Без кейворду

Озон і рифовий акваріум, частина 1: Хімія та біохімія

Озонова зона використовується в рифових акваріумах протягом багатьох років. Стверджується, що він має багато переваг, починаючи від підвищення прозорості води і закінчуючи зменшенням водоростей. Однак вона ніколи не зростала в популярності до такої міри, щоб її використовували більшість рифових акваріумістів. Багато причин, ймовірно, перешкоджають його широкому використанню, включаючи його вартість, складність та проблеми безпеки як для акваріуміста, так і для мешканців акваріума. Говорячи лише за себе, я ніколи не використовував його протягом перших десяти років утримання рифових акваріумів, насамперед через занепокоєння токсичністю побічних продуктів озону в акваріумі та відсутністю усвідомленої потреби в ньому.

На початку та в середині 1990-х років озон та інші окислювачі використовувалися як спосіб підвищення ОВП (окислювально-відновного потенціалу) води. ОВП, в свою чергу, був неправильно описаний як хороший спосіб вимірювання “чистоти” води. Тому акваріумісти підвищили ОВП. Потім озон та інші окислювачі (такі як перманганат) впали в немилість з різних причин, не останньою з яких була загальна тенденція до менш технологічних підходів до обслуговування рифів.

Однак, схоже, що використання озону може бути на підйомі. У нещодавньому (грудень 2005 року) опитуванні, яке я проводив серед досвідчених рифових акваріумістів, результати розділилися порівну між тими, хто ніколи не використовував озон, і тими, хто використовує його в даний час або використовував у минулому і хотів би зробити це знову у відповідному акваріумі. Для більшості людей, які використовували його, акцент зараз робиться на прозорості води, а не на ОВП як сурогаті чогось, що було нечітко визначено, але що повинно було бути корисним.

Ця стаття є першою в серії, яка розглядає безліч питань, пов’язаних з використанням озону в рифових акваріумах. Статті повинні допомогти акваріумістам зрозуміти, чому використовується озон і які процеси на молекулярному рівні відбуваються при використанні озону. Разом вони повинні допомогти акваріумістам визначити для себе, чи є озон тим, що вони хочуть використовувати, і якщо так, то як це зробити.

Статті такі:

Озон і рифовий акваріум, частина 1: Хімія та біохімія Озон і рифовий акваріум, частина 2: Обладнання та безпека Озон і рифовий акваріум, частина 3: Зміни в рифовому акваріумі після введення озону

Після короткого вступу про те, як використовується озон і деякі з його заявлених переваг, ця перша стаття описує, що таке озон і як він реагує з морською водою. Вона також пов’язує передбачувані переваги озону з фактичними хімічними та біохімічними змінами, які він може спричинити. У певному сенсі вона забезпечує механістичну основу для розуміння того, чому озон робить те, що він робить, допомагає акваріумістам зрозуміти його обмеження і детально описує зміни в акваріумній воді, які викликає озон, незалежно від того, чи є вони очевидними для більшості акваріумістів чи ні (і, насправді, багато хто з них не помічає).

У наступних статтях цієї серії буде розглянуто типи обладнання, необхідного для ефективного та безпечного використання озону, а також переваги, які виникають при введенні озону в акваріумну систему (шахту), яка працювала багато років без нього.

Розділи цієї першої статті такі:

• Для чого потрібен озон в рифовому акваріумі?
• Як використовується озон в рифових акваріумах?
• Що таке озон?
• Озон та ОВП
• Що відбувається з природним озоном у природній морській воді?
• Що відбувається, коли до морської води додають озон?
  • Галогени
  • Аміак
  • Залізо

  Для чого потрібен озон у рифовому акваріумі?

  Я запитував багатьох акваріумістів, що, на їхню думку, дає дозування озону в їхніх акваріумах. Список завжди очолює підвищення прозорості води, але також включає інші можливості. Нижче, в довільному порядку, наведені види заяв, які були зроблені:

  1. Підвищення прозорості води (навіть якщо вона була дуже прозорою до озонування) 2. Збільшення проникнення світла 3. Зменшення жовтизни 4. Зменшення водоростей 5. Зменшення кількості ціанобактерій 6. Зменшення виробництва скімату 7. Збільшення виробництва скімату 8. Збільшення ОВП 9. Зниження нітратів 10. Зниження патогенних бактерій 11. Зменшення циркулюючих токсинів 12. Чистіша (більш чиста) вода

  Деякі з них мають сенс, і хімічні та біохімічні механізми, які викликають їх через використання озону, будуть детально розглянуті в наступних розділах цієї статті. Інші можуть бути невірними твердженнями (наприклад, зменшення кількості патогенних бактерій), і ці питання також обговорюються.

  Деякі випадки очевидних проблем і, можливо, основних питань, пов’язаних з використанням озону, є настільки тонкими, що більшість акваріумістів ніколи їх не помічають. Знебарвлені корали, наприклад, очевидні, і про них повідомлялося. Можливо, відбілювання, яке спостерігалося, пов’язане зі швидким збільшенням проникнення світла. Але припустимо, що деякі дрібні безхребетні в акваріумі були менш схильні до успішного розмноження через залишковий бромат у воді. Або що захворюваність на рак риб від бромату (підозрюваного канцерогену) збільшилася, скажімо, з 1% до 2% для деяких конкретних видів риб. Чи багато рифових акваріумістів помітили б ці зміни або пов’язали б це з озоном, навіть якщо б це було правдою?

  З іншого боку, багато акваріумістів можуть не особливо перейматися такими тонкими питаннями, і хочуть, щоб вода була чистішою незалежно від гіпотетичних проблем. У будь-якому випадку, дані будуть представлені такими, якими вони є, і акваріумісти зможуть вирішити для себе, чи є використання озону практикою, яку вони хочуть продовжувати чи ні. В кінці останньої статті з цієї серії, де я представляю результати в своєму акваріумі, я прокоментую, чи вважаю я бажаним продовжувати використовувати його чи ні в моїй системі.

  Як використовується озон в рифових акваріумах?

  Як використовується озон буде основною темою другої статті в цій серії, але для того, щоб зрозуміти багато питань, представлених в цій статті, необхідно мати елементарне уявлення про те, як використовується озон.

  Шлях потрапляння озону в акваріум починається зі звичайного акваріумного повітряного насоса. Повітря виходить з насоса і часто потрапляє в осушувач повітря. Волога з повітря видаляється, оскільки вона поглинається дуже гігроскопічними твердими частинками. Не всі акваріумісти виконують цей крок, але видалення вологи з повітря має принаймні дві переваги, оскільки повітря переходить на наступний етап процесу. Наступним етапом є невеликий пристрій, який генерує озон. Метод, який використовується більшістю генераторів озону, полягає в тому, що повітря пропускається через електричний розряд високої напруги, який розщеплює деякі молекули кисню (O 2 ), і коли вони рекомбінують, утворюється деяка кількість озону (O 3 ) (другий, менш ефективний метод використовує ультрафіолетове світло для досягнення того ж процесу, або пропускаючи повітря або саму воду повз джерело ультрафіолетового світла). Волога в повітрі зменшує кількість озону, що утворюється в генераторі, а також призводить до утворення азотної кислоти (HNO 3 ; з води і газу азоту в повітрі). Ця азотна кислота може знижувати pH і лужність, а також забезпечує нітрати в акваріумі (що буде більш детально розглянуто в наступному місяці).

  Після того, як повітря, що містить озон, виходить з озоногенератора, його зазвичай направляють в якусь камеру змішування, де вода в акваріумі і газ добре перемішуються і знаходяться в контакті протягом принаймні декількох секунд. Акваріумісти часто використовують для цього скімери або спеціально виготовлені озонові реактори, і вибір відповідних матеріалів викликає занепокоєння, оскільки озон може руйнувати деякі види пластику, гуми і труб. Кількість озону, що подається, варіюється в широких межах. Багато виробників рекомендують від 0,3 до 0,5 мг/год на галон акваріумної води, але багато акваріумістів використовують менше, або не використовують його постійно. Вони вважають, що використання меншої кількості озону задовольняє їх потребу в більш чистій воді, зменшує потребу в більш дорогому обладнанні та осушувачах повітря, зменшує занепокоєння щодо токсичності через побічні продукти та зменшує його негативний вплив на знежирення.

  У контактній камері озон реагує з багатьма різними хімічними речовинами морської води, включаючи органіку, аміак, залізо та інші метали, броміди та йодиди. Він також може взаємодіяти з вірусами, бактеріями та іншими організмами, що потрапляють до камери. Сам озон виживає в морській воді лише кілька секунд, але він залишає по собі інші активні окислювачі (так звані озоноутворюючі окислювачі, OPO; наприклад, гіпобромна кислота, BrOH). Вони можуть вступати в реакцію з органічними речовинами та іншими матеріалами, а також є потенційно токсичними, тому їх слід видаляти перед тим, як вода потрапляє в акваріум. Значна частина переваг озону відбувається в цій камері, де, наприклад, вода стає “прозорішою”, оскільки певні пігменти в розчиненому стані та часткові органічні молекули руйнуються.

  Вода, що виходить з реактора, оптимально пропускається через кількість активованого вугілля, достатню для видалення решти оксидантів, що утворилися в результаті виробництва озону. Вугілля каталітично (а також некаталітично) розщеплює ці оксиданти до того, як вони потрапляють в акваріум. Повітря, що виходить з реактора, також містить озон, і його також краще пропускати через активоване вугілля, щоб зменшити занепокоєння акваріуміста щодо токсичності повітряного озону.

  Для того, щоб переконатися, що в акваріум не потрапляє занадто багато озону, акваріумісти повинні контролювати ОВП (окислювально-відновний потенціал) у воді акваріума. Для тих акваріумістів, які використовують невелику кількість озону, моніторинг може бути достатнім. Для тих акваріумістів, які використовують велику кількість озону, важливим є контролер ОВП. Він може бути використаний для відключення озону, якщо ОВП піднімається вище заданого значення (ця точка є або точкою аварійного відключення, яка рідко, якщо взагалі досягається, або цільовим значенням ОВП, коли генератор фактично працює лише частину часу, і тільки тоді, коли контролер ОВП говорить, що ОВП потрібно підняти до заданого значення).

  Для порівняння з іншими дослідженнями, про які йдеться в цій статті, рифові акваріумісти зазвичай використовують до 0,3 ppm озону в “контактній камері” і мають час контакту порядку декількох секунд до того, як вода потрапляє в акваріум. Це значення 0,3 ppm озону базується на додаванні озону зі швидкістю 100 мг/год (типова швидкість додавання, запропонована виробниками генераторів озону для акваріума об’ємом близько 200 галонів) в контактну камеру (наприклад, скіммер), яка має потік 333 л/год; 100 мг/год / 333 л/год = 0,3 мг/л). Більш високі швидкості потоку, більш низькі швидкості додавання озону або неповна передача озону у воду призведуть до більш низьких концентрацій озону в контактній камері або скіммері.

  Всі ці аспекти використання озону в рифових акваріумах будуть більш детально розглянуті в наступному місяці.

  Озон (O 3 ) – це газ при кімнатній температурі, але недостатньо стабільний для зберігання в пляшці. Оскільки він нестабільний, акваріумісти завжди генерують його на місці безпосередньо перед використанням. Механізми утворення озону будуть детально описані в наступній статті цієї серії, але якщо коротко, то озон утворюється шляхом розщеплення молекул кисню (O 2 ) з повітря і дозволяє їм рекомбінувати в озон.

