Ozono - Disinfezione aria, acqua e superfici Potere disinfettante e deodorante nell'aria L'ozono, a basse concentrazioni (0,1-0,2 ppm vol) risulta essere positivo su Streptococcus salivarius, Serratia mercescens, su batteri e muffe. Inibisce la crescita dei funghi e risulta più efficace di altri disinfettanti contro organismi resistenti quali: le amebe, le cisti ed i virus. Se comparato ad altri disinfettanti, minori concentrazioni di Ozono e tempi di esposizione più brevi, sono sufficienti a ridurre in maggior misura la popolazione microbica. L'emivita dell'ozono nell'aria è di circa 12 ore. La sua naturale degradazione è dovuta al legame molto debole del terzo atomo di ossigeno. Infatti, in condizioni normali un doppio legame unisce i due atomi di ossigeno elementare e un legame semplice tiene unito il terzo atomo; al momento della reazione il legame debole si rompe e la molecola di ozono è degradata in un atomo di ossigeno elementare ed uno di ossigeno. L'Ozono può essere utilizzato come un sicuro ed efficace agente per garantire la migliore qualità dell'aria, condizione essenziale soprattutto per preservare gli ambienti sterili. L'impiego dell'ozono garantisce la depurazione e la disinfezione da tutti gli inquinanti (polveri, gas, virus, batteri, muffe, spore) presenti nell'aria, negli impianti di condizionamento, nei filtri e nei canali di areazione. Veicolato negli impianti di trattamento aria, li decontamina eliminando il rischio da infezioni da virus e batteri (es. morbo del legionario). Negli ambienti ad alto rischio (ospedali, aziende di produzione o conservazione di alimenti, etc.), dove è indispensabile la massima pulizia e igiene, esistono molti luoghi dove gli oli e le polveri contaminate non si riescono ad asportare, e tutte le precauzioni manuali non sono spesso sufficienti. Virus, batteri e germi proliferano anche sulle superfici delle attrezzature, su pareti e sulle piastrelle e sugli indumenti da lavoro. E' utilmente impiegato in molte applicazioni e processi industriali, agro industriali e civili. L 'esposizione all'ozono gassoso durante la preparazione o lo stoccaggio prolunga la durata (vita utile) di alcuni prodotti quali frutta, verdura e ne preserva anche gli attributi sensoriali. L'ozono è inoltre molto efficace nell'eliminazione degli odori dal corpo umano o di altre sostanze alimentari, come fumo di tabacco o ossido di Carbonio. Veicolato a mezzo dell'aria all'interno di ambienti chiusi, decontamina tutto ciò che in esso è contenuto. L'utilizzo costante e giornaliero di ozono, gestito a basse o alte concentrazioni, rende l'aria, l'ambiente e le superfici trattate, completamente asettiche e sicure. Esempi di trattamento con ozono nell'aria: Disinfezione e deodorazione aria ed ambienti confinati; Distruzione di ossido di carbonio in locali di prova motori; Protezione e proliferazione di funghi, trasmigrazione di odori; Rallentamento della maturazione della frutta; Deodorazione nelle celle frigorifere, eliminazione virus e batteri Deodorazione negli stabulari e allevamenti di animali o in espulsione da impianti biologici, industrie, vasche di fermentazione; Riduzione umidità e peso di fanghi di depurazione; Deodorazione nella lavorazione della salumeria, carni, budella; formaggi e latticini in genere; Sanificazione e distruzione di odori negli impianti di condizionamento; Trattamenti cutanei Bonifica di saune ed aree ad alto rischio di contaminazione (laboratori, ambulatori, cucine, etc.);
