مقاله سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا در مورد خطرات دستگاه های تصفیه هوای مولد اوزون

معرفی و اهداف
هدف این اطلاعیه، فراهم کردن اطلاعات دقیق در مود استفاده از روش تولید اوزون در فضاهای مستعمل داخلی است. اطلاعات ذیل بر پایه‌ی معتبرترین شواهد و مدارک علمی قابل دسترس فراهم شده است.
دستگاه‌های تصفیه هوای مولد اوزونی که به عنوان دستگاه‌های تصفیه هوای خانگی فروخته می‌شوند، به طور عمدی گاز اوزون تولید می‌کنند. معمولا فروشندگان این دستگاه‌های تصفیه هوا، جملات و بیانیه‌هایی گمراه کننده منتشر می‌کنند که باعث می‌شود افراد این دستگاه‌ها را موثر و بی‌خطر بپندارند. حدود یک قرن است که متخصصان سلامت و بهداشت این ادعا را نقض کرده‌اند.

برخی از فروشندگان تصفیه هوا ادعا می‌کنند که دستگاه‌هایشان توسط نهادهای دولتی برای استفاده در فضاهای مستعمل داخلی تایید شده‌است. بالعکس، هیچ کدام از نهادهای دولتی این دستگاه‌ها را برای استفاده در فضاهای داخلی تایید نکرده‌اند. به دلیل وجود این ادعاها و هم چنین به دلیل مضر بودن اوزون در تراکم بالا، نهادهای دولتی مختلفی با سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا همکاری کرده‌اند تا این اطلاعات را گردآوری کنند.


اوزون
اوزون مولکولی است که از ترکیب ۳ اتم اکسیژن ساخته می‌شود. ۲ اتم اکسیژن، اکسیژن معمولی را می‌سازند یعنی اکسیژنی که ما تنفس می‌کنیم که حیاتی است. سومین اتم اکسیژن، می‌تواند از مولکول اتم جدا شود و به مولکول مواد دیگربچسبد و در نتیجه ترکیب شیمیایی آن‌ها را تغییر دهد. این توانایی "واکنش نشان دادن با مواد دیگر" است که موجب استفاده از اوزون در دستگاه تصفیه هوا می‌شود.

مضرات اوزون
همان ویژگی‌های شیمیایی که اجازه می‌دهد اوزون در تراکم بالا با مواد ارگانیک در خارج از بدن واکنش نشان دهد، باعث می‌شود که اوزون با مواد تشکیل دهنده‌ بدن نیز واکنش نشان دهد و اثرات مضر بسیاری بر سلامتی افراد داشته باشد. استنشاق اوزون، باعث آسیب رسانی به ریه‌ها می‌شود. مقادیر به نسبت کم، باعث درد سینه، سرفه‌های مکرر، تنگی نفس و التهاب گلو می‌شود. اوزون هم چنین می‌تواند باعث تشدید بیماری‌های مزمن تنفسی مانند آسم شود و توانایی بدن برای مقابله با مشکلات و عفونت‌های تنفسی را به خطر بیاندازد. میزان آسیب پذیری افراد در مقابل اوزون، متفاوت است. افراد سالم نیز مانند افرادی که مشکلات تنفسی دارند، اگر در معرض اوزون قرار بگیرند، دچار مشکلات تنفسی می‌شوند. انجام فعالیت‌های ورزشی در مجاورت اوزون نیز افراد را در معرض خطر بیشتری قرار می‌دهد زیرا هنگامی که فعالیت می‌کنیم نیاز بدن به اکسیژن بیشتر است. بهبود یافتن اثرات منفی تماس کوتاه مدت با مقدار کمی از اوزون، امکان پذیر است، اما این اثرات پس از تماس طولانی تر با مقادیر بیشتر، زیان آور، مخرب تر و غیرقابل بهبود می‌شوند.
(US EPA, ۱۹۹۶a, ۱۹۹۶b)
تولیدکنندگان و فروشندگان این دستگاه‌ها معمولا برای توصیف اوزون، از جملاتی گمراه‌کننده استفاده می‌کنند. عباراتی مانند اکسیژن فعال و هوای خالص، ادعا می‌کند که اوزون اکسیژنی سالم است. در حالی که اوزون گازی سمی است که با اکسیژن تفاوت‌های شیمیایی و سمی بسیاری دارد. نهادهای دولتی مختلف، استانداردها و توصیه‌هایی را برای محدود کردن مجاورت انسان و اوزون مطرح کرده‌اند.

