فاضلاب :

1- ضريب اطمينان مناسب در اجراي فرآيند ( عدم وجود ريسك در انتقال ، ذخيره ، جابجايي ، و...........)

2- ضد عفوني از طريق حذف انواع باكتري بيماريزا ، ويروس ، و....

3- حذف THM

4- حذف مواد معدني مزاحم از طريق اكسيداسيون ( آهن ، منگنز )

5- كنترل بو و طعم

6- مشاركت در ميكرو فلوكولاسيون و بهبود كدورت

7- اكسيداسيون مواد آلي آلاينده

8- كنترل جلبك

9- كاهش BOD & COD

10- بهبود كواگولاسيون

11- استفاده از قابليت زمان تماس كمتر ازون با آلاينده نسبت به سايرضد عفوني كننده ها

12- عدم تاثير نامطلوب بر روي بو و طعم آب

13- افزايش اكسيژن محلول در آب

14- بي نياز از هرگونه مواد شيميايي مكمل

4- كاربرد ازون در صنايع آب بسته بندي

الف- تاريخچه

استفاده از ازون بدلائلي چون افزايش كيفيت محصولات از طريق افزايش ايمني مصرف كننده ، حذف بوي نامطلوب ، بهبود طعم و..... به عنوان يك موضوع مهم و با اهميت در صنعت آب بسته بندي مورد توجه ميباشد.

وجود ازون و پذيرش استفاده از آن در تصفيه آب در دهه 70 ميلادي به حل مشكلات مرتبط با ضد عفوني و نگهداري مناسب محصولات منجر شد و اكنون نيز با توجه به آمار سالانه فروش آب بسته بندي در نقاط مختلف جهان توجه بسياري به اين ضد عفوني كننده ميشود. در سال 2001 و بر پايه گزارشات مستند فروش آب بسته بندي در ايالات متحده از 5/5 بيليون گالن عبور كرد كه اين مقدار معادل با 6 بيليون دلار بوده است.

جدول فروش آب در ايالات متحده :

امروزه ازون متداولترين ماده ضد عفوني كننده در صنعت آب بسته بندي بشمار مي آيد ، با استفاده از سيستم ضد عفوني تك مرحله اي با آن ، امكان ضد عفوني آب خام ، تجهيزات توليد ، بطريها ، هواي مورد نياز ،دربهاي بطري ، و... براي توليد كنندگان آب هاي بسته بندي فراهم ميگردد تا از اين طريق از راه يابي آلودگيهاي ميكروبي به محصولاتجلوگيري و در نهايت امنيت مصرف كننده به بهترين نحو ممكن تضمين گردد .

اينها همه دلائلي است بر اينكه چرا اكثر توليد كنندگان به استفاده از ازون براي دست يابي به محصولي مطمئن ، با طعم و بوي بهتر و قابليت انبارش و نگهداري بيشتر اطمينان نموده اند .

از زماني كه روش تزريق ازون در صنعت آب بسته بندي بعنوان يك روش ضد عفوني مطمئن و مناسب مورد تائيد قرار گرفت ساير مزاياي آن در سايه موضوع ضد عفوني از نظرها پنهان مانده ، و بيشترين توجه صاحبان اين صنعت تنها به تاثير آن در ضد عفوني بوده است تا ساير مزايايي از جمله ، بهبود طعم آب ، حذف انواع بو ، افزايش تاريخ انقضاء ، ضد عفوني ادوات توليد و.... كه همگي موجب افزايش مستقيم و غير مستقيم محصولات و نهايتا رضايت مصرف كننده خواهند بود.

از زماني كه ازون بعنوان ايفاگر نقشي مهم و اساسي در صنعت آب بسته بندي شناخته شد ، نياز به برخورداري از تكنولوژي روز اين تكنيك نيز احساس شد و به همان ميزان اهميت يافت ، مضاف بر اينكه توليد كنندگان اين صنعت همواره بايد با سازمانها و نهادهايي چون FDA &IBWA & USEPA & ABWA & EBWA و..... جهت دريافت قوانين و اطلاعات و آخرين بازنگريهاي مرتبط با موضوع استفاده از ازون در توليد محصولات خود در ارتباط و تماس باشند .

در سال 1982 استفاده و كاربرد گاز ازون در صنعت غذا توسط FDA طي صدور بيانيه اي مورد تائيد قرار گرفت و از آن تحت عنوان ( Generally Regarded As Safe ) ياد نمود ، و بدنبال آن كاربرد آن در صنعت آب بسته بندي را نيز مورد تائيد قرار داد كه اين موضوع به تائيد EPA نيز رسيد ، و بر اساس آن غلظت مجاز باقيمانده ازون محلول در آب 0/4 ميلي گرم در ليتر تعيين گرديد.

پس از آن FDA ازون را به عنوان يك اصل مهم GMP براي آب بسته بندي برسميت شناخت و مينيمم مورد استفاده در امر تصفيه و ضد عفوني را 0/1 ميليگرم ذكر نمود .