Abbattimento di polveri, fumi, esalazioni oleose da lavorazioni con macchine di tornitura e fresatura automatica o di fonderie in abbinamento ai filtri elettrostatici. Proprietà disinfettanti dell'ozono nell'acqua - Risultati dei test sull'acqua ozonizzata L'ozono è considerato un ottimo disinfettante e sterilizzante dell'acqua e questo effetto è stato ampiamente utilizzato nella potabilizzazione con grandi impianti. Attualmente grandi città come Amsterdam, Mosca, Parigi, Torino, Firenze, Bologna e Ferrarapossiedono impianti che forniscono acqua potabile prelevata da fiumi e trattata con Ozono. Il vantaggio dell'ozono sul Cloro, utilizzato spesso per la potabilizzazione dell'acqua, è che il primo sterilizza nettamente meglio sia nei confronti dei batteri che dei virus; inoltre l'ozono non altera le caratteristiche dell'acqua, in particolare il sapore. Sperimentalmente è stato dimostrato che la disinfezione dell'acqua contenuta in cilindri di vetro e ricca di colture di diversi tipi di batteri si ottiene, in tempi molto brevi (da pochi secondi a pochi minuti). Per ottenere questo effetto è sufficiente far gorgogliare Ozono nei cilindri ad una concentrazione di solo 2lg/ml, in relazione alla quale anche miceti, plankton e altri piccoli esseri viventi nell'acqua vengono eliminati dall'ozono. II meccanismo di azione dell'ozono sui virus non è quello di una distruzione, come nel caso dei batteri, ma di un'inattivazione. L'azione dell'ozono consiste in una ossidazione e conseguente inattivazione dei recettori virali specifici utilizzati per la creazione del legame con la parete della cellula da invadere. Viene così bloccato il meccanismo di riproduzione virale a livello della sua prima fase: la invasione cellulare. La stabilità dell'ozono nell'acqua dipende dalla temperatura di quest'ultima, dalla concentrazione iniziale di ozono e dal tempo di contatto. Gli effetti germicidi sono influenzati dal tempo di contatto, dalla temperatura, dal ph, e dalla presenza di materiale organico e inorganico nella soluzione. Una durata maggiore del tempo di contatto, un ph e una temperatura più bassi migliorano l'effetto battericida. L'efficacia dell'attività antimicrobica dell'acqua ozonizzata, su sospensioni di batteri e materiali contaminati è strettamente dipendente dalla concentrazione e dal tempo di esposizione. L'acqua ozonizzata posta in un contenitore aperto mantiene l'attività antimicrobica per i primi 20 minuti, ma dopo 30 minuti questa attività è considerevolmente diminuita. Ozono o Cloro? - Risultati dei test sull'escherichia coli L'ozono è un potente antimicrobico ad ampio spettro in grado di agire su batteri, virus e funghi. Grazie alle sue proprietà ha trovato applicazione in una vasta gamma di processi di sanitizzazione. Korol mise a confronto l'efficacia dell'ozono e del cloro nel trattamento delle acque nonché il loro spettro antimicrobico su una varietà di batteri patogeni. E' stato osservato che l'ozono già in dose di 0.35 mg/l determina una riduzione di almeno 5 log in una popolazione di 10 6 cellule/ml di: Escherichia coli, Vibrio cholerae, Salmonella typhi,yersinia enterocolitica, Pseudomonas aeruginosa, Aeromonas hydrophila, Listeria monocytogenes, Staphylococcus aureus. Con una dose di 0.50 mg/l di cloro, la riduzione risulta molto minore per i microrganismi testati (eccetto Vibrio cholerae ). Per avere un effetto assimilabile al trattamento con ozono è necessario utilizzare concentrazioni di 2 mg /L di cloro. Per le spore di Bacillus subtilis la riduzione osservata con una concentrazione di 0.35 mg/l è stata al massimo di 3 log, mentre non si sono ottenuti effetti notevoli con il cloro nelle condizioni testate. Questi risultati hanno indicato che entrambi i disinfettanti sono consumati durante il trattamento probabilmente a causa della richiesta dell'acqua e della massa batterica aggiunta. E' dimostrata inoltre l'efficacia dell'ozono nell'inattivare spore di Bacillus spp. e Clostridium spp. Gli effetti antimicrobici dell'acqua ozonizzata sono stati valutati contro quattro specie di batteri gram positivi e quattro gram negativi. L'acqua ozonizzata determina un abbassamento di oltre 5 unità logaritmiche di cellule di Salmonella typhimurium e di Escherichia coli con o senza l'aggiunta di 20 ppm di amido solubile. In tale acqua la durata della sopravvivenza tra i vari batteri gram negativi (S. typhimurium, E. coli, Pseudomonas aeruginosa,e Yersinia enterocolitica)