"اوزون خوب" و "اوزون بد"
عبارت "بالا،خوب و پایین، بد" توسط سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا ابداع شد تا تمایزی بین اوزون در لایه‌های بالایی و پایینی جو ایجاد کند. اوزون در لایه‌های بالایی جو- اوزون استراتوسفریک- به فیلتر کردن اشعه‌های فرابنفش مخرب خورشید کمک می‌کند. با این که اوزون استراتوسفریک محافظ است، اوزون داخل جو می‌تواند برای سیستم تنفسی مضر باشد. مقادیر مضری از اوزون می‌تواند توسط واکنش نور خورشید با مواد شیمیایی خاصی مانند دود ماشین‌ها و گیاهان صنعتی تولید شود. این مقادیر مضر اوزون در جو، معمولا با تراکم بالای سایر آلاینده‌ها، از جمله نیتروژن دی اکسید، ذرات ریز و هیدروکربن‌ها همراه است. اوزون چه به صورت خالص و چه ترکیب شده با مواد شیمیایی دیگر، می‌تواند برای سلامتی مضر باشد.

تاثیر تصفیه هوای مولد اوزون در کنترل آلودگی هوای داخلی
شواهد علمی حاضر نشان می‌دهد که اوزون در مقادیر کمی که مناسب استانداردهای سلامت عمومی باشد، توانایی بسیار کمی برای از بین بردن آلاینده‌های فضای داخلی دارد.
برخی از تولیدکنندگان و فروشندگان دستگاه تصفیه هوا ادعا می‌کنند که "اوزون تقریبا هر آلاینده‌ی شیمیایی را، به صورت کاملا بی ضرر توسط یک واکنش شیمیایی از بین می‌برد. محصولات جانبی این واکنش، کربن دی اکسید، اکسیژن و آب است." این ادعا کاملا غلط است.

• مروری بر تحقیقات علمی نشان می‌دهد که برای بسیاری از مواد شیمیایی که معمولا در فضاهای داخلی وجود دارند، فرایند واکنش با اوزون می‌تواند ماه‌ها و یا سال‌ها زمان ببرد. در عمل، اوزون به هیچ عنوان با این مواد واکنش نشان نمی‌دهد. و برعکس ادعاهای خاص برخی از فروشندگان، دستگاه های تصفیه هوای مولد اوزون در از بین بردن مونوکسید کربن و یا فرمالدئید موثر نیستند.

(Salls, ۱۹۲۷; Shaughnessy et al., ۱۹۹۴) or formaldehyde (Esswein and Boeniger, ۱۹۹۴).
• برای بسیاری از مواد شیمیایی که اوزون به سرعت با آن‌ها واکنش نشان می‌دهد، این واکنش می‌تواند باعث تولید محصولات جانبی آزاردهنده و مضر شود.
(Weschler et al., ۱۹۹۲a, ۱۹۹۲b, ۱۹۹۶; Zhang and Lioy, ۱۹۹۴)

برای مثال در یک آزمایش، اوزون با مواد شیمیایی متصاعد از سطح یک فرش ترکیب شده وباعث کاهش بسیاری از این مواد شیمیایی از جمله بو شده بود، اما این فرایند باعث تولید آلدهاید های بسیاری شده و تراکم کلی ترکیبات شیمیایی ارگانیک به جای کاهش، افزایش یافت.
(Weschler, et. al., ۱۹۹۲b)

