Ozono

L’ozono (dal greco ozein, odore) è una molecola costituita da 3 atomi di ossigeno (O3), ed è presente in natura come un gas blu dall’odore acre pungente e la sua concentrazione nell’atmosfera è di circa 0,04 ppm (1 ppm ~ 2 mg/m3 ). Tale gas si forma naturalmente nella stratosfera e in particolare nell’ozonosfera, concentrandosi a circa 25 km al di sopra del livello del mare, e proteggendo la Terra dall’azione nociva dei raggi ultravioletti UV-B e UV-C provenienti dal sole.

È un gas essenziale per la vita sulla Terra, per via della sua capacità di assorbire la luce ultravioletta. 

La quantità di ozono è mantenuta costante mediante un equilibrio dinamico fra la reazione di formazione e quella di fotolisi.

Quando un ambiente ricco di ossigeno viene sottoposto ad una scarica elettrica (es. un fulmine) le strutture biatomiche (forma dell’ossigeno in natura) di diverse molecole di ossigeno si rompono per formare una nuova molecola triatomica, costituita da tre atomi di ossigeno. La nuova molecola prende il nome di ozono. L’ozono è un gas, come l’ossigeno, ma più pesante perché costituito da tre atomi ed è caratterizzato da un’estrema instabilità. Ciò significa che, una volta prodotta, la molecola triatomica di ozono tende rapidamente a rompersi per tornare ad essere una molecola biatomica di ossigeno.

A basse concentrazioni è percepito come odore simile al fieno o al trifoglio appena tagliati mentre diventa agliaceo ed acido a concentrazioni maggiori.

Distinzione tra Batteri, Virus e Funghi

L’ozono può compiere la sua azione sanificante andando a danneggiare, inattivare o uccidere diversi organismi, come batteri,virus, funghi e protozoi.

Batteri

I batteri sono organismi unicellulari con completa autonomia vitale e replicativa, visibili solo con microscopio ottico; vengono classificati in base al loro aspetto morfologico e le loro cellule sono formate da strutture quali: parete cellulare, membrana citoplasmatica, citoplasma, equivalente nucleare, capsula, flagelli o ciglia, pili o fimbrie, spore.

Virus

I virus sono organismi subcellulari, non capaci di vita autonoma, che necessitano dell'apparato metabolico di una cellula; per vivere e replicarsi devono infettare un organismo superiore, sia esso animale o batterico; la particella virale è costituita da varie parti: genoma o core, capside, pericapside.

I virus non sono formati da cellule, ma considerati organismi viventi perché si riproducono e si ritiene che derivino da cellule. Una particella virale è formata da una a o più molecole di acido nucleico (DNA o RNA) protette da un involucro di proteine. Alcuni sono rivestiti da una membrana del tutto simile a quella delle cellule. I virus non contengono organelli e non hanno un metabolismo. Essi possono riprodursi, ma lo fanno a spese delle cellule parassite alle quali sequestrano materia prima, energia, enzimi e organelli. Il danno che una cellula subisce è irreparabile, per cui tutti i virus provocano uno stato di malattia.

Funghi e Protozoi

I funghi sono organismi eucarioti, unicellulari e pluricellulari e si distinguono in: muffe pluricellulari, lieviti unicellulari e funghi dimorfi. I funghi possono essere responsabili di diverse patologie che possono interessare l'uomo e possono essere di diversi tipi: micosi superficiali e micosi profonde.

I protozoi sono microrganismi unicellulari dotati di una struttura cellulare eucariote più simile a quella delle cellule animali. Molte specie sono dotate di motilità autonoma per la presenza di ciglia o flagelli, altre ancora sono immobili. Molti protozoi sono innocui per l'uomo, molti altri sono in grado di provocare delle malattie infettive anche molto gravi, come la malaria o la toxoplasmosi.

Capacità sanificante dell’ozono

L’ozono è una molecola caratterizzata da un alto potenziale ossidativo (potenziale redox di +2.07 V) inferiore solo ad alcune sostanze, ma nettamente superiore a quello del cloro.

Il forte potere ossidante dell’ozono consente al gas di ossidare e inattivare numerosi composti organici (fenoli, benzene, trialometani, pesticidi) ed inorganici (cianuri, solfiti, nitriti). L’ozono, inoltre, è in grado di ossidare il ferro, il manganese ed altri minerali. A livello cellulare, anche i principali effetti tossici dell’ozono sono riconducibili al suo potere ossidativo e quindi alla capacità di ossidare e perossidare le biomolecole, sia direttamente che indirettamente.

Il principale meccanismo di azione dell’ozono è la perossidazione lipidica, che genera composti biologicamente attivi che a livello cellulare causano danni ai fosfolipidi di membrana. La tossicità dell’ozono dipende, inoltre, dalla sua capacità di ossidare gli amminoacidi alterando irreversibilmente la struttura e la funzione delle proteine.

Infine, una delle conseguenze più gravi legate all’attività dei radicali liberi derivanti dall’ozono è quella che si esplica a livello del DNA. I radicali liberi producono una serie di lesioni al DNA, causando rotture, distorsioni della doppia elica e legami crociati fra le basi azotate.

L’azione ossidante dell’ozono è il motivo per cui viene utilizzato come agente battericida, fungicida e inattivante dei virus.

La scelta dell’ozono è basata sul fatto che esso è più efficace di altri disinfettanti verso un più ampio spettro di microorganismi. Inoltre l’ozono disinfetta perfettamente senza bisogno di additivi e detergenti chimici. Terminato il trattamento, il gas si riconverte in ossigeno senza lasciare alcun residuo tossico o chimico.

Poiché il meccanismo con cui agisce l’ozono è la perossidazione lipidica, i microorganismi hanno una differente sensibilità ad esso, a causa della differente composizione lipidica delle pareti o delle membrane.

L'inattivazione dei virus è stata finora meno studiata di quella dei batteri; è comunque noto che anch'essa avviene rapidamente in seguito ad ozonizzazione, anche se richiede una somministrazione di gas a concentrazioni superiori rispetto a quella necessaria per i batteri. Si è osservato, infatti, che le curve di inattivazione mostrano un rapido abbattimento delle colture fino al 99%; il restante 1% richiede un tempo maggiore per la totale inattivazione.

Vari studi effettuati sulla sensibilità dei virus all'ozono hanno dimostrato che i virus provvisti di membrana sono nettamente più sensibili di quelli che ne sono sprovvisti. Il meccanismo di azione dell'ozono sui virus non è sicuramente quello di una distruzione, come nel caso dei batteri, ma di un'inattivazione; l'azione dell'ozono consisterebbe in un’ossidazione, e conseguente inattivazione, dei recettori virali specifici utilizzati per la creazione del legame con la parete della cellula da invadere. Verrebbe così bloccato il meccanismo di riproduzione virale a livello della sua prima fase: l’invasione cellulare.

Tutte queste caratteristiche rendono l’ozono un metodo efficace nella sanificazione di ambienti e superfici, grazie al fatto che sotto forma di gas è in grado di raggiungere tutti gli angoli di una stanza, se emesso a una concentrazione tale da saturare il volume totale dell’aria dell’ambiente trattato. Inoltre la sanificazione con ozono ha efficacia anche sulla rimozione degli odori, eliminando i microrganismi (ad es. i batteri) che sono la causa di cattivi odori.