è simile. Tra i batteri gram positivi Listeria monocytogenes è risultata più sensibile dello Staphylococcus aureus o dell' Enterococcus faecalis. In presenza di materiale organico, i tempi di sopravvivenza di S. aureus rispetto a L. monocytogenes, e die. coli rispetto a S. typhimurium, posti in acqua ozonizzata, non sono risultati influenzati dall'aggiunta di amido solubile ma sono stati fortemente ridotti dall'addizione di 20 ppm di sieroalbumine bovine. L'acqua ozonizzata causa un abbattimento di oltre 4.5 unità logaritmiche di cellule di Candida albicans e dizygosaccharomyces bailii, ma meno di 1 unità logaritmica di spore di Aspergillus Niger dopo un'esposizione di 5 minuti. I livelli medi di rendimento dell'ozono non differiscono in acqua deionizzata (0.188 mg/ml) o in acqua con amido solubile (0.198 mg/ml) ma sono significativamente più bassi in acqua contenente sieroalbumina bovina (0.149 mg/ml). L'efficacia dell'ozono è stata valutata anche nei confronti di Staphilococcus Aureus meticillina-resistente (MRSA) batterio che è diventato un importante problema durante la chemioterapia nel decennio passato, a causa della sua resistenza ai comuni disinfettanti. L'ozono ossida in maniera efficace le pareti cellulari e le membrane citoplasmatiche dei batteri. L'effetto microbicida dell'ozono avviene nei primi cinque secondi del trattamento. Una concentrazione 1.5 volte maggiore rispetto a quella utilizzata per uccidere batteri MRSA, è sufficiente ad uccidere batteri resistenti, isolati sul campo. Soluzioni contenenti ozono potrebbero essere utili per ridurre il numero di infezioni causate da disinfezioni inadeguate a combattere nuove specie resistenti. Recentemente è stata condotta una comparazione tra l'acqua ozonizzata e i disinfettanti clorati per valutare l'efficacia nell'eliminazione di batteri presenti nel latte trattato. Latte pastorizzato UHT inoculato con colture pure di Pseudomonas fluorescens o Alcaligenes faecalis, è stato incubato in contenitori di acciaio inossidabile. Dopo l'incubazione i contenitori sono stati rimossi e sciacquati in PBS sterile. Da uno dei contenitori è stato fatto un tampone di controllo ed è stato messo in coltura di agar standard. Un secondo contenitore è stato coperto e trattato per due minuti con un comune disinfettante clorato (dicloro-s-triazinetrione). Dopo il trattamento il contenitore è stato risciacquato due volte con PBS sterile, poi è stato fatto un tampone. Un terzo contenitore è stato posto in acqua ozonata deionizzata (5 ppm di ozono) per 10 minuti, sciacquato due volte come descritto, eseguito un tampone e seminato. Sia l'ozonizzazione che la clorazione riducono la popolazione batterica iniziale del 99.9% in film di latte poste su superfici di acciaio inossidabile, partendo da una densità iniziale compresa tra 1.24 e 8.56 x 105 CFU/cm2 per P. Fluorescens e tra 1.53 x 104 e 8.56 x 105 CFU/cm2 per A.Faecalis. L'attività battericida dell'ozono gassoso è stata inoltre esaminata anche nei prodotti ittici in particolare su cinque specie di batteri (Pseudomonas putrida, Shewanella putrefaciens, Brochothrix thermosphacta, Enterobacter sp.,e Lactobacillus plantarum) presenti nei pesci. Diverse specie ittiche test sono state inoculate ed esposte ad ozonizzazione di diversa durata in camere contenenti gas. Concentrazioni relativamente basse (<0.27 mg/l) di ozono hanno dimostrato una potente attività battericida verso cellule in fase vegetativa di tutte le cinque specie di batteri. L'età delle colture cellulari può influenzare la risposta cellulare alla seguente esposizione al gas. La sopravvivenza non è direttamente correlata al tempo di esposizione all'ozono, ma si ottiene una curva bifasica, se il periodo di esposizione aumenta. Effetti battericidi simili sono stati osservati sulla superficie di pesce trattato con ozono, con una diminuzione di 1 log di CFU/cm2. Sono stati studiati infine la riduzione ed eliminazione di batteri patogeni quali l'e.coli enterotossigeno O157:H7 dopo irradiazione con raggi gamma e trattamento con ozono. Cellule in fase logaritmica sono risultate più sensibili ai raggi gamma delle cellule in fase stazionaria. L' E.coli O157:H7 è risultato più resistente alle radiazioni a -18 C che a 20 C. I valori D, per questo microrganismo,esposto all'azione dell'ozono, in agar di soia sono