علاوه بر آلدهایدها، اوزون می‌تواند فرمیک اسد(Zhang and Lioy, ۱۹۹۴) در فضای داخلی را افزایش دهد. هر دوی این مواد در مقادیر خاص باعث آزار ریه‌ها می‌شوند. برخی از محصولات جانبی بالقوه‌ی واکنش اوزون با مواد دیگر نیز می‌توانند خود محصولات جانبی دیگری تولید کنند.
(Weschler and Shields, ۱۹۹۶, ۱۹۹۷a, ۱۹۹۷b)

با توجه به پیچیده بودن واکنش مواد، تحقیقات بسیار دیگری باید در زمینه‌ی واکنش اوزون با مواد در فضای داخلی انجام شود.

• اوزون، ذرات معلق در هوا برای مثال گرد و غبار و گرده‌ی گیاهان و آلرژن‌های بسیار رایج را از بین نمی‌برد. با این حال برخی از دستگاه‌های تصفیه هوای مولد اوزون همراه با یک یونایزر و یا ژنراتور یونیزاسیون تولید می‌شوند. یونایزر دستگاهی است که یون‌های بارور منفی و مثبت را در هوا پخش می‌کند. یون‌ها به ذرات معلق در هوا می‌چسبند و آن‌ها را بارور می‌کنند و باعث می‌شوند که این ذرات به سطوح نزدیک مثل دیوارها و مبلمان و یا به یکدیگر بچسبند و از هوا خارج شوند. در آزمایشات جدید مشخص شده است که یونیزاسیون در از بین بردن ذرات گرد و غبار، دود تنباکو، گرده‌ی گیاهان و یا ذرات قارچ و کپک بسیار کم تاثیرتر از فیلترهای هپا است. البته کارایی دستگاه‌های کارامد نیز بر اثر عوامل مختلف تغییر می‌کند.
شواهدی وجود دارد که نشان می‌دهد که اوزون با تراکمی که از سطح استاندارد سلامت عمومی بیشتر نباشد، به هیچ عنوان در حذف ذرات شیمیایی گاز و بو موفق نیست.

• در آزمایشی شرایط به گونه‌ای طراحی شده بود تا مقادیری از فرمالدئید را مانند یک تعمیرگاه که فرمالدئید بوی بسیاری در آن ایجاد می‌کند، تولید شود. در این آزمایش، اوزون هیچ گونه تاثیری در کاهش تراکمات فرمالدئید نشان نداد. آزمایشات دیگر نیز نشان می‌دهند که بوی بدن ممکن است توسط بوی اوزون پوشیده شود، اما به هیچ عنوان از بین نمی‌رود. اوزون وسیله‌ای موثر برای از بین بردن بو در سیستم تهویه‌ی ساختمان‌ها نیست.
(ASHRAE, ۱۹۸۹).

• آزمایشات علمی انگشت‌شماری برای اثبات ادعای موثر بودن اوزون در از بین بردن بو وجود دارد، با این حال، این موضوع معتبر است که برخی از مواد شیمیایی با اوزون واکنش نشان می‌دهند. برای مثال در برخی از آزمایشات، اوزون سریعا با برخی مواد مثل ذرات شیمیایی بوی فرش نو واکنش نشان داد(Weschler, ۱۹۹۲b; Zhang and Lioy, ۱۹۹۴) . اوزون هم چنین بلافاصله با آکرولین واکنش نشان می‌دهد. آکرولین یکی از مواد بسیار مضر و شیمیایی است که در بازدم دود تنباکو وجود دارد.(US EPA, ۱۹۹۵)
در صورتی که اوزون در مقادیر مناسب با استاندارد سلامت عمومی استفاده شود، هیچ گونه ویروس، باکتری، قارچ و یا دیگر آلاینده‌های بیولوژیکی را از بین نمی‌برد.