امروزه تعداد كمي از توليد كنندگان آب بسته بندي درايالات متحده كه منبع آب آنها داراي بيش از حد استاندارد از برمايد ميباشد با مشكل جديدي مواجه گرديده اند كه عبارتست از تبديل برمايد¯ Br به ¯ Bro3 در حضورازون به عنوان عامل اكسيد كننده ، بنابراين وجود برومات منجربه قبول آن به عنوان محصول جانبي فرآيند تزريق ازون با MCL 10ميكروگرم در ليتر گرديد. اين در حالي است كه فلسفه هرچه ازون بيشتربهتر ، موجب افزايش بي رويه ازون در محصولات گرديده است و اين اتفاق خصوصاً در مواردي كه هيچ روش كنترلي بر ميزان ازون تزريقي وجود ندارد بيشتر مشاهده ميگردد .

كاربرد ازون در مقادير بيش از اندازه ميتواند موجب تشكيل برومات در غلظتهاي بالا شود ، بهر حال در صورت استفاده از روش ضد عفوني با ازون در كنار روشهاي مونيتورينگ ان و ساير تجهيزات و ادوات كنترلي ، تشكيل برومات محدود و يا منتفي گرديده و به كمتر از MCL خواهد رسيد.

ب- استفاده از ازون در صنعت آب بسته بندي

1- ضد عفوني آب خام با هدف حذف عوامل پاتوژن كه احتمال حضورآنهادر آب ميرود.

2- ضد عفوني سطح داخلي بطريها بويژه بطريهاي چند بار مصرف (Reusable ) در مرحله شستشوي بطريها .

3- ضد عفوني سطوح مرطوب و متعلق به تجهيزات و ماشين آلات .

4- ضد عفوني سطح داخلي درب بطري از طريق تماس آن با ازونايز شده و موجود در بطري .

5- ضد عفوني هواي موجود در بالاي سطح آب درون بطري كه از آن به عنوان ( Head Space ) ياد ميگردد .

6- استفاده از ازون به جايگزيني سود كاستيك در عمليات CIP .

7- افزايش اكسيژن محلول به عنوان يكي از نتايج فرعي .

8- افزايش طول مدت انقضاء محصول از طريق دست يابي به اهداف فوق(بدون ترديد كيفيت آب درون بطري با نگهداري مناسبتر آن بي ارتباط نيست )

9- حذف انواع بوي نامطلوب احتمالي و ناشي از وجود مواد آلي و يا معدني مولد بو

پ- شيمي ازون

شيمي ازون در آب متاثر از برخي پارامترها از جمله PH ، ناخالصيهاي موجود در آب ، دما و... ميباشد بطور كلي انحلال ازون در آب انحلالي است ناچيز و در شرايط اشباع چيزي حدود 12 mg/l ميباشد .

مطالعات نشان ميدهند كه تجزيه ازون در آب تجزيه ايست بسرعت وخودبخود كه بشكل پيچيده اي با توليد راديكال آزاد هيدروكسيل نيزمرتبط است ، اين راديكالها از قويترين عوامل اكسيد كننده در آب باسرعت واكنش بسيار زياد و وابسته به كنترل روشهاي توزيع براي موادمحلولي چون هيدروكربنهاي آروماتيكي ، تكيبات غير اشاع ، الكلهاي آليفاتيكي و اسيد فرميك ميباشند .

از سوي ديگر ، نيمه عمر حضور اين راديكالهاي آزاد هيدروكسيل در آب بسيار ناچيز و كسري از ثانيه Microseconds مي باشد ، بنابراين غلظت اين راديكال هرگز به بيش از ֿ¹² 10 M نمي رسد.

براساس شكل زير ازون به يكي از روشها و يا از طريق هردو روش

در محيط آبي واكنش مي نمايد :

1- Direct Oxidation اكسيداسيون مستقيم تركيبات توسط ملكول ازون .

2- Indirect Oxidation اكسيداسيون تركيبات بوسيله ˚ OH راديكال آزاد هيدروكسيل كه ناشي از تجزيه ازون ميباشد .

هر يك از مسيرهاي دوگانه تصوير فوق در رقابت با يكديگر جهت اكسيداسيون مواد ميباشند ، سرعت روش مستقيم در مقايسه با اكسيداسيون بوسيله راديكال هيدروكسيل نسبتا كمتر مي باشد ، اين درحالي است كه غلظت ازون در آب بيش از راديكالهاي مذكور مي باشد .

بر اساس تحقيقات انجام شده پيرامون نحوه عملكرد ازون در آب در سال 1977 نتايج زير حاصل شد :

1- در محيط و شرايط اسيدي واكنش غالب از نوع مستقيم و مولكولي ميباشد.

2- تحت شرايط مساعد در توليد راديكال هيدروكسيل مانند PH قليايي ،تابش پرتو UV ، و يا افزايش هيدروژن پراكسيد ، عامل غالب راديكال آزاد هيدوكسيل ميباشد .