  При низьких температурах (нижч е-180° C) озон може конденсуватися в темно-синю рідину. Він має приємний, солодкий запах, який дозволяє акваріумістам виявляти, коли він утворюється або виділяється, хоча він також є потенційно токсичним. При додаванні в морську воду він має дуже короткий період напіврозпаду – лише кілька секунд до розпаду.

  Озон складається з трьох атомів кисню, з’єднаних у вигнуту лінію (з кутом O-O-O ~117°), в той час як звичайний двоатомний кисень складається з двох атомів кисню, з’єднаних між собою (O 2 ). Двохатомний кисень набагато більш хімічно стабільний, ніж озон. Частково саме тому озон є таким сильним окислювачем. O2 становить близько 21% (210 000 ppm) атмосфери на рівні моря, в той час як озон складає лише дуже малу частку (зазвичай близько 0,05 ppm).

  Високо в атмосфері (вище приблизно 30 кілометрів) сонячне світло розщеплює двоатомні молекули кисню на одноатомні атоми кисню (О), і ця форма переважає на всіх висотах вище приблизно 150 кілометрів. На висотах від 30 до 90 кілометрів, коли утворюється О, він часто стикається з молекулою О2 і утворює озон (О3). Це і є “озоновий шар” атмосфери. З різних причин фактична концентрація озону досягає піку приблизно на висоті 50 км. Він є сильним поглиначем ультрафіолетового світла з довжиною хвиль від 200 до 310 нм. Він є набагато сильнішим поглиначем ультрафіолетового світла, ніж інші гази в атмосфері. Таким чином, він допомагає захистити нижні шари атмосфери і земну поверхню від ультрафіолетового випромінювання.

  Озон також може утворюватися в нижніх шарах атмосфери і зазвичай вважається частиною “смогу”. У цьому випадку більша частина озону утворюється, коли оксиди азоту (NO і NO2) від спалювання викопного палива розпадаються з вивільненням одноатомного кисню (O). Як і на більш високих рівнях в атмосфері, цей О реагує з О2 з утворенням озону. На жаль, озон набагато менш бажаний на нижчих висотах, де люди та інші організми, які ним дихають, можуть зазнати пошкодження легенів. Коли я був хлопчиком і ріс у каліфорнійській долині Сан-Фернандо, небо часто було облямоване коричневим серпанком смогу. Після інтенсивних фізичних вправ мої легені часто боліли при глибокому вдиху. Цей ефект є одним з небажаних властивостей підвищеного озону для людини.

  Друга стаття з цієї серії буде присвячена більш детальному розгляду впливу озону на здоров’я, але тут варто навести основну інформацію про концентрацію озону. Для багатьох потенційний небажаний вплив на здоров’я людини може бути достатнім, щоб відмовитися від використання озону в побуті лише з цієї причини:

  Вплив озону в нижніх шарах атмосфери:

  0,003 – 0,010 ppm Найнижчі рівні, що виявляються середньостатистичною людиною (за запахом). 0,08 проміле Останнє дослідження EPA (буде опубліковане у квітні 2006 року) повідомляє про значне збільшення ризику передчасної смерті у людей. Кожне збільшення на 0,01 проміле призводить до збільшення передчасної смертності на 0,3 відсотка. 0,001 – 0,125 ppm – природна концентрація озону в повітрі. 0,1 ppm – типова максимально допустима безперервна концентрація озону в промислових робочих зонах, громадських та приватних приміщеннях. 0,15 – 0,51 ppm Типова пікова концентрація в американських містах. 0,2 ppm Тривалий вплив озону на людину в типових робочих умовах не призводить до видимих наслідків. 0,3 ppm Пороговий рівень для подразнення носа та горла. Деякі види рослин демонструють пошкодження. 0,5 проміле – рівень, при якому Лос-Анджелес, Каліфорнія, оголошує рівень смогу № 1; може викликати нудоту та головний біль. 1 – 2 проміле Рівень, при якому в Лос-Анджелесі, Каліфорнія, оголошується попередження про смог № 2 (1,00 проміле) і № 3 (1,50 проміле). Симптоми: головний біль, біль у грудях та сухість дихальних шляхів. 1,4 – 5,6 ppm Завдає серйозної шкоди рослинам. 5 – 25 ppm Смертельний для тварин протягом декількох годин. 25+ ppm Ймовірно смертельний для людини протягом однієї години.

  Однією з перших речей, яку всі акваріумісти дізнаються про озон, є те, що він підвищує окислювально-відновлювальний потенціал води (ОВП). Але що це насправді означає? Насправді ОВП природної морської води є дуже складним питанням, і достеменно не встановлено, що насправді змінюється в морській воді, коли її ОВП підвищується або знижується на невелику величину. Можливо, точне співвідношення більш відновлених форм заліза і марганцю (тобто Fe ++ і Mn ++) зменшується при підвищенні ОВП, а більш окислених форм (тобто Fe +++, MnO ₂ тощо) збільшується. 1 Чи хвилює це акваріумістів? Чи корисно це?

  У попередній статті були детально розглянуті питання, пов’язані з вимірюванням ОВП та його значенням для морської та рифової акваріумної води:

  Окрім точних хімічних властивостей води, які призводять до ОВП, ОВП є показником балансу реакцій окислення та відновлення, що відбуваються в морській воді. На багато з цих реакцій сильно впливає додавання сильного окислювача, такого як озон та його хімічні побічні продукти (бромат, гіпоброміт тощо). У цьому сенсі визначення рівня ОВП в акваріумі корисно для акваріумістів, які використовують озон, щоб переконатися, що вони не передозують озон.

  При достатньому додаванні озону вода буде наповнена високоокислювальними хімічними видами, і самі мешканці акваріума почнуть окислюватися цими видами, що знаходяться у воді. При досить високих рівнях ці процеси вб’ють організми, і це відбувалося при значних передозуваннях. Багато акваріумістів вважають за краще використовувати певне значення ОВП в якості цільового показника для кількості додавання озону. На мою думку, найбільш важливим способом використання ОВП є припинення додавання озону, якщо ОВП зростає занадто сильно. Частково ця думка ґрунтується на відсутності прямого зв’язку між “якістю” води і самим ОВП при використанні хімічного окислювача. Однак існує чіткий зв’язок між надмірним ОВП (скажімо, вище 500 мВ) і шкодою для організмів.

  На щастя для акваріумістів, багато переваг озону, таких як підвищення прозорості води і зменшення жовтизни, можуть бути досягнуті без досягнення ОВП надмірних значень. Часто вода може стати помітно прозорішою (до такої міри, що акваріуміст просто перестане помічати воду в акваріумі звичайного розміру), коли ОВП ледве перевищує 300 мВ. З іншого боку, питання про те, чи є у воді небажано високі рівні певних побічних продуктів озону при цих прийнятних рівнях ОВП, зазвичай не вивчалося. Яка інформація існує, буде детально розглянута в наступних розділах цієї статті. У наступній статті цієї серії буде значно розширено інформацію про те, як використовувати ООЗ з озоном у рифових акваріумах.

  Що відбувається з природним озоном у природній морській воді?

  Озоновий шар не генерується в океані в значних кількостях, але він потрапляє в океан з повітря. При низьких концентраціях озону, який осідає таким чином, і при природних концентраціях йодидів, які зазвичай присутні в морській воді (набагато вищих, ніж озон), озон може реагувати з присутнім йодидом за час, що становить менше десятої частки секунди. 2 У цьому прикладі йодид окислюється до гіпойодату (IO – ) і гіпойодної кислоти (HOI):

  Оскільки pKa гіпойодної кислоти (у прісній воді) становить 10,4, в морській воді вона знаходиться в основному в протонованій (незарядженій) формі. 3 Гіпойодова кислота сама по собі є сильним окислювачем і може вступати в реакцію з іншими органічними або неорганічними матеріалами. 4 Було також висловлено припущення, що дуже низькі рівні молекулярного йоду (I 2 ) можуть утворюватися таким чином у тонкому шарі на поверхні океану (0,0002 ppm, або 0,3% від загального вмісту йоду). 5

  Одним із наслідків цієї реакції є те, що використання озону призведе до викривлення видового складу йоду в рифовому акваріумі, і це детально описано в наступному розділі.

  Що відбувається, коли озон застосовується до морської води?

  Коли озон застосовується в морській воді в концентраціях, вищих за природні, відбувається більше різноманітних хімічних реакцій. Головною з них є окислення брому до гіпоброміту: 6,7

  Перша реакція відбувається дуже швидко, і період напіврозпаду озону, що не прореагував, у воді з великою кількістю броміду (наприклад, у морській воді) становить близько декількох секунд. 8 Оскільки pKa гіпобромної кислоти (у прісній воді) становить близько 9, в морській воді вона знаходиться переважно в протонованій (незарядженій) формі, але значна кількість BrO – також присутня. 3 Гіпобромиста кислота сама є сильним окислювачем і може швидко окислювати інші органічні та неорганічні матеріали. 4

  Гіпобромна кислота також може реагувати різними способами (включаючи диспропорціонування і додаткове окислення озоном) з утворенням бромату:

  Гіпобромна кислота також може каталітично розщеплюватися озоном з поверненням до броміду:

  Про широкому озонуванні морської води зробила висновок одна група:

  “Ozonization of seawater oxidizes bromide ion to Br (hypobromous acid and hypobromite ion) and then to bromate. If seawater is ozonized for >60 хв, по суті весь бромід перетворюється на бромат”. 9

  Цей рівень озонування, однак, набагато більший, ніж той, що може мати місце в рифовому акваріумі. Різні реакції, що призводять до утворення бромвмісних побічних продуктів озонування води, були широко вивчені (особливо в контексті дезінфекції прісної питної води, яка містить бром). Тим не менш, це складна проблема. В одному з недавніх оглядів 3 зазначено:

  “Оскільки утворення броматів під час озонування бромвмісних вод є дуже нелінійним процесом, для покращення механістичного розуміння та прогнозування утворення броматів було застосовано кінетичне моделювання. Повна модель складається з більш ніж 50 пов’язаних кінетичних рівнянь, які можуть бути вирішені одночасно за допомогою комп’ютерного коду”

  і далі продовжив,

  “прогностичні можливості таких моделей для озонування будь-якої води не слід переоцінювати”.

  Що ж, ми не будемо намагатися прорахувати, що відбувається в рифових акваріумах, але зробимо висновок, що бромат і гіпобромат можуть бути значними.

  Бромат, як правило, найдовше зберігається після озонування води, що містить броміди. Насправді, це одна з найбільших проблем озонування як методу очищення питної води, оскільки бромат є підозрюваним канцерогеном. З цієї причини Агентство з охорони навколишнього середовища США обмежує його вміст у питній воді до 10 частин на мільярд. Тому при розгляді властивостей очищеної морської води в акваріумах необхідно враховувати як BrOH/BrO -, так і BrO3 -.

  У літературі є принаймні одне дослідження броматів в акваріумі з морською водою. 10 Тут для дезінфекції використовувався озон, тому використовувані дози можуть бути вищими, ніж багато акваріумістів. Я також не знаю, чи обробляли вони воду після озонування активованим вугіллям і наскільки ефективно. Тим не менш, були відстежені рівні броматів в експозиції “Живі моря” в Епкот-центрі Уолта Діснея в Уолт Діснейленді. Дослідники, які вивчали цю експозицію, виявили, що бромат підвищився приблизно до 0,6 проміле (при вмісті нітратів близько 600 проміле). Після додавання періодичної системи денітрифікації концентрація броматів і нітратів почала падати, що свідчить про поглинач броматів, який цілком може існувати і в багатьох рифових акваріумах (тобто в системах або місцях, де відбувається денітрифікація).