• برخی از از داده‌ها نشان می‌دهند که مقادیری از اوزون می‌توانند تراکم برخی از ذرات را کاهش دهند و مانع رشد برخی از ارگانیسم‌های بیولوژیکی شوند، اما این در شرایطی است که مقدار اوزون ۵ تا ۱۰ برابر بیشتر از سطح استاندارد سلامت عمومی باشد. (Dyas, et al.,۱۹۸۳; Foarde et al., ۱۹۹۷)

• حتی در مقادیر بسیار بالا، اوزون ممکن است اثری روی آلاینده‌های بیولوژیکی که در کپک و قارچ مکان‌هایی مانند کاشی سقف‌ها و کانال کولرها، نداشته باشد.
(Foarde et al, ۱۹۹۷)

به بیان دیگر، اوزونی که توسط دستگاه های تصفیه هوای اوزون تولید می‌شود ممکن است جلوی رشد برخی از مواد بیولوژیکی را بگیرد، اما نمی‌تواند هوا را به طور کامل پاک‌سازی کند، مگر این که مقدار اوزون در حدی بالا باشد که برای انسان‌ها بسیار خطرناک باشد. حتی در مقادیر بالا نیز، اوزون قدرتی در پاک‌سازی آلاینده‌های قارچی ندارد.

اگر از دستورات تولیدکنندگان پیروی کنم، آیا باز هم آسیب میبینم؟

نتایج برخی از پژوهش‌های کنترل شده نشان داده است که مقادیری از اوزون که به طرز قابل توجهی بالاتر از حد استاندارد است، حتی در مواردی که مصرف‌کننده از راهنمایی‌های تولیدکنندگان تصفیه هوا پیروی می‌کنند، باز هم بروز می‌کند.
امروزه در بازار برندها و مدل‌های مختلفی از دستگاه های تصفیه هوای مولد اوزون دیده می‌شود. این مدل‌ها بر اساس مقدار اوزون تولیدی‌شان متفاوت‌اند. در برخی شرایط، استفاده از دستگاه های تصفیه هوای مولد اوزون باعث ایجاد مقادیر بالای اوزون نمی‌شود. با این حال عوامل بسیاری بر تراکم اوزون در محیط‌های داخلی تاثیر دارند. در نتیجه مقدار اوزون می‌تواند از سطح استاندارد بیشتر شود.

• در یک تحقیق (Shaughnessy and Oatman, ۱۹۹۱)، یک دستگاه تصفیه هوای مولد اوزون بزرگ که توسط تولیدکنندگان برای فضایی به مساحت ۲۷۸ مترمربع توصیه شده بود، در یک فضای ۳۵۰ متر مربعی قرار داده شد و روی بیشترین سرعت خود تنظیم شد. اوزون موجود در فضای اتاق به سرعت به تراکمی بسیار بالا یعنی ۱۰ برابرمحدودیت‌های سلامت عمومی رسید.

• در یکی از پژوهش‌های سازمان حفاظت محیط زیست آمریکا، دستگاه‌های مختلف و متعددی در محیط‌های خانگی، در اتاق‌های مختلف و در حالی که درها و پنجره‌ها باز و بسته و سیستم‌های تهویه روشن و خاموش می‌شدند، قرار داده شدند. نتایج نشان داد که برخی از دستگاه های تصفیه هوای اوزون هنگامی که روی سرعت‌های بالا تنطیم می‌شدند و درهای داخلی بسته بودند، دائما اوزون با تراکمی بالاتر از استاندارد تولید می‌کردند.(US EPA, ۱۹۹۵).

• مقادیری که بالا گزارش شدند، بدون احتساب مقدار اوزون بیرونی‌اند. اوزون داخلی که از بیرون وارد شده است معمولا حدود ۰.۰۱ تا ۰.۰.۲ ppm است، اما به ۰.۰۳ تا ۰.۰۵ ppm هم می‌رسد. اگر مقدار اوزون بیرونی نیز در گزارش بالا ذکر می‌شد، مقادیر اوزون داخلی بسیار بالاتر و خطرناک‌تر دیده می‌شد.
(Hayes, ۱۹۹۱; U.S. EPA, ۱۹۹۶b; Weschler et al., ۱۹۸۹, ۱۹۹۶; Zhang and Lioy; ۱۹۹۴).