مكانيسم اخير (2) به عنوان روش AOP يا اكسيداسيون پيشرفته Advanced Oxidation Processes در صنعت تصفيه آب

كاربرد خواهد داشت كه با هدف افزايش نرخ اكسيداسيون تركيبات انجام مي شود.

تجزيه خودبخودي ازون طي فرآيند چند مرحله اي انجام ميگيرد كه مكانيسم دقيق آن كاملا مشخص نيست ، لكن الگو و مدلي از مكانيسم آن طي سالهاي 1983 تا 1987 ارائه شده است .

بر اساس اين مدل راديكال هيدروكسيل بعنوان يك محصول حد واسط تشكيل مي شود و توان انجام واكنش مستقيم با تركيبات موجود را دارا ميباشد .

در فرآيند تصفيه و در حضور تركيبات موجود در آب تجزيه ازون منجر به توليد راديكال هيدروكسيل ميگردد ، و بطور خلاصه مراحل زير صورت ميگيرد :

1- اكسيداسيون NOM موجود در آب و توليد محصولات جانبي چون آلدئيدها ، اسيدهاي الي ، آلدوكتواسيدها .

2- اكسيداسيون يون برومايد ֿ Br موجود در آب و توليد محصولاتي چون هيپو بروموس اسيد ، هيپوبروميت ، برومات ، برومو آمين ، و تركيبات آلي برم دار.

3- اثر بر كربنات و بي كربنات موجود در آب كه غالبا تحت عنوان قليائيت آب از آنها ياد ميشود و تبديل آنها به راديكالهاي كربنات و بي كربنات تحت اثر ˚ OH . ( اين واكنشها نيز در زمره AOP قرار دارند)

4- اكسيداسيون مواد آلي سنتزي يا SOCS Synthetic Organic Compounds لازم بذكر است كه اين نوع واكنش در شرايطي كه ˚ OH عامل غالب است انجام پذير ميباشد و دقيقا مشابه شرايط AOP ميباشد .

5- اكسيداسيون محصولات جانبي آلي و تبديل آنها به محصولات جانبي قابل تجزيه تحت عنوان AOC يا Assimilabel Organic Carbon يا BDOC Biodegradable Dissolved Organic Carbon

بنابراين : انجام عمل اكسيداسيون توسط ازون يا از نوع مستقيم و توسط خود ملكول ازون و يا غير مستقيم و از طريق راديكالهاي آزاد هيدروكسيل ميباشد .

در تصوير زير فرآيند تشكيل محصولات جانبي برم دار در ضد عفوني آب بوسيله ازون ارائه شده است :

واكنشهاي ملكولي ازون :

شكل رزونانسي ازون كاملا نشانگر اين موضوع ميباشد كه ازون در شكل مولكولي خود مي تواند درقالب سه عامل ، دو قطبي ، الكترونخواهي ، و هسته دوستي عمل نمايد :

الف- افزايش حلقوي Cyclo Addition

در نتيجه ساختار دو قطبي ، ملكول ازون مي تواند بصورت افزايش حلقوي 1-3 بر روي پيوند سير نشده عمل نمايد و نهايتا توليد ازونايد Ozonide نمايد :

يك محيط اسيدي يا پروتونيك ازونايد واسطه تبديل به تركيب كربونيل ( شماره 2 گليسين ) و سپس بسرعت به هيدروكسي هيدروكسي پروكسيد نمايش داده شده در قسمت 3 و نهايتا به تركيب كبونيل و هيدروژن پروكسيد تبديل ميشود :

ب- واكنش الكترونخواهي Electrophilic

اين نوع از واكنش بيشتر متوجه تركيباتي است با دانسيته الكتروني مناسب از جمله تركيبات آروماتيكي . زماني كه تركيبات آوماتيكي داراي گروههاي الكترون دهنده ميشوند ( مانند OH ، NH2 و....) در دو موقعيت اورتو و پاراي خود بشدت واكنش پذير ميگردند و همچنين عكس اين عمل در زماني خواهد بود كه آروماتيك داراي استخلاف الكترون كشنده يا الكترون خواه ( مانندNO2 ، COOH و....) باشد ، در اين حالت واكنش پذيري با ازون بسيار ضعيف خواهد بود . در شكل زير حمله ازون به حلقه با استخلاف الكترون دهنده نمايش داده شده است .

تركيبات بدست آمده در مراحل اخير ، مجددا مستعد انجام عمليات ازوناسيون بوده و نهاتا به Quinoid و در انتها به تركيبات اشباع آليفاتيك و بالاخره به دي اكسيد كربن و آب تبديل ميگردند .

پ- واكنش هسته دوستي Nucleophilic

اين دسته از واكنشها عموما متعلق به تركيباتي است كه بدليل اتصال گروههاي الكترونخواه به كربن خود ، بشدت الكترونخواه مي باشند .بطور خلاصه واكنشهاي مولكولي ازون بشدت انتخابي و محدود به تركيبات آروماتيكي و آليفاتيكي سير نشده ميباشد .