  Ті самі реактивні шляхи, які призводять гіпобромну кислоту до бромату, приведуть гіпойодну кислоту до йодату.

  В океані переважаючою формою йоду є йодат (IO 3 – ) з меншою, але значною часткою йодиду (I – ). Біодоступність цих двох форм для макроводоростей та інших організмів варіюється від виду до виду, але йодид часто є більш біодоступним, ніж йодат. Незалежно від цього, використання озону, ймовірно, змістить частку загального йоду в бік йодату і в бік йодиду. Це може бути або не бути важливим для рифових акваріумістів, оскільки важливість доступності йоду з товщі води для організмів, що утримуються в рифових акваріумах, не доведена, але це може мати серйозні наслідки, якщо використовувані тест-системи виявляють деякі види, а не інші.

  Це питання було вивчено однією групою у відділі здоров’я тварин Смітсонівського національного зоологічного парку. 11 Вона стверджувала, що рибам потрібен йод у товщі води у формі йодиду для вироблення гормону тироксину. Незалежно від того, чи це правда, чи ні (тобто, чи рибам потрібен йод у воді, чи вони можуть отримувати його з їжі), вони показали, що озонування морської води до ОВП 400 мВ (еквівалентно, як вони стверджують, рівню, досягнутому за допомогою використання озону, що керується скіммером) зменшило концентрацію йодидів більш ніж наполовину. Озонування також зменшило концентрацію йодоорганічних сполук і підвищило рівень йодатів. У самому акваріумі йодиди та йодоорганічні сполуки не були виявлені при використанні озону. Далі вони припускають, що добавки йодидів можуть бути корисними у випадках, коли використовується озон. Тому висновок про те, що “йод є непотрібною добавкою для рифових акваріумів”, коли цей висновок ґрунтується на успіху в акваріумах, що не використовують озон, може не поширюватися на акваріуми, які інтенсивно використовують озон.

  Поки бром залишається в морській воді, еквівалентна реакція озону з хлоридом

  навряд чи буде значною, оскільки вона набагато повільніша, ніж реакція з бромідом. Невелика кількість ClO -, що може утворитися, може реагувати з бромідом з утворенням BrO -. 3,6,8

  Ще однією з потенційних реакцій озону та його побічних продуктів з неорганічними сполуками в морській воді є реакція з аміаком. Насправді, озон досить ефективно перетворює аміак на нітрати. Реакція відбувається досить швидко, і якщо в морській воді присутня достатня кількість аміаку, вона буде відбуватися переважно до реакцій, які призводять до утворення бромату. 3,12,13 Проміжною речовиною в цьому процесі є бромамін (бромний еквівалент хлораміну), але, на щастя (оскільки він токсичний), він зазвичай далі окислюється до броміду та нітрату.

  Імовірно, це не є шкідливим, і може бути корисним для більш швидкого відновлення аміаку до нітратів. Однак це може призвести до підвищення концентрації нітратів в акваріумі, а також до різного співвідношення експорту азоту через різні механізми, оскільки деякі методи (наприклад, вирощування деяких видів макроводоростей) віддають перевагу аміаку, а не нітратам.

  У морській воді залізо може бути присутнім у двох основних формах: двовалентне залізо (Fe +++) та тривалентне залізо (Fe ++). Іон заліза є більш стабільною формою в насиченій киснем морській воді, але двовалентні форми можуть залишатися протягом значного періоду часу, перш ніж окислюватися до іона заліза. Ферум у цій формі легше засвоюється багатьма організмами (включаючи людей), частково через те, що він більш розчинний, а частково завдяки біологічним механізмам мембранного транспорту. Але багато організмів можуть перетворювати іон феруму в іон заліза на своїй поверхні так само, як вони його поглинають, тому важливість точної форми не зовсім зрозуміла. Я дозую іон заліза, коли додаю залізо в свій акваріум.

  Озон може легко перетворити іон заліза в іон феруму. 14-16 Це окислення може насправді бути частиною того, що фактично вимірюється при зміні ОВП морської води. Перетворення може бути навіть швидшим для комплексного іона феруму, ніж для вільних іонів феруму в морській воді, а комплексоутворення з органічними речовинами може утримувати двовалентне залізо в розчині навіть після окислення. 17

  Нарешті, озон може слугувати для вивільнення заліза з дуже міцних комплексів, в яких воно не є легко біологічно доступним. Наприклад, комплекси заліза з ЕДТА можуть потребувати фотолітичного розщеплення, щоб стати біологічно доступними в акваріумах без озону, і окислення комплексу озоном може слугувати аналогічній меті.

  Окислення органічних речовин озоном: Знебарвлення

  Окислення органічних речовин, виявляється, є основною причиною того, що рифові акваріумісти використовують озон, оскільки саме органічні матеріали в морській воді викликають проблеми з прозорістю та кольором. Його вплив на органічні матеріали також є причиною того, що озонування впливає на знежирення. Хоча більшість органічних сполук, які піддаються впливу достатньої кількості озону протягом досить тривалого періоду, певним чином окислюються, деякі з них набагато чутливіші за інші. Насправді, при рівнях озону, що досягаються в типовій контактній камері рифового акваріума (менше приблизно 0,3 ppm озону) або навіть при дезінфекції, де дози набагато вищі, загальний вміст розчиненого вуглецю помітно не змінюється під час впливу озону (хоча це може статися пізніше, якщо бактерії вважатимуть щойно окислені органічні речовини більш біодоступними; див. нижче).

  Наприклад, у басейні для морських ссавців було виявлено, що дезінфекція озоном з концентрацією 4 ppm при 30-хвилинному контакті (рівень дезінфекції набагато вищий, ніж зазвичай використовується в рифових акваріумах) не призвела до зниження загального органічного вуглецю (ЗОВ) у басейні (~13 ppm TOC), тоді як використання гранульованого активованого вугілля (GAC) знизило його на 37%. Цікаво, що комбінація озону та GAC була ще більш ефективною, видаляючи 60-78% TOC, що дозволяє припустити, що озонування могло змінити деякі молекули таким чином, що вони стали сильніше (або швидше) зв’язуватися з GAC. Альтернативне пояснення, яке не можна виключати, включає біологічні перетворення органічних сполук, що відбуваються на поверхні GAC, коли вона колонізується бактеріями).

  Одна дослідницька група 19, що вивчала реакцію між різноманітними органічними сполуками та озоном, прийшла до висновку:

  “порівняння констант швидкості з хімічними структурами реагуючих груп показують, що всі реакції O ₃ є високоселективними”.

  На щастя, багато органічних сполук, які найбільш активно реагують з озоном, збігаються з тими, які акваріумісти хочуть усунути з акваріумів. У міру старіння морської води в морських акваріумах вода часто стає жовтою, оскільки в ній накопичуються різноманітні органічні пігменти. Через реакцію озону з багатьма природними пігментами його часто використовують при очищенні питної води з метою “знебарвлення”; не видалення органіки як такої, а саме знебарвлення. 20

  Для того, щоб зрозуміти цей ефект, спочатку корисно зрозуміти, які саме органічні молекули призводять до забарвлення, оскільки не всі вони це роблять. Насправді, більшість органічних молекул не є забарвленими. Тобто, вони не поглинають видиме світло. Якщо подивитися на пляшечки з очищеними органічними сполуками, то переважна більшість – це білі порошки. Організми, однак, мають значну потребу в поглинанні світла, наприклад, для фотосинтезу або для того, щоб бачити.

  Для того, щоб генерувати молекули, які поглинають видиме світло, природні системи часто звертаються до спряжених подвійних зв’язків вуглець-вуглець. На рисунках 1 і 2, наприклад, показані структури хлорофілу і b-каротину. Обидві ці молекули широко поширені в організмах, і обидві містять спряжені подвійні зв’язки, які призводять до поглинання видимого світла. На цих малюнках не показані атоми водню (їх десятки), але показані всі інші атоми, а на кожному перетині двох або більше ліній є вуглець. Так хіміки часто показують структури, дозволяючи виділити важливі особливості і не загубитися в нагромадженні атомних літер. Тут важливим є кожен відрізок з літерою С ═ С (показано червоним кольором). Не вдаючись у безглузді хімічні подробиці для статті про рифи, можна сказати, що наявність купи зв’язків C═C, розташованих разом, з одним зв’язком C─C між ними, може призвести до поглинання видимого світла. Саме тому організми виробили такі хімічні структури для поглинання світла, незважаючи на їх нестійкість до окислення (див. нижче).

  Малюнок 1. Хімічна структура природного пігменту хлорофілу. Атоми водню не показані (для наочності), а кожне перехрестя ліній складається з атома вуглецю. Повторювані подвійні зв’язки вуглець-вуглець, С=С, які відповідають за поглинання світла, є також частинами молекули, що найбільш реагують з озоном. Вони показані червоним кольором.

  Малюнок 2. Хімічна структура природного пігменту b-каротину. Атоми водню не показані (для наочності), а кожне перехрестя ліній складається з атома вуглецю. Повторювані подвійні зв’язки вуглець-вуглець, С=С, які відповідають за поглинання світла, є також частинами молекули, що найбільш реагують з озоном. Вони показані червоним кольором.

  Однак саме цією нестабільністю користуються акваріумісти, використовуючи озон. На малюнку 3 показано, наприклад, де озон вперше атакує олеїнову кислоту (харчову жирну кислоту). 21,22 Він атакує її подвійний зв’язок, розбиваючи її на більш дрібні фрагменти, які більше не мають зв’язку С-С. Отже, в той час як величезна доза озону, що діє дуже довго, розщепить ці фрагменти ще більше, навіть невелика доза видалить зв’язок C ═ C

  Малюнок 3. Відома реакція, що відбувається при взаємодії озону з олеїновою кислотою (харчовою жирною кислотою) в морській воді. Атоми водню не показані (для наочності), а на кожному перетині ліній – атом вуглецю. Подвійний зв’язок вуглець-вуглець (С=С), який вступає в реакцію з озоном, показаний червоним кольором. Продукти, які утворюються в результаті реакції з озоном у морській воді, показані внизу.

  Якщо перевести цю реакційну здатність на пігменти, показані на малюнках 1 і 2, стає зрозуміло, чому озон так добре зменшує забарвлення морської води і підвищує її прозорість: він досить вибірково впливає на багато структур, які природа використовує для поглинання світла, і перетворює їх на хімічні структури, що не поглинають світло.

  Другий тип забарвлених органічних сполук, які накопичуються в морській воді (як в океані, так і в акваріумах), є однією з функціональних груп гумінових і фульвокислот (сполук, які часто ідентифікуються як агенти пожовтіння в акваріумах). 20 Ці “сполуки” є складними сумішами багатьох сполук, але серед них є фенольна функціональна група (рис. 4). Фенол може бути атакований озоном, 23,26 з продуктами розпаду, показаними на рисунку 4. Забарвлюється саме група Ring-OH, яка знаходиться в іонізованій формі Ring-O -, а багато з цих продуктів розпаду не мають такої функціональної групи. Отже, окислення таких фенолятів в гумінових кислотах озоном призведе до зменшення кольоровості акваріумної води.

  Малюнок 4. Продукти реакції фенолу (вгорі ліворуч) під впливом озону. Атоми водню не показані (для наочності), а на кожному перетині ліній – атом вуглецю Молекула фенолу служить сурогатом більш складних структур в гумінових і фульвокислотах, які забезпечують більшу частину природного пожовтіння акваріумної води. Світлопоглинаючі частини цих молекул зазвичай включають сполуки, де OH приєднаний до повного кільця з шести атомів вуглецю. Розпад цих молекул на частини без повного кільця зменшить або усуне поглинання видимого світла.