• در هیچ کدام از پژوهش‌های بالا از بیش از یک دستگاه در یک زمان استفاده نشده است. استفاده‌ی هم زمان از بیش از یک دستگاه، مقدار کلی اوزون را بسیار افزایش می‌دهد.

چرا کنترل مقدار تماس با اوزون تولید شده توسط دستگاه تصفیه هوا مشکل است؟
مقدار واقعی اوزونی که توسط دستگاه تصفیه هوای مولد اوزون تولید می‌شود، بستگی به عوامل بسیاری دارد. این مقدار در شرایط خاصی بیشتر می‌شود؛ شرایطی مانند استفاده از یک دستگاه قدرتمند و یا چند دستگاه، قرارگیری دستگاه در فضایی کوچک، بسته بودن درهای داخلی ، کم بودن وسایل یک اتاق برای واکنش با اوزون، کم بودن اوزون بیرون و جریان هوا از بیرون به داخل و ....
نزدیکی یک فرد با دستگاه تصفیه هوای مولد اوزون نیز می‌تواند مقدار آسیب وارد شده به فرد را تحت تاثیر قرار دهد. تراکم اوزون هنگامی به اوج خود می‌رسد که اوزون توسط خود دستگاه تولید شود.
تولیدکنندگان دستگاه‌های تصفیه هوای مولد اوزون به مصرف کنندگان توصیه می‌کنند که دستگاهی متناسب با ابعاد فضا انتخاب کنند. متاسفانه توصیه‌های برخی از تولید کنندگان در مورد ابعاد و سایز مناسب، با استانداردهای حد مناسب اوزون هماهنگ نشده است. هم چنین برخی از تبلیغات فروشندگان ذکر می‌کند که مصرف کنندگان معمولا باید دستگاهی قدرتمندتر از آن چه که برای فضایشان نیاز است را طلب کنند زیرا ممکن است در آینده نقل مکان کنند و یا دستگاه را در فضایی بزرگ تر استفاده کنند. این اقدام، مصرف کنندگان را در معرض اوزون بیشتر و در نتیجه خطر بیشتری قرار می‌دهد.

دستگاه های تصفیه هوای مولد اوزون معمولا تنظیمات کنترلی را برای تنظیم مقدار اوزون فراهم می‌کنند. اوزون خروجی دستگاه‌ها معمولا با این تنظیمات قابل تنظیم نیست. به این معنا که سرعت حد وسط دستگاه، لزوما مقدار اوزونی متوسط را توزیع نمی‌کند. رابطه‌ی این تنظیمات و اوزون خروجی بین دستگاه‌های مختلف به شدت تغییر می‌کند. معمولا اکثر این دستگاه‌ها هنگامی که روی سرعت بالا قرار می‌گیرند اوزونی بسیار بیشتر از آن چه مورد انتظار است را توزیع می‌کنند. در آزمایشات جدید، سرعت بالای این دستگاه‌ها، ۱۰ برابر حد متوسط اوزون را تولید کرده است. راهنمایی‌های تولید کنندگان معمولا تنظیمات دستگاه را با ابعاد فضا مرتبط می‌کند، اما ابعاد فضا تنها یک عامل در تنظیم مقدار اوزون است.
علاوه بر تنظیم دستگاه با ابعاد فضا، گاهی به مصرف کنندگان توصیه شده است که در صورتی که بوی اوزون را حس کردند، مقدار خروجی آن را کاهش دهند. اما متاسفانه قدرت تشخیص اوزون از طریق بوی آن، بین افراد مختلف بسیار تغییر می‌کند و به صورت کلی، قدرت تشخیص بوی اوزون در حضور خود آن کاهش پیدا می‌کند. با این که بوی اوزون می‌تواند نشان بدهد که مقدار آن بالا است، نبود بوی آن تضمینی برای کم و سالم بودن مقدار آن نیست.