در جدول صفحه قبل تعدادي از تركيبات آلي با استعداد در واكنش با ازون ارائه شده است .

دياگرام زير واكنش عمومي ازون با آروماتيكها را ارائه ميدهد :

ت- مكانيسم عمل ازون بعنوان ضد عفوني كننده

بطور كلي مكانيسم عمل ازون بعنوان ضد عفوني كننده بر روي ميكروارگانيسمها عبارتست از :

1- حمله به غشاء باكتري بخصوص گليكو پروتئينها يا گليكو ليپيدها و كراتين آمينو اسيدها .

2- ايجاد اختلال در فعاليت آنزيمي باكتريها ( اثر بر Sulfhydryl )

3- اثر بر اجزاي سلول از طريق ايجاد تغيير بر روي پيورينها و پيريميدين هاي موجود در نوكلئيك اسيدها .

4- ايجاد اثر تخريبي بر روي كپسول ويروسها بخصوص پروتئينهاي موجود در آن .

5- ايجاد اثر تخريبي بر روي محل ويژه كپسول ويروس كه هر ويروس از طريق اين محل به سلولها متصل ميگردد .

6- تخريب DNA ( Deoxyribonucleic Acid )

7- تخريب RNA ( Ribonucleic Acid )

8- تخريب ديواره سلولي و خروج محتويات سلول به بيرون از آن .

9- تجزيه پيوندهاي كربن – نيتروژن به اجزاء كوچكتر و محلول.

تصوير شبيه سازي شده حمله ملكول ازون به يك باكتري

ث- پارامترهاي اثر گذار بر عملكرد ازون

بر اساس مطالعات انجام شده ، راندمان ضد عفوني و غير فعال سازي ميكروارگانيسمها توسط ازون به مجموعه اي از پارامترهاي متعدد از جمله PH ، دما ، ناخالصي ها و تركيبات آلي و معدني موجود در آب مرتبط ميباشد .

PH – بطور كلي روند تجزيه ازون در آب در PH بالا با سرعت

بيشتري انجام مي شود و بدنبال آن تشكيل راديكالهاي آزاد هيدروكسيل با توان اكسيد كنندگي بالا نيز با سرعت بيشتري انجام ميگيرد ، اما در تحقيقات اخير شاهد برخي تناقضات نيز بوده ايم ، براي مثال مشاهده شده است كه با افزايش PH به 8 يا 9 غير فعال سازي پلي ويروس Polivirus با كندي مواجه گرديده است و يا در ارتباط با تخم ژيارديا افزايش PH موجب بهبود عملكرد غيرفعال سازي و يا حذف آن گرديده است در حالي كه در رابطه با تخم Naegleria gruberi اين امربالعكس ميباشد ، لذا بنظر ميرسد تاثير PH به گونه ميكروارگانيسم نيزمرتبط ميباشد .

دما Temperature

اگرچه افزايش دما در انحلال گاز ازون در آب مانند ساير گازها تاثيرمنفي خواهد گذاشت لكن تحقيقات نشانگر عدم تاثير دما بر روي عملكرد ازون در حذف ميكروارگانيسمها ميباشد ، به عبارتي ضد عفوني مستقل از دما ميباشد .

تركيبات آلي و معدني Organic & Inorganic Compounds

از آنجا كه ازون قادر به اكسيداسيون مواد مجاور خود ميباشد لذا وجود مقادير بالاي اين مواد در آب موجب صرف ازون در پروسه اكسيداسيون اين مواد خواهد شد و از راندمان ضد عفوني كاسته خواهد شد .

مواد معلق Suspended Solids

بنظر ميرسد كه وجود مواد معلق و بدنبال آن افزايش كدورت موجب به تاخير افتادن عملكرد ضدعفوني كنندگي ازون خواهد شد.

زمان تماس و غلظت

در سالهاي دور محققي بنام شيك در انستيتو پاستور شهر پاريس موفق به ارائه فرمولي گرديد كه در آن دو عامل مهم در راندمان عمليات ضد عفوني يعني زمان T و غلظت C مورد توجه قرار گرفته اند .

CT : در متون تصفيه آب از C به عنوان غلظت باقيمانده ضدعفوني كننده يا Residual Disinfection Concentration با واحدmg/l و همچنين از T به عنوان زمان تماس يا Disinfectant Contact Time ياد ميگردد .CT يكي از مقياسها و يا معيارهاي ارزيابي چگونگي ضد عفوني آب ميباشد .

منحني شيك در ارتباط با تغيير تعداد ميكروارگانيسمها در واحد زمان

در جدول زير CT لازم در دماهاي مختلف با هدف دستيابي به راندمان 9/99 % در حذف ارائه شده است .

بطور خلاصه ميتوان اظهار نمود كه بر اساس قانون شيك كه پس از مدتي به قانون شيك - واتسون تغيير نمود ، راندمان ضدعفوني بشدت به دو عامل علظت ضد عفوني كننده و زمان تماس وابسته خواهد بود.