  Різні хімічні продукти, описані в цьому розділі, звичайно, не є єдиними продуктами реакції озону, гіпобромної кислоти і гіпоброміту з органічними сполуками. Інші продукти включають бромовані органічні сполуки та багато інших хімічних структур. Вони не були повністю з’ясовані, що не дивно, оскільки навіть за відсутності озону природа всіх органічних речовин у природній морській воді або воді рифових акваріумів залишається погано визначеною.

  Окислення органічних речовин озоном: Знежирення та поживні речовини

  Іншим результатом розщеплення деяких органічних речовин на менші, більш гідрофільні частини (рис. 3 і 4) є те, що це часто збільшує їхню здатність до бактеріального біологічного розкладання. 27-29 Таким чином, озон може знадобитися лише для того, щоб розпочати процес розкладання, а бактерії в акваріумі можуть завершити розкладання органіки шляхом поглинання та метаболізму. Великі молекули гумінових кислот, наприклад, перетворюються при озонуванні на менші фрагменти, які легше поглинаються та метаболізуються. 29 Цей процес може насправді бути причиною того, що деякі акваріумісти повідомляють про падіння рівня поживних речовин після введення озону. Це не тому, що озон безпосередньо впливає на нітрати або фосфати (він не реагує безпосередньо з жодним з них), але нові біодоступні органічні речовини можуть стимулювати ріст бактерій, так само як додавання етанолу (наприклад, горілки) або цукру. Бактерії, що ростуть, потребують азоту і фосфатів, і якщо вони задовольняють ці потреби, поглинаючи нітрати і фосфати, рівень цих поживних речовин у воді може знизитися. Цей ефект, однак, може бути лише тимчасовим, оскільки початковий сплеск нових біологічно доступних органічних речовин вичерпується, і досягається новий стабільний стан з нижчим рівнем органічного матеріалу та аналогічним рівнем неорганічних поживних речовин.

  Знежирення – це складний процес, який має багато тонкощів. У попередніх розділах обговорювалося, як озонування модифікує органічні молекули, і ми можемо потім екстраполювати, як ці процеси впливають на знежирення. Багато років тому широко стверджувалося, що використання озону збільшує знежирення, і я тоді стверджував, що не бачу, як це може статися безпосередньо. Більшість органічних сполук, які, ймовірно, можна знайти в значних кількостях у рифовому акваріумі, стануть більш полярними і, ймовірно, менш знімними після реакції з озоном. На рисунку 3, наприклад, показано, як олеїнова кислота (яка легко видаляється) перетворюється на більш полярні сполуки, які не будуть так легко видалятися, оскільки вони не будуть так сильно притягуватися до поверхні розділу повітря-вода.

  Невелика частина органічних молекул у воді рифового акваріума може стати більш знежиреною, якщо, наприклад, вони стають більш гідрофобними після реакції з озоном. Вони також можуть стати більш знежиреними, якщо вони були повністю гідрофобними до впливу озону і перетворилися на молекули з полярними та неполярними частинами (так звані амфіфільні), які легше абсорбуються на поверхні розділу фаз повітря-вода і видаляються.

  Чи існують інші способи збільшення знежирення, окрім цих двох процесів? У попередній статті я висунув гіпотезу, що це пов’язано з ростом бактерій (або в самій воді, або пов’язаних з поверхнею), а також, можливо, з вивільненням нових органічних молекул у міру їх зростання, що викликало ефекти, які спостерігали деякі акваріумісти.

  Однак, схоже, що хвиля думок змінилася, і більшість акваріумістів тепер стверджують, що кількість скіммату значно зменшується при використанні озону. Багато хто стверджує, що збір скіммату майже припинився в їх акваріумах при запуску озону. Чому така різниця в порівнянні з минулим думкою? Важко сказати, і це може залежати від типів і якостей скімерів, доступних зараз, порівняно з минулими роками, а також від змін в інших практиках утримання. У будь-якому випадку, переважний досвід багатьох акваріумістів сьогодні полягає в тому, що кількість піноутворення зменшується, і передбачувана причина полягає в тому, що органічні речовини стають хімічно менш розчинними під впливом озону. Органічні речовини, що залишилися, будуть видалятися в більшій мірі за допомогою бактеріальних процесів, ніж до початку використання озону в тому ж акваріумі.

  Озон і проблемні водорості

  Багато акваріумістів повідомляють про зменшення кількості проблемних водоростей при додаванні озону, хоча це спостерігається не скрізь. Чи відбувається це в моєму акваріумі – одне із спостережень, про яке я розповім у третій статті цієї серії. Однак, більше людей повідомляють про це, ніж я міг би очікувати, якби це був простий ефект плацебо, коли нові користувачі, можливо, шукають зменшення водоростей, тому вони “бачать” це. Як можна зменшити водорості? Відповідь зовсім не зрозуміла. Ніяких чітких пояснень мені не було надано, коли я запитав дуже досвідчених хіміків, які використовували озон в акваріумах протягом багатьох років. Тим не менш, в цьому розділі наведені деякі потенційні причини.

  Як описано вище, озон розщеплює великі органічні молекули на більш біодоступні фрагменти. Можливо, використання озону для управління цим процесом збільшує швидкість росту бактерій в акваріумі, а ріст бактерій споживає поживні речовини так само, як це відбувається, коли акваріумісти дозують органічні джерела вуглецю в акваріуми для стимулювання бактерій. Цей процес буде пов’язаний зі зменшенням знежирення, коли органічні молекули вже не так ефективно видаляються. Куди вони потрапляють? У голодні роти бактерій, які потім швидше розмножуються і споживають нітрати і фосфати, щоб виробляти біомолекули життя (білки, ДНК, РНК, фосфоліпіди і т.д.).

  Інше, більш розпливчасте, пояснення пов’язане з самим ОВП. Було висловлено припущення, що підвищений ОВП перешкоджає росту мікроводоростей порівняно з макроводоростями та іншими організмами, які утримують акваріумісти. Тут може бути дещо схоже на аргумент “курка проти яйця”, коли незрозуміло, чи нижчий ОВП впливає на водорості (наприклад, змінюючи доступність металів, таких як залізо), чи водорості впливають на нижчий ОВП (наприклад, вивільняючи велику кількість органічних молекул). У будь-якому випадку, підвищення ОВП може змінити біодоступність важливих металів, таких як залізо. Насправді, навіть без підвищення ОВП, озон може розщеплювати міцні метало-органічні комплекси, збільшуючи біодоступність металу. У будь-якому випадку, озон може порушити делікатний баланс потоку поживних речовин від мікроводоростей до інших організмів (макроводоростей, бактерій, коралів тощо).

  Зменшення озоном органічних токсинів у воді

  Окрім знебарвлення води, ще однією потенційною перевагою реакції озону з акваріумною водою є руйнування органічних токсинів. Багато морських істот виділяють токсини, які призначені бути шкідливими для інших організмів. Якщо дозволити їм накопичуватися в акваріумах, вони можуть стати стресом для певних організмів. На додаток до використання активованого вугілля та знежирення для їх видалення, озон також може відігравати корисну роль.

  Як обговорювалося вище, реакція озону з органічними молекулами включає досить специфічні типи реакцій, і він не видаляє всі органічні матеріали з води, що проходить через контактну камеру. Однак багато токсинів мають дуже специфічну структуру, будучи токсичними саме тому, що вони точно вписуються в якусь важливу біомолекулу в живому організмі або на неї, тим самим перешкоджаючи його нормальній життєдіяльності. Навіть невелика хімічна зміна може зменшити токсичність навіть дуже потужного природного токсину.

  Як застосування цього принципу, озон був використаний для видалення токсинів з води, 30-33 включаючи природні морські токсини. 34 Було показано, що озон, наприклад, детоксикує ботулотоксин у прісній воді при концентрації 0,01 ppm озону і часу контакту менше хвилини. 32

  Чи впливає реакція озону з органічними токсинами на рифові акваріуми? На жаль, відповісти на це питання неможливо. Невідомо навіть, чи такі токсини коли-небудь стають значущими у воді рифових акваріумів. Якщо так, то відповідь буде залежати від точної структури конкретного токсину (токсинів). Озон може бути корисним з цієї точки зору, і дуже малоймовірно, що він погіршить такі проблеми, але використання активованого вугілля може бути більш ефективним методом, ніж озон, для видалення токсинів.

  Зменшення кількості бактерій при використанні озону

  Бактерії групи В та інші організми, зважені у воді, можуть бути знищені при адекватному впливі озону. Цей процес широко використовується для дезінфекції питної води та стічних вод у різних сферах застосування. Однак дози та експозиції озону, необхідні для дезінфекції, є досить високими. Вони вищі, ніж ті, що використовуються в рифових акваріумах, де типові дози озону становлять близько 0,3 ppm в типових контактних камерах і тривають лише кілька секунд. Отже, акваріумісти повинні бути обережними при перекладі літератури з дезінфекції на ефекти рифових акваріумів.

  У нещодавньому дослідженні системи рециркуляції морської води дозування 0,52 ppm озону було перевірено на його здатність зменшувати бактеріальне навантаження системи. Ця доза подібна до 300 мг/год озону, що застосовується до типового невеликого скімера зі швидкістю потоку 150 галонів на годину (568 л/год). У цьому експерименті рівні зважених бактерій (як вібріонів, так і кишкових паличок) були проаналізовані в різних місцях (на вході, до озонування, після озонування, перед резервуаром і після резервуару). У жодному випадку не спостерігалося статистично значущого зменшення кількості бактерій. Навіть додавання інжектора Вентурі в контактну камеру не допомогло належним чином (хоча це і мало тенденцію до зменшення кількості бактерій, але результат не був статистично значущим). Для порівняння, при більш високих концентраціях озону і часу контакту (5,3 ppm озону протягом 240 хвилин) Vibrio vulnificus легко вбивається, при цьому залишається менше однієї на сто мільйонів початкових бактерій. 36

  Скільки озону і як довго потрібно для знищення зважених організмів у морській воді? В одному з досліджень зважених динофлагелятних водоростей (Amphidinium sp., ізольованих з Великого Бар’єрного рифу Австралії) було виявлено, що для знищення 99,99% організмів необхідно 5-11 ppm озону протягом шести годин впливу. 37 Хоча цей показник загибелі вражає, цей вплив набагато вищий, ніж будь-коли досягався в рифових акваріумах. Менші дози та коротший час контакту мали менший вплив. Доза 2 ppm і короткий час контакту (час не вказано в документі) показали зменшення кількості бактерій приблизно на 98% (що все ще є досить значним, але не можна назвати дезінфекцією).

  Аналогічні результати були отримані для спор бактерії Bacillus subtilis. 38 У цьому випадку для знищення 99,99% спор були потрібні дози озону 14 ppm протягом 24 годин. В іншому дослідженні 99,9% фекальних кишкових паличок, фекальних стрептококів та загальних кишкових паличок було знищено за допомогою 10 ppm озону та часу контакту 10 хвилин. 39 Вплив видів Vibrio та Fusarium solani (бактерії, які є патогенними для креветок) озоном у концентрації 3 ppm протягом п’яти хвилин призвів до загибелі 99,9% бактерій. 40 Вода з басейну з морською водою була ефективно стерилізована за допомогою 0,5-1,0 ppm озону в контактній башті.41

  Дані щодо дезінфекції систем з прісною водою набагато ширші, і тому включають більше даних при меншому часі контакту і менших концентраціях. В одному з експериментів на інкубаторі форелі Rainbow додавання 1-1,3 ppm озону з часом контакту 35 секунд зменшило кількість гетеротрофних бактерій у самій акваріумній воді приблизно на 40-90%. 42

  Чи зменшує кількість бактерій озон, який використовується в типових рифових акваріумах? Можливо, але, безумовно, не в тій мірі, яка необхідна для дезінфекції. Тим не менш, зменшення кількості живих бактерій на 50% може мати значні наслідки. Вищезгадане дослідження в форелевому інкубаторі показало, що використання озону в кілька разів перевищує типову норму для рифових акваріумів і приблизно в п’ять-десять разів перевищує типовий час контакту з ним призводить до такого падіння. Хоча дані відсутні, я припускаю, що кількість бактерій у воді, що виходить із звичайного рифового акваріума при застосуванні озону, не зменшується більш ніж на 50%.

