Озон — это легко распадающийся газ, резко пахнущий, синего цвета, молекула которого состоит из трёх атомов кислорода. Озон получается при прохождении осушенного воздуха через сильное электрическое поле. Озон образуется при воздействии на кислород коротковолнового ультрафиолетового излучения в электрическом разряде. Молекула обычного кислорода стабильна, в озонаторе к ней добавляется лишний атом и получается нестабильная молекула озона. Атомы кислорода в молекуле озона связаны слабо, поэтому он неустойчив и через некоторое время самопроизвольно распадается с выделением атомарного и молекулярного кислорода. Лишний атом стремится разорвать эту связь, и атомарный кислород взаимодействует с другими органическими и неорганическими молекулами. Озон окисляет вещества, с которыми контактирует. Озон окисляет органические молекулы, превращая их в безвредный аммиак, а нитриты в нитраты.
Озон 03 — сильнодействующее дезинфицирующее и окисляющее вещество. Он является мощным окислителем, превышающим О2 вследствие своей химической активности. Озон нашел применение в аквариумной практике для очистки воды. Процесс озонирования аквариумной воды выполняет одновременно две задачи: дезинфицирует воду и окисляет некоторые органические вещества. Озон легко вступает в реакции с органическим веществом, и эти свойства дают возможность использовать его в аквакультуре.
Озон обладает и другими важными свойствами: большим молекулярным весом и хорошей растворимостью в воде. Он примерно на 60% тяжелее воздуха. Будучи тяжелым и обладая большой диффузионной способностью, озон легко проникает в нижние, наиболее зараженные слои воды аквариума. Озон лучше растворяется в воде, чем кислород. При температуре 20°С — 100 объемов воды растворяют около 3 объемов кислорода и 45 объемов озона. Большой вес и хорошая растворимость облегчают введение в воду нужного количества озона.
Озон легко разрушается с образованием сильнейшего окислителя — атомарного кислорода. Очевидно, что в случае применения в системе очистки аквариума озон увеличивает эффективность работы биофильтра и позволяет уменьшить проблемы, связанные с появлением пиков аммиака и нитритов. значительно снижается накопление компонентов органического загрязнения воды, не разрушаемых биофильтром и вызывающих желтоватую окраску воды. На этом свойстве основано применение озона для обеззараживания питьевой воды на современных водопроводных станциях.
Озон, как сильный окислитель, способствует расщеплению фенолов, гуматов, окисляет соли железа и марганца, переводя их в малорастворимые соединения, окисляет растворенные органические вещества и в меньшей степени неорганические ионы, удаляет избытки азота, снижает концентрацию аммиака, нитратов, уничтожает в воде бактерии, жгутиковых, споровиков и других простейших, вызывает обесцвечивание красителей, избавляет ее от посторонних запахов и привкусов, повышает редокс-потенциал, что благоприятно сказывается на аквариумной фауне и флоре. Становится меньше вероятность возникновения аквариумных эпидемий из-за развития болезнетворных организмов, а при концентрации озона от 500 до 1500 мг на 1 тонну воды в ней гибнут все бактерии и вирусы.
Хорошо использовать озонирование воды для стерилизации нерестилища, лечения некоторых заболеваний рыб, устранения мути — улучшая тем самым цвет воды, обеззараживания живого корма. Озонированная вода успешно используется при перевозке рыб и для дезинфекции вновь приобретенных рыб и растений. Озон не убивает полезных бактерий в фильтре и в грунте. В принципе ни озон, ни УФ-лучи различий не делают, но эти бактерии в свободной воде не содержатся: они обитают в грунте на дне и в субстрате биологических фильтров.
Явным преимуществом озона перед другими сильными окислителями, например фтором, хлором и перманганатом калия, является то, что после распада в воде остается только кислород, жизненно необходимый всему живому, не сдвигающий активную реакцию воды рН и не изменяющий химического состава воды. Существенное преимущество озонирования состоит в том, что озон не оставляет в воде вредных веществ после обработки. Испаряющийся впоследствии озон стойкостью не обладает: при комнатной температуре он снова распадается, превращаясь в менее активный кислород. Следы этого газа, токсичного для гидробионтов, удаляются через непродолжительное время. Но использование озона не может заменить регулярную подмену воды.