ج- حلاليت ازون در آب

اساسا پيش بيني چگونگي حلاليت ازون در آب پيچيده تر از ساير گازهاست ، زيرا كه حلاليت آن در آب متاثر از چندين پارامتر مختلف ميباشد و اين مي تواند دليل مناسبي براي غير پايدار بودن اين گاز در آب باشد .

حلاليت يك گاز معمولا بر اساس قانون هنري (Henry’s Law) تعريف ميگردد ، بر اساس اين قانون حلاليت يك گاز در مايع متناسب است با فشار جزئي آن گاز ، دانسيته گاز ، و ضريب جذب Bunsen :

طبق تعريف ضريب جذب ، نسبت يك حجم از گاز در فشارنرمال و دماي نرمال به يك حجم از مايع ميباشد كه بدون ديمانسيون ميباشد .

با توجه به اينكه ازون توليد شده توسط ژنراتورهاي مولد ازون به شكل خالص نميباشد لذا ، از فشار جزئي در روابط استفاده مي شود ، فشار جزئي يك گاز سهم جزئي آن گاز در فشار كل ميباشد .

در نمودار زير تاثير فشار و دما بر حلاليت ازون در آب ارائه شده است :

همانگونه كه از نمودار مشخص است انحلال ازون در آب با دما رابطه معكوس و با فشاررابطه مستقيم دارد .

بطور كلي عوامل اثر گذار در انحلال ازون در آب :

1- افزايش غلظت جزء مولي ازون

2- افزايش فشار هواي ورودي به سيستم

3-كاهش دماي آب

4-كاهش مقدار مواد محلول

5- كنترل PH

چ- نيمه عمر ازون

از آنجا كه ازون گازيست ناپايدار لذا بهترين روش جهت استفاده از آن در پروسه تصفيه آب توليد آن بروش On-site (در محل) مي باشد.

بهترين مفهوم نيمه عمر را (2/1 T ) ميتوان اينگونه بيان نمود كه در زمانهاي برابر و متناوب غلظت ماده مذكور به نصف تقليل مي يابد ، براي مثال غلظتي از ازون اوليه برابر با 8 ميليگرم در ليتر پس از زمانهاي 30 ، 60 و 90 دقيقه عبارت خواهد شد از 4 ، 2 ، 1 .

بطور كلي پارامترهاي تاثير گذار بر تغييرات سرعت و يا زمان نيمه عمر ازون در آب عبارتند از :

1- دما 2- PH 3- بار آلي Organic Load

4- پارامترهاي معدني قابل اكسيداسيون

جدول نيمه عمر ازون :

همانگونه كه پيش از اين ذكر شد تجزيه ازون در حضور يون هيدروكسيد افزايش مي يابد ، به عبارتي وقتي كه PH افزايش مي يابدنتيجتا تشكيل يون هيدروكسيد نيز افزايش مي يابد ، بنابراين در يك محلول با PH بالا مقادير زيادي از هيدروكسيد وجود دارد كه اين عامل به عنوان آغازگر در تجزيه ازون عمل مينمايد :

ح- روشهاي توليد ازون

با توجه به عدم امكان تهيه ازون از طريق خريد آن لذا توليد در محل بهترين روش در بكارگيري ازون مي باشد .

روشهاي توليد ازون عبارتند از :

1- تخليه الكتريكي Crona Discharge

2- الكتروليتيك Electrolytically

3- فتوشيميايي Photochemically

4- راديو شيمي Radiochemicall

روش اول مطمئن ترين ، موثرترين ، و اقتصادي ترين روش توليد ازون ميباشد كه بر مبناي عبور هواي فيلتر شده از ميان دو الكترود با ولتاژ بالا بدست مي آيد .

در روش دوم از الكتروليز يك اسيد استفاده ميگردد كه بندرت براي تاسيسات آب استفاده ميگردد ، چرا كه داراي محدوديتهايي از قبيل هزينه بالا ، حمل ونقل اسيد به سايت و.... ميباشد.

روش سوم يا فتوشيميايي همان تابش پرتو فرابنفش ميباشد ، دقيقا آنچه كه در تابش نور خورشيد روي ميدهد .

روش آخر روشی است بسيار پيچيده و علمي كه از انرژي موجود در پرتوهاي هسته اي استفاده ميشود .

خ- شرح فرآيند توليد ازون از طريق تخليه الكتريكي

بر اساس شكل صفحه بعد يك سيستم تصفيه آب بروش تزريق ازون از چهار جزء اصلي تشكيل شده است :

1- سيستم تامين هواي فشرده Gass Feed System

2- ژنراتور مولد گاز ازون Ozone Generator

3- تماس دهنده Ozone Contactor

4- تخليه يا تخريب گاز اضافي Off-gass Destruction System

فرآيند توليد ازون :

همانطور كه از اسامي مشخص است ، شماره 1 تامين كننده هواي مورد نياز ، شماره 2 توليد كننده گاز ازون ، شماره 3 انتقال دهنده گاز به آب

و شماره 4 خارج كننده گاز اضافي در سيستم ميباشد .