  З таких літературних досліджень можна зробити висновок, що більшість бактерій, які потрапляють в озонову реакційну камеру в типовому рифовому акваріумі, не будуть вбиті озоном або його побічними продуктами. Якщо метою є знищення бактерій у товщі води, тоді більш корисним може бути УФ (ультрафіолетовий) стерилізатор.

  Зменшення інших патогенних мікроорганізмів при використанні озону

  Було проведено великий аналіз кількості озону, необхідного для знищення патогенного для людини мікроорганізму Cryptosporidia parvum у прісній воді. Більшість таких досліджень спрямовані на значну дезінфекцію, але деякі дані показують ефекти при менших дозах і часі контакту, а деякі дослідники розробили моделі, які передбачають кількість знищення при будь-якій комбінації дози/часу. 43 Наприклад, при температурі 22° C очікується, що приблизно 63% організмів буде вбито при концентрації озону 1 ppm і часу контакту в одну хвилину. Час контакту і концентрація обернено пропорційні, тому при часі контакту шість секунд необхідна доза для знищення 63% становить близько 10 ppm озону. При концентрації озону 0,3 ppm і часу контакту шість секунд, що є типовим для високих концентрацій озону в рифових системах, очікується, що буде вбито менше 5% організмів.

  Багато вірусів набагато легше інактивувати озоном, ніж інші патогени. 44 Наприклад, кишковий аденовірус інактивується на 99,8% після впливу 0,5 ppm протягом 15 секунд. 44 Каліцивірус котів інактивується на 98,6% після впливу 0,06 ppm протягом 15 секунд. 44 Поліовірус типу 1 був інактивований до 99% протягом 30 секунд після контакту з озоном у концентрації 0,15 ppm. 45 Вірус гепатиту А був інактивований на 99,999% протягом однієї хвилини при концентрації озону 1 ppm. 46 Вірус Норуолк був інактивований на 99,9% за 10 секунд контакту при 0,37 ppm озону. 47 Аденовірус типу 2 був інактивований на 99,99% при 0,2 ppm озону з часом контакту близько однієї хвилини. 48

  Яйця патогенного гельмінта (Ascaris suum) були знищені на 90% при впливі 3,5-4,7 ppm озону протягом однієї години. Ще одна година впливу вбила решту. 49

  З таких літературних досліджень можна зробити висновок, що багато вірусів, які потрапляють в озонову реакційну камеру в типовому рифовому акваріумі, можуть бути вбиті озоном або його побічними продуктами. Однак більші патогени, ймовірно, набагато стійкіші до озону і навряд чи можуть бути вбиті. Для таких цілей УФ-стерилізатор може бути більш корисним, але все ж може бути не зовсім ефективним.

  Токсичність озоноутворюючих оксидантів (ОО)

  Для рифових акваріумістів актуальними є два види досліджень токсичності озоноутворюючих окислювачів (ОУО, таких як бромат, гіпобромна кислота та ін.). Перший передбачає тестування морської води, яка піддавалася впливу озону, а другий – тестування специфічних сполук, розчинених у морській воді, які, як відомо, утворюються при використанні озону. Більшість ОРЗ є нестабільними, і тому для них мало або взагалі немає специфічних досліджень токсичності. Бромат (BrO 3 – ) є помітним винятком, і його токсичність розглядається в наступному розділі.

  Значна частина досліджень з вивчення ОРЗ пов’язана із застосуваннями, що дещо відрізняються від акваріумів, і такі дослідження повинні розглядатися в цьому світлі. Часто вони стосуються об’єктів аквакультури, де озон використовується у високих дозах для стерилізації води. Інші дослідження стосуються дезінфекції стічних вод з використанням озону, що також передбачає застосування високих доз. Майте на увазі, що в рифових акваріумах концентрація ОНО в типових реакційних камерах становитиме максимум 0,3 проміле і буде нижчою (сподіваємось, набагато нижчою), коли вода пройде через активоване вугілля (якщо припустити, що це станеться) і, нарешті, потрапить в акваріум. Концентрація озону завжди вказується в перерахунку на вагу озону, який виробляє таку кількість окислювача.

  Що стосується токсичності самої озонованої морської води, одна група дійшла висновку, що риби відносно нечутливі до ОРВ:

  “Озонування естуарних або морських вод може призвести до утворення значної кількості броматів Дослідження токсичності показали, що концентрації броматів, які теоретично можуть утворюватися в озонованому скиді, не були токсичними для ранніх стадій життя смугастого окуня (Morone saxatilis) та молоді плямистої риби (Leiostomus xanthurus)”. 50

  Личинки, як правило, є більш чутливими до ОРР, ніж ікра, 51 дорослі особини або молодь. 52 Було виявлено, що ікринки японської камбали зазнали такого впливу від ОРЗ, що 50% з них не вилупилися після однієї хвилини впливу 2,2 проміле ОРЗ. Личинки у віці 3-15 днів були вбиті до 50% за 24 години при 0,02-0,05 ppm OPO. Личинки віком 44 доби гинули до 50% за 24 години при 0,15 ppm OPO. При цьому у личинок спостерігалося пошкодження тканин гілок. 53

  Яйця та личинки японського білана (Silago japonica) також були протестовані на токсичність за допомогою ФОС. У цьому випадку половина яєць і личинок загинула приблизно за 24 години при впливі 0,18 і 0,23 ppm OPO, відповідно. 54

  Деякі мікроводорості також є відносно нечутливими до ОРО (можливо, до розчарування багатьох акваріумістів). Було виявлено, що ріст мікроводоростей Tetraselmis chuii не зазнав впливу при рівнях до 0,7 ppm. 55 При концентрації 1 ppm ріст водоростей зазнав негативного впливу.

  Випробування токсичності ОРЗ на креветках показали, що вони є менш чутливими, ніж риба. Було виявлено, що Penaeus chinensis та Paralichthys olivaceus живуть до 48 годин при концентраціях НОС понад 1 ppm, тоді як палтус (риба) в тому ж дослідженні жив лише три години при концентрації 1 ppm та 48 годин при концентрації 0,13 ppm. 56

  Що стосується інших організмів, то пошкодження американської устриці (Crassostrea virginica) ОРВ варіювалося залежно від її віку. Навіть у дорослих особин накопичення фекалій зменшувалося при рівнях ОНО до 0,05 ppm. 57

  Також було визначено вплив ОНО на коловерток (Brachionus plicatilis). 58 Не було виявлено жодного впливу на виживання при рівні менше 0,22 ppm OPO, але вище цього рівня вплив ставав значним. Автори вказують, що бактерії та інші патогени можуть бути вбиті на цьому рівні, тому культури коловерток можна використовувати з такою кількістю безперервного озону для зменшення бактеріального забруднення.

  Чи важливі ці рівні токсичності ОРО для рифових акваріумістів? На це питання важко відповісти, не знаючи рівнів, які досягаються в рифових акваріумах. При типовому застосуванні озону в рифових акваріумах, коли в реакційній камері може утворюватися 0,1-0,3 проміле OPO, ці рівні є досить значними в порівнянні з потенційною токсичністю для личинок риб та інших організмів, яка становить лише 0,02-0,05 проміле. Після проходження стічних вод реактора через активоване вугілля концентрації ОР повинні бути набагато нижчими, але наскільки саме – незрозуміло, і вони будуть значно відрізнятися в різних установках.

  Токсичність бромату

  Токсичність озону та броматів на “природних” рівнях в океані була оцінена і, як правило, визнана мінімальною. 59 Небагато досліджень вивчали токсичність самого надлишку бромату для морських організмів. 60 Одна оглядова стаття зробила висновок:

  “Випробування токсичності броматів на морських тваринах вказують на те, що рівні броматів, які утворюються при хлоруванні або озонуванні охолоджувальних вод електростанцій, не є гостро токсичними. LC 50 коливається від 30 ppm бромату для тихоокеанської устриці, Crassostrea gigas, личинки до декількох сотень ppm для риби, креветок і молюсків”. 9

  Одне окреме дослідження показало, що у тихоокеанських устриць (Crassostrea gigas) спостерігався аномальний розвиток личинок при рівнях броматів 30-300 ppm. 61,62 Запліднені яйця устриці Crassostrea virginica гинули при концентрації 1 ppm. 63 Молюски Protothaca staminea (короткохвоста) та Macoma inquinata (кривоноса) гинули при 880 проміле. 64 Морська динофлагеллята Glenodinium halli показала зміни в зростанні популяції при 16 проміле. 65 Морська мікроводорость Isochrysis galbana показала зміни у зростанні популяції при 8 проміле. 65 Морська діатомова водорость (Skeletonema costatum) показала зміни у зростанні популяції на рівні від 0,125 до 16 проміле. 65 Морська діатомова водорость Thalassiosira pseudonana показала зміни у зростанні популяції на рівні 16 проміле. 65 Лосось Oncorhynchus keta загинув при 500 проміле, а окунь Cymatogaster aggregata – при 880 проміле. 64 Дві креветки (Pandalus danae та Neomysis awatschensis) загинули при 880 та 176 проміле відповідно. 64

  Чи важливі ці рівні токсичності для рифових акваріумістів? На це питання важко відповісти, не знаючи рівнів, які досягаються в типових рифових акваріумах. Одне дослідження бромату в акваріумі з морською водою, описане вище, показало накопичення до 0,6 ppm бромату, хоча це було застосування, в якому озон використовувався для дезінфекції, тому він використовувався у високих дозах. Однак цей рівень досить високий, щоб викликати токсичність для певних організмів, але не для інших. При типовому застосуванні озону в рифовому акваріумі вміст бромату в акваріумній воді, ймовірно, буде набагато нижчим. Наскільки нижче, ймовірно, буде залежати від способу його використання, особливо від дози і від того, чи пропускається він через активоване вугілля перед потраплянням в акваріум. Це також може залежати від інших методів утримання, що застосовуються в акваріумі, оскільки деякі процедури (наприклад, денітрифікація) можуть знизити рівень броматів. У будь-якому випадку, дані про потенційну токсичність броматів підтримують практику використання активованого вугілля після впливу озону.

  Вплив активованого вугілля на озоноутворюючі оксиданти

  Для того, щоб зменшити потенційну токсичність озону, акваріумісти, як правило, намагаються зменшити вміст окислювачів у стічних водах, що надходять з озонової реакційної камери. Існує безліч способів досягти цього, але найпоширенішим з них є пропускання води через активоване вугілля (GAC).

  У попередній статті про те, як працюють системи зворотного осмосу/деіонізації водопровідної води, “Системи зворотного осмосу/деіонізації для очищення водопровідної води для рифових акваріумів”, я показав, як гіпохлорит реагує з активованим вугіллям. Очікується, що бромат і гіпоброміт будуть реагувати аналогічно. Реакції в активованому вугіллі, які розщеплюють ці сполуки, залежать від наявності достатньої площі активної поверхні та часу для протікання цих каталітичних реакцій. Наскільки це ефективно в умовах високого потоку, таких як стічні води скімерів, незрозуміло. Він ефективний у системах зворотного осмосу/деіонізації (RO/DI), оскільки потік низький, а площа поверхні вугілля дуже велика.

