Tallinna Tehnikaülikool

Täna, 16. septembril on rahvusvaheline osoonipäev

Mis te arvate, miks telesaade meie maavaradest, soodest, veekogudest, lindudest-loomadest kandis pealkirja „Osoon“? Ja kas Sulev Nõmmiku mängitud professor sai osoonimürgituse? Kui olulist rolli mängib maailmas see keemiline aine O₃? 

männimets osoon Pixabay
Osoonile omast värsket, teravat lõhna võib kõige kergemini tunda männimetsas pärast äikest. Foto: Pixabay

Nagu öeldud, on eestlastele sõna „Osoon” ilmselt kõige rohkem tuttavaks saanud samanimelise populaarse loodussaate kaudu ETV kanalil. Sellest võib igaüks järeldada, et osoonil (O₃) on oluline roll seoses looduse ja eluga Maal. 

Esiteks kaitseb osoon  meid ülitugeva ja eluohtliku UVC (280-100 nm) kiirguse eest,  neelates 99% seda kiirgust ning lagunedes ise tagasi hapnikuks. Kui 1970. aastatel sai selgeks, et inimese loodud kemikaalid põhjustavad osoonikihi kahanemist, mis omakorda võib suurendada nahavähi ja hallkae juhtude arvu ning kahjustada taimi, põllukultuure ja ökosüsteeme, võtsid  riikide valitsused 1985. aastal vastu Viini konventsiooni osoonikihi kaitsmiseks. 

Toimunud on positiivne areng

Seega tähistame sel aastal juba Viini konventsiooni 40. aastapäeva. Konventsiooni Montreali protokolli kohaselt, mis kirjutati alla 16. septembril 1987, tegid valitsused, teadlased ja tööstus koostööd, et vähendada 99 protsenti kõigist osoonikihti kahandavatest ainetest atmosfääris. Tänu sellele ongi osoonikiht paranemas ja eeldatavasti naaseb see sajandi keskpaigaks 1980. aasta eelsele tasemele. Maailma osoonipäev, 16. september, tähistab igal aastal seda saavutust ja tuletab meile meelde, et osoon on elu jaoks Maal ülioluline ja et me peame osoonikihti tulevastele põlvedele säilitama.

Mis asi on osoon?

Vaatajale on senini kahjuks jäetud täpsemalt selgitamata, mis aine üldse on osoon, millised on ta omadused, kuidas ta atmosfääris tekib ning miks teda veepuhastusjaamades toodetakse? Ja veel – mis seos on osoonil kui intensiivse lõhnaga ja tugeva oksüdeerijana tuntud gaasil looduskeskkonna ja eriti veega? 

Osooni kui uue, senitundmatu gaasi (O3 ehk trihapniku) avastas juhuslikult Hollandi keemik van Marum 1785. aastal, juhtides elektrivoolu läbi hapniku. Osooni „ristiisaks” peetakse aga Saksa keemikut Christian Schönbeini, kes 1839. aastal andis sellele iseloomuliku terava lõhnaga gaasile nime „ozone” (kreeka keeles ozein = lõhnama). Nagu eelpool mainitud, leidub looduslikku osooni vähesel määral nii maakera ümbritsevas troposfääris (kuni 10 km), eriti aga stratosfääris (kuni 50 km). Osoon neelab päikeselt lähtuvat ülitugevat UV-kiirgust (< 300 nm), vältides sellega nii kõigi elusolendite pimedaksjäämist kohe sünnimomendil kui ka vähendades nahavähi teket. 

Osoonile omast värsket, teravat lõhna võib kõige kergemini tunda männimetsas pärast äikest. Arvatakse, et männivaik on osooni tekke katalüsaatoriks äikeselahenduse ajal. 

(Nii et kui professor jooksis filmis „Mehed ei nuta“ männimetsas, võis ta osooni lõhna tunda küll, kuid osoonimürgitust ta kindlasti ei saanud.)

Osooni kasutatakse veepuhastuses

Veepuhastuses hakati osooni kasutama Euroopas 19. sajandi lõpus pärast seda, kui laboratoorselt olid kindlaks tehtud osooni head desinfitseerivad omadused ning tehniliselt lahendatud suurema tootlikkusega osonaatorite ehitamise küsimus. Osooni toodetakse tänapäeval  elektriväljas   500-1000 VAC,  50/60 Hz. Esimesed tööstuslikud vee osoonimise seadmed ehitati Saksamaal aga juba 1896. aastal Wiesbadenis ja Paderbornis. Käesoleval ajal töötab maailmas juba üle 9000 osooni kasutava veepuhastusjaama.

Osoon avaldab loodusveele kompleksset positiivset toimet  – hävitab vees olevad patogeensed algloomad (Cryptosporidium parvum, Giardia lamblia), bakterid ja viirused (E.coli, Legionella, Poliovirus, Rotavirus, Hepatitis A ja E), parandab vee maitset ja lõhna, vähendab oluliselt vee värvust kollases spektriosas ja suurendab sinises  jne. Osoonitud veele on omane ilus sinakas värvitoon ja meeldiv värske lõhn. Seejuures ei ole seni tuvastatud ühtki olulist osoonimise toksilise või mutageense toimega oksüdatsiooni vahe- või lõpp-produkti, välja arvatud bromatioon (BrO3-), mis võib tekkida ainult bromiidirikka loodusvee (näiteks merevee) osoonimisel ning on kantserogeense toimega.  

Tänapäeval lähtutakse  veetehnoloogias tõsiasjast, et kloorida tohib ainult orgaanikast eelnevalt täielikult  puhastatud vett ning kloori kui desinfitseerija ainus kasutuskoht on päris puhastusprotsessi lõpus. Viimasel ajal on maailmas kloori asemel nii eel-kui järeltöötluses hakatud üha rohkem kasutama osoonile sarnase toimega kloordioksiidi (ClO2) ning kombinatsiooni UV/ClO2, et vältida igasugust bioloogilist taaskasvu veetrassis. 

Siiski tuleb osooniga ka ettevaatlik olla

Ehkki Sulev Nõmmiku kehastatud professor osoonimürgitust ei saanud, sai selle üks teine professor (käesoleva artikli autor). 

Kord palju aastaid tagasi kogesin noore spetsialistina ohtu, kui osooni generaatorist kontaktaparaati viiv põrandal asuv seinaäärne PVC-toru hakkas lekkima. Lekkekoha tihendamiseks kasutasin elektrilist jootekolbi ja tükki bituumenit, mida tilgutasin põrandal kummargil olles lekkekohale. Unustasin seejuures, et osoon on tunduvalt raskem õhust (MO3/Mõhk = 48/29 = 1,65), mistõttu lekkinud osoon oli kogunenud põranda pinna lähedale. Järsku tundsin, et hing hakkab kinni jääma ja teadvus tuhmuma. Kuna ruum oli väike, suutsin siiski kuidagi enne teadvuse kaotust jõuda aknani ja see lahti lükata. Jäin aknalauale tükiks ajaks lamama. See oli hea õppetund – osoon on meeldiva värske lõhnaga gaas ainult väikestes kontsentratsioonides, suurtes kontsentratsioonides on ta tugev närvisüsteemi ja hingamist paralüseeriv mürk. 

Lohutuseks võin öelda seda, et kaasaegsed vee osoonimise jaamad on varustatud kõige vajalikuga, et täielikult vältida minuga juhtunud õnnetust.