بطور كلي كنداكتورهاي مورد استفاده در صنعت تصفيه آب عبارتند از :

- كنداكتورهاي پخش كننده

- كنداكتورهاي تزريقي

- كنداكتور و يا مخلوط كننده هاي توربيني

كنداكتور پخش حباب

كنداكتور تزريقي

كنداكتور توربيني

د- روش اندازه گيري ازون

بطور كلي اطلاع دقيق از ميزان ازون در نقاط مختلف يك سيستم از اهميت زيادي برخوردارميباشد ، لذا ازون ميتواند در هر يك از نقاط زيرمورد اندازه گيري واقع شود :

- درمحل تزريق : اندازه گيري ازون در اين محل نسبت به اندازه گيري در جريان ورودي ارجعيت دارد ، اما مشكل بزرگ در اين امر دشواري در عمليات نمونه برداري در اين نقطه ميباشد كه لاجرم بايد از ادوات مخصوصي استفاده نمود .

- در تانك تماس : در مخزن تماس جايي كه براي تماس طولاني تر ازون با آب طراحي شده است به علت جريان آرام تانك و فشار كمتر نسبت به محل تزريق امكان برداشت نمونه فراهم ميباشد .

- در لحظه خروج آب از سيستم : اين محل جايي است كه ازون باقيمانده محلول اندازه گيري ميشود ، يعني جايي كه ميتوان نمونه را بطريهاي پرشده ، استخر ، محدوده شستشوي سبزيجات ، برج خنك كننده و...تهيه نمود .

روشهاي معمول در اندازه گيري ازون :

1- ORP

يك جفت الكترود Oxidation –Reduction Potential يا

ردوكس متر ، ظرفيت اكسيد كنندگي آب را، بدون هيچ گونه انتخابي نسبت به ماده ضد عفوني كننده اندازه گيري مينمايد ، اين وسيله اگرچه از قيمت زيادي برخوردار نيست لكن نيازمند كاليبراسيون دقيق در محل و بر اساس آناليز صحيح و همچنين نگهداري مناسب ميباشد .

2- الكتروشيمي

3- تيتراسيون ( Wet Chemistry )

4- يدومتري

5- DPD

6- اسپكتروفتومتريك

5- محصولات جانبي

ازون نيز مانند ساير ضد عفوني كننده ها تحت شرايط خاص داراي محصولات جانبي از عمليات ضد عفوني ميباشد ، كه بيشترين علت حضور اين محصولات در آب وجود پارامتري تحت عنوان NOM ياNatural organic matter در آب خام ميباشد .

همه آبها داراي مقاديري از NOM در محدوده 2/0 – 10 mg/l ميباشند كه بطور معمول با مفاهيمي چون TOC يا DOC Total organic carbon و Dissolved organic carbon مورد اندازه گيري قرار ميگيرد .

  NOM نه تنها مسئول مستقيم برخي مشكلات ارگانولپتيكي مانند بو و طعم نامطلوب در آب ميباشد ، بلكه بطور غير مستقيم در بروز مواردي چون توليد محصولات جانبي آلي ناشي از ضد عفوني ، كمك به رشد انواع ميكروارگانيسمها در سيستم توزيع و.... نقش مهمي ايفا ميكند ، به همين دليل هم اكنون در طراحي سيستمهاي مدرن تصفيه آب در جهان حذف NOM در اولويت قرار دارد .

در يك نگاه كلي ميتوان محصولات جانبي ناشي از ضد عفوني آب با ازون را به دو گروه زير تقسيم نمود :

1- واكنش ازون با NOM موجود در آب و تشكيل محصولات جانبي

2- تشكيل تركيبات برمينه بويژه BrO₃ ^-، بدليل حضور Br ^- در آب خام در دياگرام زير محصولات جانبي ازون ارائه شده است :

با عنايت به اينكه در ميان محصولات جانبي ناشي از استفاده از گاز ازون در پروسه ضدعفوني آب مانند ، آلدئيدها ، كتونها ، اسيدها ، و....آلدئيدها از بيشترين توجه توسط محققين و فعالان صنعت آب بسته بندي برخوردار ميباشد لذا به موضوع حضور اين ماده آلي به عنوان يك محصول جانبي مهم ميپردازيم :

تشكيل آلدئيد به عنوان محصول فرعي حاصل از ضد عفوني آب با ازون :

از آنجا كه آلدئيد در مصرف طولاني مدت ميتواند موجبات بروز بحران در سلامتي مصرف كننده را فراهم نمايد و همچنين بدليل توليد مشكلات ارگانولپتيكي در محصولات، لذا همواره به عنوان يكي از مهمترين محصولات جانبي ناشي از ضدعفوني آب بوسيله ازون مورد بحث و بررسي بوده است ، تومورهاي گوارشي ، تومورهاي تنفسي از جمله صدمات ناشي از اين تركيبات ميباشند .