  Коли бромат і гіпоброміт взаємодіють з поверхнею активованого вугілля, вони розпадаються на бромід-іон (Br – ) і кисень, як показано нижче для бромату, де C* означає активоване вугілля, а CO* означає активоване вугілля з приєднаним атомом кисню.

  Частина окисленого активованого вугілля залишається, а частина розпадається з утворенням кисню (O 2 ):

  Деяка частина CO* може також розщеплюватися до CO2 (діоксиду вуглецю) при некаталітичному розпаді ОРО, але це, як правило, невелика частка від загальної кількості. Жоден з цих продуктів реакцій не викликає значного занепокоєння у рифових акваріумістів.

  Головне питання для кожного акваріуміста полягає в тому, наскільки ефективним є використовуваний GAC? Як і для багатьох речей, що вивчаються в цій галузі, дослідження часто проводилися при високих концентраціях ОРО, пов’язаних з дезінфекцією, і, як правило, в прісній воді. В одній патентній заявці шар GAC був використаний для зниження вмісту ОНО у воді, що проходить через нього, з 1,1 ppm до менш ніж 0,2 ppm. 66 Інша група показала, що для повного видалення бромату потрібен час контакту з активованим вугіллям більше 15 хвилин. 67 У цьому тесті і в багатьох інших, які були опубліковані, старе активоване вугілля було менш ефективним, ніж нове активоване вугілля. Причина полягає в тому, що органічні речовини займають частину поверхні GAC, де бромат та інші ОРВ розщеплюються.

  Друга група, яка вивчала бромат у питній воді, показала, що GAC може видалити 78-96% бромату. 68 Вони виявили, що час контакту та вік вугілля є важливими параметрами, що впливають на відсоток видалення.

  Крім активованого вугілля, існують й інші потенційні способи видалення НХР. В одній патентній заявці дослідники показали, що вода, яка використовується в аквакультурі, може бути оброблена озоном, а потім відновлювачами, які реагують з цими речовинами і руйнують їх, тим самим знижуючи її токсичність. 69 Вони рекомендують для цієї мети сульфіт, бісульфіт, метабісульфіт або тіосульфат, але, очевидно, не так просто досягти цього автоматично в рифовому акваріумі.

  Чи працює GAC або будь-який інший з цих методів досить добре для рифових акваріумістів, щоб використовувати озон без небажаних побічних ефектів? Відповідь, ймовірно, залежить від обережності, яка використовується при обробці GAC, і толерантності акваріуміста до потрапляння ОРВ в акваріум. Відповідь, ймовірно, буде недостатньо чіткою при використанні найвищих доз, які зазвичай використовуються акваріумістами, і найнижчої толерантності до ОРО (тобто найнижчих рівнів, які можуть викликати БУДЬ-ЯКІ небажані ефекти). Оскільки для більшості акваріумістів нелегко виміряти низькі концентрації ОРВ, найбільш розумний спосіб дій (окрім відмови від використання озону) полягає в тому, щоб пропустити озоновану акваріумну воду через якомога більшу кількість GAC, перш ніж пускати її назад в акваріум.

  Видалення броматів біологічними засобами

  На додаток до описаних вище методів видалення бромату та інших ОРВ до їх потрапляння в акваріум, вони також можуть бути видалені за допомогою біологічних процесів, що відбуваються в акваріумах. У цій ситуації бромат, очевидно, є тим, що накопичується в акваріумній воді. Багато досліджень показали, що біологічні фільтри (бактерії на поверхнях) можуть розщеплювати бромат в озонованій питній воді. 70-72

  Бактерії, що живуть в умовах денітрифікації, також можуть відновлювати бромат. Як згадувалося раніше в статті, в літературі є принаймні одне дослідження бромату в акваріумі з морською водою. 42 Тут для дезінфекції використовувався озон, тому його дози були високими. Тим не менш, було виявлено, що рівень броматів в експозиції “Живі моря” в Епкот-центрі Уолта Діснея підвищився приблизно до 0,6 ppm. Після додавання системи періодичного денітрифікації концентрація броматів і нітратів почала знижуватися.

  З цієї інформації можна зробити кілька висновків:

  1. При використанні озону може бути розумно, щоб в акваріумі відбувалася певна денітрифікація, або в живому камінні, або в живому піску, або в спеціальних системах денітрифікації.

  2. Висновки щодо безпечності або придатності озону, навіть якщо він спрямований на абсолютно однакові організми у двох різних акваріумах, можуть залежати від характеру інших практик утримання в цих двох акваріумах. Наприклад, використання озону без GAC може бути нормальним для 653 конкретних організмів, що живуть в акваріумі А, який також має велику кількість живого каміння, що може забезпечити денітрифікацію, але та ж кількість озону, дозована в акваріум Б, що містить ті ж 653 організми без такої кількості живого каміння, може виявити більшу токсичність.

  Озонова зона має багато ефектів при використанні в рифовому акваріумі. Найбільш корисним з них є деградація органічних матеріалів. Найголовніше, і цілком випадково і на щастя для акваріумістів, кольорові органічні пігменти в морських акваріумах дуже чутливі до озону. З цієї причини озон може видалити колір морської води досить легко, і набагато ефективніше, ніж він видаляє загальне навантаження органічних матеріалів. Його вплив на прозорість води, описаний більшістю акваріумістів, варіюється від мінімального до дуже драматичного, причому більшість акваріумістів повідомляють про значний позитивний ефект.

  Іншим важливим ефектом озону є біодоступність органічних речовин у воді. Багато органічних речовин в акваріумі не легко метаболізуються бактеріями, і такі матеріали можуть зберігатися в океані сотні і тисячі років. Озон, однак, має здатність робити багато органічних матеріалів більш легко засвоюваними і метаболізованими бактеріями. Таким чином, в певному сенсі, озон запускає бактеріальну атаку, яка може зменшити навантаження циркулюючих органічних матеріалів. Це зменшення органічних матеріалів також може бути корисним для циркулюючих токсинів, що виділяються мешканцями акваріума, які намагаються вбити один одного хімічними речовинами.

  Озон та його побічні продукти можуть у досить високих дозах вбивати багато патогенних мікроорганізмів. Однак рівні озону, що зустрічаються в рифових акваріумах, можуть бути недостатніми для того, щоб мати будь-який значний вплив на загальну кількість бактеріальних популяцій. Віруси більш чутливі до озону, ніж бактерії, і вони можуть бути ефективно інактивовані при звичайному використанні. Більші патогени та паразити набагато важче вбити, і вони навряд чи будуть вбиті озоном у рифових акваріумах.

  Озон також має темну сторону. Вступаючи в реакцію з морською водою, озон утворює різноманітні високоокислені галогени, такі як BrOH та BrO3 -. Якщо окислювачі, що утворюються озоном, не будуть в значній мірі видалені активованим вугіллям, вони можуть потрапити в акваріум і становити небезпеку для найбільш чутливих організмів в акваріумі (які, ймовірно, є яйцями або личинками на ранніх стадіях розвитку).

  Нарешті, озон змінює різноманітні інші неорганічні матеріали способами, які можуть бути важливими, а можуть і не бути важливими. Він змінює окислювально-відновний баланс акваріума, підвищуючи ОВП (що може означати лише зміну співвідношення різних форм марганцю в розчині). Це може дозволити більш швидке перетворення іонів двовалентного заліза в іони феруму і може збільшити його біодоступність, але, можливо, зменшити час життя сильно комплексованого заліза, такого як залізо ЕДТА. Озон також окислює аміак до нітратів. Хоча це, ймовірно, є корисним, це може змінити відносну ефективність різних шляхів експорту азоту (наприклад, макроводорості проти денітрифікації). Це може призвести до видозміни йоду в бік йодату і в бік йодиду. Це добре чи погано? Я не очікую ні того, ні іншого, хоча інші мають іншу думку, але це хороший приклад багатьох речей, які відбуваються в рифових акваріумах при використанні озону, які зазвичай відбуваються без будь-якого повідомлення або визнання їх акваріумістом.

  Отже, враховуючи все, чи варто використовувати озон в рифовому акваріумі? Багато акваріумістів відповідають гучним “Так!”. Я залишу це питання без відповіді до тих пір, поки не отримаю додаткову інформацію в наступних двох статтях, в яких я розповім, яке обладнання та методи найбільш корисні для застосування озону в акваріумах, і повідомлю про те, який вплив він мав у моєму акваріумі.

  1. Оксиди марганцю як окислювально-відновний буфер природних вод . Покровський, О. С. Московський державний університет ім. М. В. Ломоносова, Москва, Росія. Геохимия (1996), (4), 338-344. або, Діоксид марганцю як окислювально-відновний буфер природних вод . Покровський, О. С. Географічний факультет, Московський державний університет, Росія. Редактор(и): Харака, Ю.К.; Чудаев, О.В. Взаємодія вода-порода, Матеріали Міжнародного симпозіуму по взаємодії вода-порода, 8-й, Владивосток, 15-19 серпня 1995 р. (1995), 749-50. Видавець: Balkema, Rotterdam, Neth.

  2. Осадження озону на морську поверхню: хімічне посилення і залежність від швидкості вітру. Чанг, Воніл; Хейкс, Брайан Г.; Лі, Міх’є. Кафедра наук про Землю та навколишнє середовище, Корейський університет, Сеул, Південна Корея. Атмосферне середовище (2004), 38(7), 1053-1059. Видавець: Elsevier Science B.V.

  3. Озонування питної води: Частина II. […] […] […] […] […]

  4. Окиснення йодиду та гіпойодистої кислоти при знезараженні природних вод . Біхсель, Ів; фон Гюнтен, Урс. Швейцарський федеральний інститут екологічної науки і техніки EAWAG, Дюбендорф, Швейцарія. Екологічна наука і технологія (1999), 33(22), 4040-4045. Видавець: Американське хімічне товариство. Широкий асортимент продукції та доступні ціни чекають на Вас на сайті Tesco Offers.

  5. Докази епізодичної появи молекулярного йоду в морській воді. Moeller, A.; Lovric, M.; Scholz, F. Institut fur Angewandte Analytik und Umweltchemie, Humboldt-Universitat zu Berlin, Berlin, Germany. Міжнародний журнал аналітичної хімії навколишнього середовища (1996), 63(2), 99-106. Видавець: Gordon & Breach.

  6. Озонування морської води: попередні спостереження за окисленням броміду, хлориду та органічного вуглецю. Williams, P. M.; Baldwin, R. J.; Robertson, K. J. Inst. Resour., Univ. of California, La Jolla, CA, USA. Water Research (1978), 12(6), 385-8.

  7. Утворення броматів при озонуванні бромвмісних вод. фон Гюнтен, У., Хойне, Ж., Брюше, А. Швейцарський федеральний інститут водних ресурсів та контролю за забрудненням води, Дюбендорф, Швейцарія. Водопостачання (1995), 13(1), 45-50.

  8. Взаємодія озону з хлоридом натрію – можливе додаткове джерело хлору в атмосфері. Леванов А. В., Антипенко Є. Є., Зосімов А. В., Лунін В. В. Хімічний факультет Московського державного університету ім. М. В. Ломоносова, Росія. Серія наук НАТО, IV: Науки про Землю та навколишнє середовище (2002), 16 (Глобальні атмосферні зміни та їх вплив на регіональну якість повітря), 159-162. Видавець: Kluwer Academic Publishers.