Бактерицидное действие озона начинается при достижении критической для бактерий дозы, равной 0,4-0,5 мг на литр обрабатываемой воды. При этом происходит практически полная инактивация (дезинфекция) воды. Механизм действия озона заключается в разрушении бактериальных протеинов и осуществляется посредством диффузии озона через мембрану клетки в цитоплазму с последующим поражением жизненных центров бактерий. Обесцвечивание — удаление из воды органических и химических веществ, окрашивающих воду.
Физический механизм воздействия озона при обесцвечивании воды заключается в разложении веществ до простейших соединений типа Н20 и СО2 и в коагуляции веществ с дальнейшим выпадением их в осадок. Озон легко окисляет соли железа и марганца (придают воде цветность и нерастворимых веществ, которые затем легко удаляются механически.
Неприятные привкусы и запахи в воде вызываются присутствием соединений минерального и органического происхождения, находящихся в растворенном или коллоидном состоянии. Озон окисляет эти соединения, приводя к их расщеплению, сопровождающемуся исчезновением привкусов и запахов.
Прекрасные результаты дает озонирование воды при уничтожении зеленых водорослей. В некоторых аквариумах, чаще всего перенаселенных, особенно с мягкой и кислой водой, биологическое равновесие иногда нарушается. Из-за бурного развития бактерий вода становится мутной и непригодной для жизни рыб. Если аквариум систематически озонировать, то уже через два-три дня вода в нем заметно посветлеет, а через неделю — станет кристально прозрачной. Исчезнет и образовавшаяся поверхностная пленка. Имеются сообщения о применении озона для лечения болезней рыб — больные рыбы, пораженные Costia necatгix, при помещении их в озонированную воду выздоравливают через 4-6 часов. Можно ожидать, что озонирование будет полезным и при лечении других заболеваний. Озонированная вода также используется для дезинфекции вновь приобретенных рыб и растений.
Отрицательным является: соприкосновение обогащенных озоном пузырьков воздуха с покровами тела рыб и нежной тканью жаберных лепестков может вызвать их сильное раздражение. Обладая сильным окислительным свойством, пузырьки озонированного воздуха при непосредственном соприкосновении обжигают слизистые покровы рыб и разрушают эпидермис растений. Избыток чрезмерно озонированной воды вреден и даже опасен для рыб и растений. Отрицательным действием озона являются его реакции с железом, марганцем, другими необходимыми для жизнедеятельности веществами, которые после удалятся из воды в виде нерастворимых оксидов, поэтому при применении очистки озоном особенно важно выбрать необходимую дозу, а после отфильтровать воду через угольный фильтр.
Озонирование воды непосредственно в нерестилище в период нереста вряд ли целесообразно, поскольку органические вещества (слизь, остатки семенной жидкости), появившиеся после нереста, окисляясь, приводят к образованию ядовитых веществ. Очень часто отмечается высокая чувствительность к озону икры. В то же время умеренное озонирование воды с развивающейся икрой повышает ее жизнеспособность и процент выклева личинок. Не менее опасно озонирование перегруженного органическими веществами аквариума и для взрослых рыб. Нитриты и нитраты, образующиеся при разложении органических веществ, прежде чем они будут использованы бактериями и растениями, могут успеть отравить многих рыб. Отрицательно сказывается усиленное озонирование и на растениях. При процедурах лечения в аквариуме, озонатор нельзя использовать, он будет разлагать лекарственные субстанции и лечение окажется не эффективным.
Обычно производительность аквариумных озонаторов не превышает 200-250 мг озона в час, эта концентрация не вызывает острых отравлений и для жизни людей не смертельна. Тем не менее, даже такое количество озона в воздухе может вызвать как минимум хроническую головную боль и кашель. Обязательно следует помнить о том, что если вы чувствуете запах озона в жилой комнате с аквариумом, его концентрация слишком высока и вредна для организма. Квартиру следует проветрить, а озонатор выключить и тщательно проверить все соединительные трубки, а также систему поглощения остаточного озона с помощью активированного угля.
Не следует забывать, что благодаря уникальной окислительной способности озон вызывает ускоренное разрушение всех пластиковых трубок, соединений и других элементов, контактирующих с ним. Поэтому следует регулярно проверять все озоновые коммуникации и при обнаружении на них трещин, а также при значительном снижении эластичности шлангов следует своевременно заменять их на новые. Особенно надо следить за мембранами компрессоров и их клапанами, которые в первую очередь страдают от утечки озона.