Otsonoidun veden käyttö kovien pintojen puhdistuksessa ja desinfioinnissa

Abstract

Otsoni on hapen allotrooppinen muoto, joka koostuu kolmesta happiatomista. Kaasumainen otsoni on väriltään sinertävää ja se on ihmisille myrkyllistä jo pienillä pitoisuuksilla. Otsonia on käytetty desinfiointikemikaalina veden puhdistuksessa jo 1900-luvun alkupuolelta lähtien, mutta nykyään sen käyttösovellusten määrä on lisääntynyt merkittävästi. Yksi näistä uudemmista käyttösovelluksista on otsonivesi, jota käytetään esimerkiksi teollisuuden käyttöpintojen, ruuan sekä juomaveden puhdistukseen. Otsonoidun veden yleisimmät valmistusmenetelmät ovat koronapurkausmenetelmä sekä UV-menetelmä. Näistä kahdesta koronapurkausmenetelmä on taloudellisesti tehokkaampi, sillä sen tuottamat otsonipitoisuudet ovat korkeampia UV-menetelmään verrattuna. Otsoniveden puhdistus- ja desinfiointiominaisuudet perustuvat otsonin hyvään hapetuskykyyn, sillä otsonin pelkistyspotentiaali on korkeampi kuin esimerkiksi kloorin ja vetyperoksidin. Otsoni on lisäksi vihreämpi puhdistuskemikaalivaihtoehto, sillä se hajoaa itse takaisin happimolekyyleiksi, sitä ei tarvitse varastoida, eikä siitä synny jäteveteen erikoispuhdistusta vaativia reaktioituotteita.

Tässä kirjallisuustutkimuksessa perehdyttiin otsoniveden puhdistus- ja desinfiointimekanismeihin kovilla pinnoilla sekä etsittiin kirjallisuudesta tutkimustietoa otsonoidun veden tehokkuudesta puhdistuksessa ja desinfioinnissa. Lisäksi työssä perehdyttiin otsoniveden ja puhdistettavien pintamateriaalien reaktioista tehtyihin tutkimuksiin ja otsoniveden vaikutuksiin itse käyttäjillä.

Otsoniveden puhdistusteho perustuu suoraan ja epäsuoraan hapetusmekanismiin. Suorassa hapetusmekanismissa hapettimena on otsoni ja epäsuorassa otsonin hajoamisketjussa syntyneet radikaalit. Desinfioinnissa otsoni eliminoi mikro-organismit hapettamalla niille tärkeitä soluelimiä ja sotkee itiöiden itämismekanismit. Kirjallisuuden perusteella voidaan sanoa, että otsonoitu vesi soveltuu desinfiointikemikaaliksi, mutta puhdistuksessa sen teho ei yllä perinteisten puhdistuskemikaalien tasolle, mikäli puhdistettavassa liassa on esimerkiksi rasva- tai proteiinijäämiä. Lisäksi otsonivettä ei voida käyttää kaikkien materiaalien pinnoilla, sillä se hapettaa ja täten hajottaa niitä. Materiaaleja, jotka soveltuvat otsoniveden puhdistuspinnoiksi ovat esimerkiksi ruostumattoman teräksen AISI 304L- ja AISI 316L- tyypit, klorosulfonoitu polyeteeni sekä fluoroelastomeerit. Materiaaleista alumiini, kupari, alumiiniseokset ja kupariseokset eivät sovellu otsoniveden puhdistuspinnoiksi ollenkaan. Otsonivesi ei ole käyttäjille myrkyllistä, mutta se saattaa aiheuttaa käsien kuivumista. Lisäksi otsonivettä tehtäessä otsonin pitoisuutta tulee monitoroida, sillä otsonikaasu aiheuttaa ihmiselle oireita jo 0,1 ppm:n pitoisuudella.