آیا استفاده ی اوزون در فضایی خالی بلامانع است؟
اوزون به شدت برای تصفیه‌ی آب استفاده شده و می‌شود. اما ساختار اوزون در آب مشابه هوا نیست. تراکم بالای اوزون در هوا هنگام نبود افراد، گاهی برای پاکسازی محیط از برخی آلاینده‌های بیولوژیکی و شیمیایی خاص و بو استفاده می‌شود( برای مثال در آتش نشانی). با این حال اطلاعات کافی در مورد محصولات جانبی شیمیایی این فرایند در دسترس نیست(Dunston and Spivak, ۱۹۹۷). در حالی که که تراکم بالای اوزون در هوا در چنین شرایطی مشکلی ندارد، فضا باید به شدت برای تماس آینده‌ی افراد کنترل شود. اوزون می‌تواند گیاهان آپارتمانی را به شدت تخریب کند و به موادی همچون پلاستیک، روکش سیم‌ها و رنگ و آثار هنری صدمه بزند(U.S. EPA, ۱۹۹۶a)

چه روش‌های دیگری برای کنترل آلودگی هوای داخلی مناسب اند؟
۳ روش بسیار رایج برای کنترل آلودگی داخلی به ترتیب تاثیر عبارتند از:
۱. کنترل در منبع: حذف منبع آلودگی
۲. تهویه: حذف آلاینده‌ها از طریق تهویه‌ی هوا از بیرون
۳. تصفیه هوا: حذف آلاینده‌ها از طریق روش‌های علمی

از بین ۳روش بالا ، اولین روش موثرترین است. این روش شامل موارد ذیل است:

استفاده از موادی که باعث آلودگی داخلی می‌شوند، استفاده از روش‌های بهداشتی برای کاهش آلاینده‌های بیولوژیکی و استفاده از شوینده‌های مناسب خانگی.

دومین روش نیز موثر و رایج است. روش‌های تهویه شامل نصب یک فن تهویه کنار منبع آلودگی، افزایش جریان هوا از بیرون و باز گذاشتن پنجره‌ها می‌شود.
سومین روش معمولا به عنوان یک روش مکمل استفاده می‌شود. فیلترهای هوا، تصفیه‌کننده‌های الکترونیک و ایونایزرها معمولا برای این کار استفاده می‌شوند.

نتیجه گیری

• اوزون چه به صورت خالص و چه ترکیب شده با مواد شیمیایی دیگر، برای سلامتی مضر است.

• هنگامی که اوزون استنشاق می‌شود، ریه‌ها به شدت آسیب می‌بینند. مقادیر نسبتا کم اوزون می‌تواند باعث درد سینه، سرفه‌های مکرر، تنگی نفس و التهاب گلو شود. این موضوع هم چنین باعث تشدید بیماری‌های ریوی مانند آسم می‌شود و توانایی بدن در مقابله با عفونت‌های تنفسی را کاهش می‌دهد.

• برخی تحقیقات نشان می‌دهند که گاهی حتی با پیروی از راهنمایی‌های تولیدکنندگان، مقدار اوزون از استاندارد سلامت عمومی بیشتر می‌شود. عوامل بسیاری بر تراکم اوزون تاثیر دارند از جمله: مقدار اوزون تولید شده توسط خود دستگاه، ابعاد فضا، مقدار مواد واکنش زا با اوزون در اتاق، تراکم اوزون در فضای بیرون و شدت تهویه. این عوامل کنترل تراکم اوزون را مشکل می‌کنند.

• تحقیقات و آزمایشات علمی نشان می‌دهند که اوزون در مقادیری که از استاندارد سلامت عمومی بیشتر نمی‌شود، در حذف بو و ذرات بی تاثیر است.

• تراکم اوزون در صورتی که از استاندارد سلامت عمومی بسیار بالاتر باشد، در حذف آلاینده‌های داخلی تاثیر گذار است.هم چنین در فرایند واکنش اوزون با آلاینده‌های شیمیایی داخلی گاهی اوقات محصولات جانبی تولید می‌شوند که خود مضر هستند.

منبع : دستگاه تصفیه هوا