  9. Вимірювання окислювачів в озонованій морській воді та деякі біологічні реакції. Crecelius, Eric A. Mar. Res. Lab., Battelle, Pac. Northwest Lab., Sequim, WA, USA. Журнал Ради рибогосподарських досліджень Канади (1979), 36(8), 1006-8.

  10. Моделювання нітратів та броматів в акваріумі з морською водою. Гргуріч, Гордан; Костон, Крістофер Дж. Програма морських наук, Коледж Річарда Стоктона, Помона, Нью-Джерсі, США. Дослідження води (1998), 32(6), 1759-1768. Видавець: Elsevier Science, Ltd.

  11. Вплив озонування на видоутворення розчиненого йоду в штучній морській воді. Шеррілл, Джоанна; Уітакер, Брент Р; Вонг, Джордж Т. Ф. Департамент здоров’я тварин, Смітсонівський національний зоологічний парк, 3001 Коннектикут-авеню, Вашингтон, округ Колумбія, 20008, США. Журнал медицини зоопарків та дикої природи: офіційне видання Американської асоціації ветеринарів зоопарків (2004), 35(3), 347-55.

  12. Кінетичні дослідження видалення аміаку з морської води шляхом озонування. Танака, Дзюнко, Мацумура, Масатоші. Інститут прикладної біохімії, Університет Цукуби, Цукуба, Японія. Журнал хімічної технології та біотехнології (2002), 77(6), 649-656. Видавець: John Wiley & Sons, Ltd.

  13. Залишковий розпад окислювача та утворення броматів у хлорованій та озонованій морській воді. Річардсон, Леонард Б.; Бертон, Денніс Т.; Хельц, Джордж Р.; Родерік, Джон К. Бенедикт Estuarine Res. Lab., Acad. Nat. Sci. Philadelphia, Benedict, MD, USA. Дослідження води (1981), 15(9), 1067-74.

  14. Окислення Fe2+ озоном в добре перемішаному напівбезперервному реакторі. Шрайбер, Андре. Національний університет Заїру, Лубумбаші, Заїр. Chimia (1972), 26 (2), 77-9.

  15. Відносна стехіометрія окиснення іонів феруму озоном у водному розчині. Янг, Т. К.; Нілі, В. К. Кафедра хімії, Обернський університет, Оберн, штат Алабама, США. Аналітична хімія (1986), 58(7), 1551-5.

  16. Окислення іонів феруму озоном в кислих розчинах. Лоегагер, Тіне; Хольцман, Єжи; Сехестед, Кнуд; Педерсен, Торвальд. Dep. Environ. Sci. Technol., RISOE Natl. Lab., Roskilde, Den. Неорганічна хімія (1992), 31(17), 3523-9.

  17. Кінетична модель окислення Fe(II) в морській воді за відсутності та присутності природних органічних речовин. Роуз, Ендрю Л.; Уейт, Т. Девід. Школа цивільної та екологічної інженерії, Університет Нового Південного Уельсу, Сідней, Австралія. Екологічна наука і технологія (2002), 36(3), 433-444. Видавець: Американське хімічне товариство.

  18. Вплив третинних методів на загальне видалення органічного вуглецю в солоних, замкнутих системах басейнів морських ссавців. Адамс Г.; Спотте С. Американський журнал ветеринарних досліджень (1980), 41(9), 1470-4.

  19. Константи швидкостей реакцій озону з органічними та неорганічними сполуками у воді . I. Органічні сполуки, що не дисоціюють. Hoigne, J.; Bader, H. Fed. Inst. of Water Resourc. Контроль за забрудненням води, Швейцарська федерація. Technol. inst., Dubendorf, Switz. Водні дослідження (1983), 17(2), 173-83.

  20. Обробка гумінових вод озоном. Floegstad, H.; Oedegaard, H. Found. Sci. Ind. Res., Norw. Inst. Technol., Trondheim, Norway. Озон: Наука і техніка (1985), 7(2), 121-36.

  21. Раманівське дослідження оптично захоплених аерозольних крапель морської води та олеїнової кислоти, що реагують з озоном, за допомогою лазерного пінцета: Вплив на властивості хмарних крапель. Кінг, Мартін Д.; Томпсон, Кетрін К.; Уорд, Ендрю Д. Факультет геології, Лондонський королівський університет Холлоуей, Егем, Суррей, Великобританія. Журнал Американського хімічного товариства (2004), 126(51), 16710-16711. Видавець: Американське хімічне товариство.

  22. Лабораторні перспективи хімічних перетворень органічних речовин в атмосферних частинках. Рудич, Інон. Відділ наук про навколишнє середовище, Інститут Вейцмана, Реховот, Ізраїль. Хімічні огляди (Вашингтон, округ Колумбія, США) (2003), 103(12), 5097-5124. Видавець: Американське хімічне товариство.

  23. Механізм реакції озону з фенолом. Константинова, М. Л., Разумовський, С. Д., Зайков, Г. Є. Ін-т хім. Фіз. ім. М.М. Семенова, Москва, СРСР. Семенова, Москва, СРСР. Известия Академии наук СССР, Серия химическая (1991), (2), 324-8.

  24. Кінетика реакції, шляхи розкладу і проміжні утворення фенолу в процесах озонування, УФ / О 3 і УФ / Н 2 О 2 . Huang, Ching-Rong; Shu, Hung-Yee. Кафедра хімічної інженерії, хімії та наук про навколишнє середовище, Нью-Джерсійський технологічний інститут, Ньюарк, Нью-Джерсі, США. Журнал небезпечних матеріалів (1995), 41(1), 47-64.

  25. Константи швидкості реакцій озону з хлорфенолами у водних розчинах. Бенітес Ф. Х., Бельтран-Хередіа Х., Асеро Х. Л., Рубіо Ф. Х. Факультет хімічної та енергетичної інженерії, Університет Екстремадури, Бадахос, Іспанія. Журнал небезпечних матеріалів (2000), 79(3), 271-285. Видавець: Elsevier Science B.V.

  26. Порівняння різних передових процесів окислення для деградації фенолу. Есплугас, Сантьяго; Гіменес, Хайме; Контрерас, Сандра; Паскуаль, Естер; Родрігес, Мігель. Факультет хімічної інженерії та металургії Барселонського університету, Барселона, Іспанія. Дослідження води (2002), 36(4), 1034-1042.

  27. Мікробіологічно доступний органічний вуглець, фосфор і мікробний ріст в озонованій питній воді. Лехтола, М. Я.; Міеттінен, І. Т.; Вартіайнен, Т.; Міллікангас, Т.; Мартікайнен, П. Я. Лабораторія екологічної мікробіології, а/с 95, Національний інститут громадського здоров’я, Куопіо, Фінляндія. Дослідження води (2001), 35(7), 1635-1640.

  28. Дослідження мікробіологічно доступного фосфору (MAP) у фламандській питній воді. Поланська, Моніка; Хюйсман, Коен; Ван Кеер, Кріс. Кахо Сінт-Лівен, Лабораторія мікробіології, Гент, Бельгія. Дослідження води (2005), 39(11), 2267-2272.

  29. Вплив попередньої обробки озоном забарвлених нагірних вод на деякі біологічні показники піщаних фільтрів. Йорданов, Р. В.; Мелвін, М. А. Л.; Лоу, С. П.; Літлджон, Д.; Ламб, А. Д. Школа прикладних наук, Університет Роберта Гордона, Абердін, Великобританія. Озон: Наука і техніка (1999), 21(6), 615-628.

  30. Оптимізація реакторної технології селективного окислення озоном токсичних органічних забруднювачів стічних вод. Рулькенс, Вім Х.; Брунінг, Гаррі; Бонч, Марк А. Кафедра екологічних технологій, Вагенінгенський університет і дослідницький центр, Вагенінген, Ніт. Дослідження в галузі наук про навколишнє середовище (2005), 59 (Хімія для захисту навколишнього середовища), 255-273. Видавець: Springer Science + Business Media, Inc.

  31. Знебарвлення та детоксикація стічних вод реактивних фарбувальних ванн шляхом озонування. Арслан-Алатон, Іділ; Кокгор, Еміне Убай; Онгунсу, Ілга; Акачінджі, Айбарс; Сахін, Атілла. Будівельний факультет, кафедра інженерії навколишнього середовища, Стамбульський технічний університет, Стамбул, Туреччина. Екологічний бюлетень Фрезеніуса (2004), 13(10), 1049-1052.

  32. Інактивація озоном ботулінічного токсину типу Е. Грайкоскі, Джон Т.; Блогославський, Вальтер Д.; Чороманський, Джозеф. Northeast Fish. Cent., Natl. Mar. Fish. Serv., Milford, CT, USA. Озон: Наука і техніка (1984), 6(4), 229-34.

  33. Дослідження з видалення токсичної речовини з річкової води за допомогою процесу O 3-GAC. Yang, Yu-nan; Sun, Zhi-rong; Wang, Bao-zhen; Yang, Min; Li, Wen-lan. Науково-дослідний центр еко-екологічних наук Китайської академії наук, Пекін, Пекін. Китайська Народна Республіка. Журнал Харбінського технологічного інституту (англійське видання) (2004), 11(4), 447-451.

  34. Селективна реактивність, вірулентна та детоксикаційна активність озону. Viebahn, Renate. Iffezheim, Fed. Rep. Ger. Erfahrungsheilkunde (1979), 28(10), 775-82.

  35. Мікробіологічний аналіз озонової дезінфекції в системі рециркуляції морської води. Hsieh, Jennifer L; Chikarmane, Hemant M; Smolowitz, Roxanna; Uhlinger, Kevin R; Mebane, W; Kuzirian, Alan M. Морська біологічна лабораторія, Woods Hole, Massachusetts 02543, США. Біологічний бюлетень (2002), 203(2), 266-7.

  36. Знезараження озоном Vibrio vulnificus у штучній морській воді. Schneider, K. R.; Steslow, F. S.; Sierra, F. S.; Rodrick, G. E.; Noss, C. I. Dep. Food Sci. Hum. Nutr., Univ. Florida, Gainesville, FL, USA. Озон: Наука і техніка (1990), 12(4), 423-36.

  37. Озонування морської динофлагелятної водорості Amphidinium sp. – наслідки для дезінфекції баластних вод. Oemcke, D. J.; van Leeuwen, J. Provisor Pty Ltd., Glen Osmond, Australia. Дослідження води (2005), 39(20), 5119-5125. Видавець: Elsevier, Ltd.

  38. Озонування морської води спорами Bacillus subtilis: Наслідки для використання озону в обробці баластних вод. Oemcke, D.; van Leeuwen, J. Hartley Grove Urrbrae, Австралія. Озон: Наука і техніка (2004), 26(4), 389-401. Видавець: Taylor & Francis, Inc.

  39. Порівняльна оцінка УФ, О3 та ПАА для знезараження стічних вод. Pommepuy, M.; Rudolph, K.-U. Інститут техніки та управління навколишнім середовищем при Університеті, Віттен, Німеччина. Європейське управління водними ресурсами (1999), 2(3), 44-50.

  40. Попередні результати озонового знезараження морської води, що містить потенційні патогени креветок Vibrio species і Fusarium solani. Danald, D. A.; Ure, J.; Lightner, D. V. Environ. Res. Lab., Tucson Int. Airport, Tucson, AZ, USA. Озон: Наука і техніка (1980), 1(4), 329-34.

  41. Озонова обробка води в басейні Скарборо. Оверфілд, Х. В. Вода і водне господарство (1943), 46, 427-32.