superiori a quelli ottenuti nelle stesse condizioni in una soluzione tampone a base di fosfato. In definitiva si è appurato che sono necessari una dose di radiazioni gamma di 1.5 kgy o un trattamento da 3 a 18 ppm di ozono, per una durata di 20-50 minuti, per assicurare l'eliminazione dell' E.Coli O157:H7. L'ozono ed il cloro nella disinfezione dell'acqua nelle piscine L'ozono, da tempo, sta trovando un sempre più largo impiego nel trattamento dell'acqua nelle piscine; dove, rispetto al cloro, a parte una maggiore efficacia nella disinfezione (inattivazione dei virus ed eliminazione dei batteri), rende l'acqua più cristallina (in quanto riduce la concentrazione dei trialometani) e più filtrabile (rompendo le grosse molecole organiche), consente una riduzione del reintegro dell'acqua e non necessita di alcun intervento di personale in quanto i relativi impianti sono sempre di tipo automatizzato. Ancora, l'ozono impiegato nelle acque di piscina, a differenza del cloro, risulta impercettibile all'olfatto, non lascia tracce sulla pelle e non crea alcuna irritazione nel caso di immersioni ad occhi aperti. Il cloro attivo in acqua in presenza di urine ed essudazioni forma cloroammine che irritano la pelle e gli occhi e in presenza di sostanze organiche forma i trialometani che risultano "sostanze cancerogene". L'ozono non è soggetto all'accumulo in quanto si decompone in ossigeno; mentre il cloro tende invece a combinarsi in composti organici e nelle piscine chiuse tende ad accumularsi in atmosfera inquinando l'aria interna (causa dell'asma infantile e di dermatiti).
Raffronto sull'azione del cloro e dell'ozono nella disinfezione delle acque da piscina AZIONE CLORO OZONO Odore Sgradevole nell'acqua Nessuno Sapore Sgradevole nell'acqua Nessuno Colore Tendente al giallo Incolore Potere ossidante Buono Inferiore solo al fluoro Attività antivirale Praticamente nessuna Vasta Attività antibatterica Molto variabile da specie a specie Spettro di attività batterica molto ampio Attività distruttiva su alghe e protozoi Lieve Attività distruttiva su miceti Lieve Attività distruttiva su spore e cisti Lieve Attività distruttiva su microcontaminatori (idrocarburi, fenoli, detergenti, sostanze coloranti, pesticidi) Attività su molecole organiche sgradevoli (odore, sapore) Meccanismo reazione e produzione intermedia Danni alla salute umana Lieve Nessuna Ossidazione indiretta con produzione di coramine, clorofenoli ecc. Potenzialmente cancerogeno e mutageno, batteri patogeni e non patogeni mutano geneticamente diventando clororesistenti. Asma infantile, otiti, eczemi, dermatiti ecc. Ossidazione diretta con ossigenazione dell'acqua Curativo Esempi di trattamento dell'acqua con ozono: Disinfezione acqua per uso potabile; Disinfezione, per risciacquo, di contenitori di alimenti e delle bevande; Disinfezione e trattamento acque in piscine pubbliche e private con disinfezione sul ricircolo; Trattamento acque di stabulazione mitili (cozze), acquacultura e pescicoltura; Mantenere sterili e prive di alghe le vasche ed i serbatoi (sistemi di raffreddamento) all'interno dei processi industriali; Ossidazione del ferro, manganese, fenoli, etc. per successiva filtrazione; Trattamento acque di scarico industriali contenenti: ferro, fenoli, cianuro, cromo esavalente, tensioattivi, coloranti, cartiere, concerie, tintorie, stamperie, ecc. da effettuare dopo i trattamenti biologici per acque di riciclo e di irrigazione, per distruggere o trasformare tensioattivi, fenoli, cianuri, cromo esavalente, per l'azione sui doppi legami in certi composti o essenze; Trattamento acque di superficie da utilizzare come acque industriali o dirette alla potabilizzazione; Trattamento acque di lavaggio delle bottiglie o contenitori in genere; Candeggio di tessuti, di setole, di oli, di cere, ecc.; Trattamento delle essenze utilizzate per profumi, dolciumi, ecc.; Controllo della gomma ed elastomeri alla ossidazione nel tempo; Invecchiamento accelerato del vino, alcool, liquori.; Trattamento del malto nella produzione della birra; Disinfezione di strumenti chirurgici.