آلدئيدها در همه جاي طبيعت وجود دارند و حتي در آزمايشات متعدد مقاديري از آنها در آبهاي پروسه شده نيز مشاهده شده است ، اگرچه كه در آب خام نيز پيش از انجام عمليات تصفيه مقاديري از آن بدست آمده است .

در يك مطالعه موردي ميانگين آلدئيد موجود در سه نمونه آب در شكل زير بهمراه مقايسه هريك با مقدار TOC ارائه شده است :

در مقايسه با مطالعات قبلي مشاهده گرديد كه همبستگي و ارتباط شفافي ميان TOC و مجموع غلظت آلدئيد در آب خام وجود ندارد ، بيشترين مقدارآلدئيد به ميزان 4/14 mg/l در نمونه آب سطحي با بيشترين غلظت TOC يعني 4/6 mg/l شناسايي شد،از طرفي در نمونه شماره 3مقدار زيادي آلدئيد شناساي شد كه مربوط به آب خام زير زميني بود با غلظت TOC برابر با 7/2 mg/l !!!

همچنين بيشترين آلدئيدهاي شناسايي شده در اين آزمايش عبارت بودند از : فرمالدئيد ، استالدئيد ، گلي اكسال ، متيل گلي اكسال . در شكل زيرميانگين حضور آلدئيدها در هر سه نمونه آب ارائه شده است و بر اساس اين نمودار بيشترين سهم متعلق به استالدئيد و فرمالدئيد ميباشد :

پس از ضد عفوني با ازون :

در آبهاي نمونه اي كه مورد ضد عفوني با ازون در غلظتهاي 1/0 ،2/0 ، 4/0 ، 8/0 ، 1 و 2 mg/l به ازاي 1 mg/l كربن آلي قرار گرفتند ، عموما رابطه معني داري بين دز ازون و مقدار آلدئيد تشكيل شده بعنوان محصول جانبي بدست آمد بگونه اي كه الدئيد هاي تشكيل شده درارتباط مستقيم با دز ازون تزريقي بوده است .

ارتباط ميان دز ازون و الدئيدهاي توليد شده در نمونه آب زير زميني شماره 1 در شكل زير نشان داده شده است :

در شكل زير نيز ارتباط دز بالاي ازون يعني 1 و 2 ميليگرم بر ميليگرم TOC ( mgO3/mgTOC ) با غلظت آلدئيد تشكيل شده ملاحظه ميگردد:

اين در حالي است كه در نمونه 3 آنچه كه مشابه دو نمونه ديگر باشد بچشم نمي خورد ، و ميزان آلدئيد تشكيل شده در دز 2 ميليگرم كمتر از دو مورد ديگر است ، اين موضوع نشان دهنده اين حقيقت بود كه در دزهاي بالا احتمال وجود برخي واكنشهاي رقابتي و يا واكنشهاي تخريبي و انهدام آلدئيد ها وجود دارد .

هم چنين اين موضوع مهم خواهد بود كه در سه نوع نمونه مختلف آب كه در شرايط مشابه مورد تزريق گاز ازون قرار گرفتند مقادير مختلفي ازآلدئيد توليد گرديد ، اين در حاليست كه با مقايسه نتايج سه نمونه آب اطلاعات بدست آمده كاملا عادي بنظر ميرسند ، چنانچه آلدئيد توليد شده بر حسب مقدار TOC محاسبه گردد ، بصورت جدول زير خواهد بود :

سطح غلظت آلدئيد در آب تصفيه شده با ازون بستگي به منبع آب و ماهيت آن دارد ، بدين مفهوم كه توليد آلدئيد وابسته به ماهيت ذاتي مواد آلي موجود در آب دارد ( NOM )براي هر سه نوع آب استالدئيد و فرمالدئيد شكل غالب آلدئيدهاي تشكيل شده در حين ازونايزينگ بوده اند بگونه اي كه 80% از آلدئيدهاي توليد شده را بخود اختصاص داده اند .

در زير تعدادي از واكنشهاي مربوط به تشكيل محصولات جانبي ناشي از واكنش ازون با برخي مواد آلي ارائه شده است :

ازونوليز :

واكنشهاي پيچيده تر :

Bro3 ֿ و محصولات جانبي برم دار

يكي از محصولات جانبي استفاده از ازون در تصفيه آب برومات ميباشد كه در اثر وجود يون برومايد در آب خام حاصل ميگردد ، Song نشان داد كه براي آبي با بيش از 1/0 ميلي گرم بر ليتر برومايد تشكيل برومات قابل انتظار ميباشد .

محصولات جانبي مربوط به بحث اخير عبارتند از : برومات ، بروموفرم برومواستيك اسيد ، بروموپيكرين ، سيانوبرومايد ، و......