  42. Озонування рециркуляційної системи вирощування райдужної форелі 1. I. Вплив на бактеріальну зяброву хворобу та гетеротрофні бактерії. Буллок, Грем Л.; Саммерфелт, Стівен Т.; Ноубл, Алісія К.; Вебер, Емі Л.; Дюрант, Мартін Д.; Хенкінс, Джозеф А. А/с 1746, Інститут прісної води Фонду охорони природи, Шепердстаун, штат Вірджинія, США. Аквакультура (1997), 158(1,2), 43-55. Видавець: Elsevier Science B.V.

  43. Розробка рівняння Ct для інактивації ооцист Cryptosporidium озоном. Кларк, Роберт М.; Сівагенесан, Мано; Райс, Юджин В.; Чен, Джиммі. Національна дослідницька лабораторія управління ризиками, Агентство з охорони навколишнього середовища США, Цинциннаті, Огайо, США. Водні дослідження (2002), 36(12), 3141-3149. Видавець: Elsevier Science Ltd.

  44. Інактивація кишкового аденовірусу та каліцивірусу котів озоном. Терстон-Енрікес, Жанетт А.; Хаас, Чарльз Н.; Джаканджело, Джозеф; Герба, Чарльз П. Міністерство сільського господарства США – Служба сільськогосподарських досліджень, Східний кампус Університету штату Небраска, Лінкольн, штат Небраска, США. Водні дослідження (2005), 39(15), 3650-3656. Видавець: Elsevier B.V.

  45. Дезінфекція води: огляд з деяким урахуванням вимог країн третього світу. Елліс, К. В., к.т.н., доцент, доцент кафедри громадського здоров’я, Університет Лафборо, Великобританія. Eng., Loughborough Univ. Technol., Leicestershire, UK. Критичні огляди в екологічному контролі (1991), 20(5-6), 341-407.

  46. Вплив обробки озоном на інфекційність вірусу гепатиту А. Вон, Джеймс М.; Чен, Ю Шиав; Новотний, Джеймс Ф.; Страут, Дебора. Coll. Med., Univ. of New England, Biddeford, ME, USA. Канадський журнал мікробіології (1990), 36(8), 557-60.

  47. Зменшення кількості вірусу Норуолк, поліовірусу 1 та бактеріофагу MS2 шляхом дезінфекції води озоном. Шин, Гві-Ам; Собсі, Марк Д. Кафедра екологічних наук та інженерії, Університет Північної Кароліни в Чапел-Хілл, Чапел-Хілл, Північна Кароліна, США. Прикладна та екологічна мікробіологія (2003), 69(7), 3975-3978.

  48. Інактивація мікробних забруднювачів у списку кандидатів у забруднювачі питної води USEPA (CCL) різними дезінфікуючими засобами. Райлі, К.Р.; Грамос, Д.М.; Герба, К.П.; Нвачуку, Н. Представлено на засіданні Міжнародної водної асоціації з дезінфекції 2002 року, Санкт-Петербург, штат Флорида.

  49. Знищення яєць гельмінтів (Ascaris suum) озоном. de Velasquez, Ma. Тереза Орта; Мартінес, Хосе Л.; Монхе-Рамірес, Ігнасіо; Рохас-Валенсія, Ма. Нефталі. Інститут інженерії, Координаційний центр інженерії навколишнього середовища, Національний автономний університет Мексики, Мексика, доктор філософії, Мексика. Озон: Science & Engineering (2004), 26(4), 359-366.

  50. Дослідження хімії та токсичності озоноутворюючих оксидантів та броматів для вибраних естуарних видів. Бертон, Денніс Т.; Річардсон, Леонард Б. Деп. Nat. Sci., Філадельфія, Пенсильванія, США. Avail. NTIS. Звіт (1981), (EPA-600/4-81-040; Замовлення № PB82-116351), 100 стор. Від: Gov. Rep. Announce. Index (U.S.) 1982, 82(3), 571.

  51. Токсичність розчиненого озону для ікри та личинок риб. Есбері, Клайд; Колер, Роберт. Університет штату Массачусетс, Амхерст, штат Массачусетс, США. Журнал – Water Pollution Control Federation (1980), 52(7), 1990-6.

  52. Озонування морської води – застосування озону для повторного інкубаційного вирощування. Ozawa, T.; Yotsumoto, H.; Sasaki, T.; Nakayama, S. Cent. Res. Lab., Mitsubishi Electr. Co., Амагасакі, Японія. Озон: Наука і техніка (1991), 13(6), 697-710.

  53. Гостра токсичність морської води, що зазнала впливу озону, та хлорованої морської води для японської камбали, Paralichthys olivaceus, ікри, личинок та молоді. Мімура, Ген; Катаяма, Ясуто; Цзі, Сянжун; Се, Цзялінь; Намба, Кенджі. Інженерна лабораторія аквакультури Ebara Jitsugyo, Nakahara, Kawasaki, Kanagawa, Японія. Suisan Zoshoku (1998), 46(4), 569-578. Видавець: Nippon Suisan Zoshoku Gakkai.

  54. Гостра токсичність озон-продукованих оксидантів для яєць та личинок японської білокрилки Sillago japonica. Isono, Ryosuke S.; Itoh, Yasuo; Kinoshita, Hideaki; Kido, Katsutoshi. Cent. Lab., Mar. Ecol. Res. Inst., Chiba, Japan. Nippon Suisan Gakkaishi (1993), 59(9), 1527-33.

  55. Вплив озоноутворюючого окислювача в морській воді на ріст Tetraselmis chuii . Чжен, Бо; Ма, Шен; Ван, Ченган; Гу, Сянвей. Aquaculture Res. Lab., Ocean Univ. of Qingdao, Tsingtao, Peop. Rep. China. Qingdao Haiyang Daxue Xuebao (2002), 32(2), 212-218. Видавець: Циндао Хайян Дасюе Сюебао Бяньцзібу.

  56. Токсичність озонованої морської води для Penaeus chinensis та Paralichthys olivaceus. Цзян, Гуолян; Лю, Юнь; Ян, Донг; Лу, Ян. Коледж наук про морське життя, Океанологічний університет Циндао, Циндао, Народ. Китай, Циндао, КНР. Haiyang Kexue (2001), 25(3), 11-13. Видавець: Kexue Chubanshe.

  57. Порівняння токсичності озону та хлору для трьох життєвих стадій американської устриці Crassostrea virginica. Річардсон, Леонард Б.; Бертон, Денніс Т.; Ставола, Енн М. Бенедикт Estuarine Res. Lab., Acad. Nat. Sci. Philadelphia, Benedict, MD, USA. Дослідження морського середовища (1982), 6(2), 99-113.

  58. Толерантність коловертки Brachionus plicatilis до озону та загальних окислювальних залишків. Девіс, Д. Аллен; Арнольд, К. Р. Порт-Аранзас, Техас, США. Озон: Наука і техніка (1997), 19(5), 457-469. Видавець: Lewis Publishers.

  59. Екологічна оцінка впливу озону на нейстон мікрошару морської поверхні Мексиканської затоки. Луго-Фернандес, Алексіс; Роскіньо, Паскуале Ф. Служба управління мінеральними ресурсами, регіон Мексиканської затоки OCS, Управління лізингу та навколишнього середовища, Новий Орлеан, Лос-Анджелес, США. Моніторинг і оцінка навколишнього середовища (1999), 55(2), 319-346.

  60. Бромат і хлорат – оцінка потенційного впливу на водні організми та розробка стандартів якості навколишнього середовища. Хатчінсон, Томас Х.; ван Вейк, Дольф Д. Бріксхемська екологічна лабораторія, Девон, Великобританія. Сучасна хлор-лужна технологія (1998), 7, 26-32.

  61. Дослідження № AB724/B, Бріксхемська екологічна лабораторія, Девон, Лондон: 3 с.

  62. J.Fish.Res.Board Can. 36(8):1006-1008.

  63. Побічні продукти окислювальних біоцидів: токсичність для личинок устриць. For. Environ. Stud., Yale Univ., New Haven, CT, USA. Бюлетень морського забруднення (1979), 10(6), 166-9.

  64. J. Fish. Res. Board Can. 36(8):1006-1008.

  65. Р.Л. Джоллі, Г. Горчев та Д.Х. Гамільтон (ред.), Хлорування води: Вплив на навколишнє середовище та здоров’я, Ann Arbor Sci.Publ., Ann Arbor, MI 2:307-310.

  66. Видалення залишкових окислювачів з води. Ота, Тошіюкі; Мацуо, Хідето; Еномото, Томоюкі; Накагава, Куніхіко. (Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., Японія). Яп. Kokai Tokkyo Koho (1992), 4 с.

  67. Утворення та контроль броматів. An, Dong; Li, Wei-guang; Cui, Fu-yi; Song, Jia-xiu; He, Xin. Школа муніципальної та екологічної інженерії, Харбінський технологічний університет, м. Харбін, Ул. Китайська Народна Республіка. Shuichuli Jishu (2005), 31(6), 54-55, 78.

  68. Видалення броматів та засвоюваного органічного вуглецю з питної води за допомогою гранульованого активованого вугілля. Хуан, В. Я.; Пенг, Х. С.; Пенг, М. Я.; Чен, Л. Я. Кафедра екологічної інженерії, Університет ХунгКуан, Ша-Лу, Тайчжун, Тайвань. Водна наука і техніка (2004), 50(8), 73-80.

  69. Хімічне зменшення озонування при очищенні морської води для марикультури. Грімберг, Аурелі; Рабільє, Жан-Марк (L’Air liquide S. A, Fr.). Eur. Pat. Appl. (2001), 10 с.

  70. Біологічне відновлення перхлорату і бромату при низьких концентраціях у фільтрі з активованим вугіллям після процесу озонування. Лян, Сун; Мін, Джун Х.; Снойінк, Вернон Л. Столичний водний округ Південної Каліфорнії, Ла-Верн, Каліфорнія, США. Матеріали – Щорічна конференція, Американська асоціація водогосподарських підприємств (2000), 2139-2156. Видавець: Американська асоціація водогосподарських підприємств.

  71. Видалення броматів при переході від нового гранульованого активованого вугілля (GAC) до біологічного активованого вугілля (BAC). Асамі, Марі; Айзава, Такако; Моріока, Такаюкі; Нісідзіма, Ватару; Табата, Акіхіса; Магара, Ясумото. Кафедра інженерії водопостачання, Національний інститут громадського здоров’я, Токіо, Японія. Водні дослідження (1999), 33(12), 2797-2804. Видавець: Elsevier Science Ltd.

  72. Зменшення вмісту броматів гранульованим активованим вугіллям. Kirisits, Mary Jo; Snoeyink, Vernon L.; Kruithof, Joop C. 3230 Newmark Civil Engineering Laboratory, University of Illinois at Champaign-Urbana, Urbana, IL, USA. Редактор(и): Вілсон, Томас Е. Водні ресурси і міське середовище – 98, Матеріали Національної конференції з інженерії навколишнього середовища, Чикаго, 7-10 червня 1998 р. (1998), 350-355. Видавець: Американське товариство інженерів-будівельників.

  Source: reefkeeping.com

  Похожие записи:

  1. Озон і рифовий акваріум, частина 2: обладнання та безпека від Ренді Холмс-Фарлі.
  2. Озон и рифовый аквариум, часть 1: Химия и биохимия” Рэнди Холмс-Фарли.
  3. Озон і рифовий акваріум, частина 3: Зміни в рифовому акваріумі після введення озону від Ренді Холмс-Фарлі.
  4. Озон и рифовый аквариум, часть 2: оборудование и безопасность Рэнди Холмс-Фарли.
  Exit mobile version