بر اساس تحقيقات انجام شده و نتايج آنها ، در تماس ازون با دز 2 mg/l با آبي حاوي 2 mg/l يون برومايد ، 53 ميكروگرم بر ليتر بروموفرم ،و17 ميكروگرم بر ليتر دي برومواستيك اسيد و 10 ميكروگرم بر ليتر سيانوژن برومايد تشكيل ميگردد .همچنين در اثر واكنش ازون با هيپوبروميت تركيب سرطانزاي برومات تشكيل ميگردد ، نكته مهم اينكهاز كل مقدار يون برومايد موجود در آب 3/1 آن در تشكيل محصولات جانبي مشاكت داشته اند كه اين مفهوم عدم شناسايي ساير محصولات جانبي برومينه است .

در شكل زير چگونگي تشكيل يون برومات در روشهاي مختلف از واكنش ملكول ازون كه عبارتند از مستقيم و تركيبي ارائه شده است :

در شكل زير چرخه توليد ساير محصولات جانبي برم دار ارائه شده است

6- اطلاعات تكميلي

الف – مقدار دز لازم جهت از بين بردن يا غير فعال سازي

بطور كلي پارامترهاي مهم در تعيين دز مناسب ازون در ضدعفوني آب عبارتند از :

1- بار ميكروبي و اطلاع از گونه هاي آن

2- غلظت ضد عفوني كننده

3- مدت تماس

4- PH

5- ميزان كدورت آب

6- دما

با دانش به اطلاعات فوق امكان محاسبه Log Inacticationوجود خواهد داشت ، پارامتر مذكور روشي است براي دست يابي به راندمان فرآيند ضد عفوني اگرچه كه محاسبه مستقيم اين پارامتر امكان پذير نميباشد .

درصد غير فعالسازي بر حسب مفهوم فوق :

1 log : 90% inactivation

2 log: 99% inactivation

3 log: 99.9% inactivation

4 log: 99.99% inactivation

جدول دز لازم جهت انجام عمليات ضد عفوني پيوست اين ميباشد.

ب- تاثير ازون بر حذف و يا غير فعال سازي انواع جلبك

يكي ديگر از نگرانيهاي دائمي فعالان صنعت آب بسته بندي وجود جسم شناور مخملين سبز – آبي كه معمولا در كف بطري محصولات شناور و اصطلاحاً به آن Green Stuff مينامند ميباشد .

اين اجسام شناور پلانكتونها و يا به تعبيري جلبك ميباشند ، كه در ابتدابصورت micro algae ميباشند و در صوت قرارگيري در شرايط مساعد از جمله دما ، نور خورشيد ، مواد غذايي ، و... وارد مرحله رشد و يا Macro خود ميشوند.

بدون ترديد اين جلبكها موجب بروز خواص ارگانولپتيكي نامطلوب در محصولات ميشوند ، لذا پيشگيري از بروز اين پديده امريست الزامي .

اگرچه در ارتباط با عملكرد ازون بر روي جلبك مشابه آنچه كه بر روي ويروسها و باكتريها انجام ميگردد ميان محققين اختلاف نظرهايي وجود دارد ولي در مجموع تحقيقات نشان داده است كه ازون در دز مناسب و زمان تماس كافي داراي قدرت تخريبي بر روي ساختمان سلولي جلبكها مي باشد ، اين در حالي است كه مهمترين وظيفه ازون در ارتباط با حذف جلبك در تصفيه آب را ، افزايش راندمان فلوكولاسيون و كواگولاسيون و بدنبال آن افزايش راندمان فيلتراسيون ميدانند.

جدول پيوست اين مجموعه كه در سال 1974 و سپس 1980 مجددا ارائه شده است انواع جلبك و اثرات آنها بر آب را مشخص مينمايد ، همچنين جداول بعدي ميزان راندمان ازون در مقايسه با ساير گنزداها و همچنين مقايسه راندمان دو روش تصفيه بترتيب از طريق فيلتراسوين شني و تركيب آن با تزريق ازون را در حذف جلبك ارائه مينمايد :

پ- عوارض بهداشتي ناشي از تماس با غلظتهاي مختلف ازون

همزمان با استقبال روزافزون استفاده از روش ضدعفوني آب با ازون در صنعت آب بسته بندي ، به موضوع مهم ديگري يعني عوارض استفاده از ازون نيز توجه بسياري شده است برخي از عوارض ناشي از غلظتهاي مختلف ازون بر سلامتي انسان عبارتند از :

ت- تمايل ازون به واكنش با اجسام در مجاورت خود

با توجه به قدرت بالاي ازون در اكسيداسيون محدوده وسيعي از اجسام از اين آلوتروپ متأثر ميباشند بگونه اي كه در بسياري از موارد منجر به بروز خسارات در برخي تأسيسات و يا تجهيزات ميگردد ، جدولي شامل فهرست مواد مختلف و ميزان تأثير پذيري هريك از آنها در مواجه با ازون پيوست اين مجموعه مي باشد.