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臭氧(ozone)

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放大字体  缩小字体    发布日期:2019-08-31  来源:仪器信息网  作者:Mr liao  浏览次数:240
核心提示:臭氧(ozone)又称超氧,是氧气(O2)的同素异形体,在常温下是一种有特殊臭味的淡蓝色气体,它于1840年在德国科学家先贝因的硫酸电解实验中被发现并命名。在大气层中,氧分子因高能量辐射而分解成氧原子(O),而氧原子与另一个氧分子结合,即生成臭氧。臭氧常温下不稳定,容易慢慢分解,也易溶于水;同时它还具有强氧化性、毒性、腐蚀性等特质。臭氧简介 1785年,德国人在使用电机时,发现在电机放电的同时会产生异味。 1840年,德国科学家舒贝因在电解稀硫酸时,发现产生一种类似鱼腥臭味的气体,他把这种气体命名为臭氧。

臭氧(ozone)又称超氧,是氧气(O2)的同素异形体,在常温下是一种有特殊臭味的淡蓝色气体,它于1840年在德国科学家先贝因的硫酸电解实验中被发现并命名。在大气层中,氧分子因高能量辐射而分解成氧原子(O),而氧原子与另一个氧分子结合,即生成臭氧。臭氧常温下不稳定,容易慢慢分解,也易溶于水;同时它还具有强氧化性、毒性、腐蚀性等特质。

臭氧简介

1785年,德国人在使用电机时,发现在电机放电的同时会产生异味。

1840年,德国科学家舒贝因在电解稀硫酸时,发现产生一种类似鱼腥臭味的气体,他把这种气体命名为臭氧。

在常温常压下,臭氧(O3)是一种有特殊气味的淡蓝色气体,熔点是-192℃,沸点是-111℃,密度是2.14 g/L,是氧气密度的1.5倍。

臭氧可溶于水,在常温常压下臭氧在水中的溶解度大约是氧气的13倍。

臭氧在纯水中分解较慢,当水中有金属离子存在时,臭氧可以迅速分解为氧气。

臭氧很不稳定,在常温常态常压下就可以分解为氧气,具有强氧化性。

干燥的空气或氧气在5kV~25 kV交流电的作用下可得到臭氧。自然界中在紫外线辐射下,氧气也可以变为臭氧。

臭氧可以起到消毒、杀菌、漂白、除味、保鲜等作用。利用臭氧的强氧化性可以起到很好的杀菌作用,水中臭氧的浓度达到0.05 ppm(1 ppm即百万分之一)时,只需十几分钟就能杀死99%以上的细菌。此外臭氧还能与许多有毒有害物质反应,一氧化碳、农药、重金属、化肥、有机物、有臭味和含色素的物质经臭氧处理后,会变为对人体无害的物质。

臭氧是很好的漂白剂,可用于洗衣、废水处理,也可以与空气中、水中的各种有异味的物质反应,达到除味的目的。欧洲某些国家通过控制臭氧的用量,把臭氧用在各种食品的储存上,可以延长食品的贮藏时间。因此,臭氧在工业生产、医疗保健、食品卫生、公共卫生、畜牧养殖等领域有着广泛的应用。

空气中含有极微量的臭氧,在离地面垂直高度15千米~25千米有一个臭氧层,它的浓度为0.2 ppm。在这一范围内氧气受紫外线照射变为臭氧,由于臭氧的密度比氧气大,因此会向臭氧层的底层运动,在运动过程中受热分解为氧气。这样形成一个循环,吸收紫外线,保护地球上的人类和动植物免遭紫外线的伤害。如果臭氧层被破坏,形成臭氧空洞,紫外线就会直接照射到地球表面。

空气中含有少量的臭氧可以起到消毒、杀菌作用,但臭氧过量对人体有害。臭氧对人体的危害除了损害呼吸系统引起支气管炎及哮喘外,还会导致心血管病。当人吸入0.3 ppm的臭氧约2小时后,会导致血管炎,加重肺部炎症,如果心脏有问题的还有可能导致猝死。吸入过量的臭氧会造成人的神经中毒,导致头晕头痛、视力下降、记忆力衰退,对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用,致使人的皮肤起皱、出现黑斑。还会破坏人体的免疫能力,诱发淋巴细胞染色体病变,加速衰老等。所以我们要及时监测并严格控制空气中臭氧的含量。

臭氧的益处

臭氧层的逐渐形成,使人类和陆地上万物出现和发展有了保护伞。地球大气在亿万年的演变过程中,由于水的不断光解和植物的光合作用,还原性的大气中氧气含量逐渐增多;在紫外光的作用下,一部分氧气可以转变为臭氧;在多种光化学反应的综合作用下,氧气和臭氧之间在大气中维持平衡,最终形成相对稳定的臭氧层。

我们知道,强烈高能的阳光,尤其是紫外光会对机体组织造成明显的伤害。波长越短的紫外光对生物组织的损伤越大,波长在180~280nm的短波紫外光对生物组织的损伤最大。幸运的是,由于臭氧层的出现,强烈吸收太阳光中对人类和生物危害最大的短波紫外光,使得地球上包括人类在内的许多生物才逐渐脱离海洋和湖泊,在陆地上生存、繁衍和发展。

臭氧具有灭菌、氧化、脱色和除味等特性,在人类的生产与生活中有日益广泛的应用。臭氧的消毒杀菌功能被广泛用于车间、仓库和公共场所灭菌消毒,果蔬、食品保鲜,鱼、肉、蛋、菜、果等食品残留毒物的分解祛除,生活用水的杀菌保质,厕所、垃圾场的除臭除味,化工三废处理等诸多领域。同时,家用臭氧解毒机可方便地用于日常生活的诸多方面。

臭氧是污水治理的生力军。臭氧是天然最强的氧化剂之一,它可将农药、染料等多种有机物氧化降解为无毒的二氧化碳与水,彻底消除废水中的有害物质,并且不产生新的二次污染物。在分解污染物的同时,臭氧具有脱色、除臭、杀菌的功能,真是一举数得。目前,臭氧氧化法已经在造纸废水、印染废水、炼油废水、焦化废水处理中得到应用。

臭氧还是人类健康的守护神,它可被直接用于医治人类的多种疾病。在全世界范围内,臭氧的临床应用已有上百年的历史,也取得了良好的临床治疗效果。其临床应用主要用于创伤及难治性溃疡(如糖尿病)的治疗、癌症的辅助治疗、腰椎间盘及骨关节疾病的治疗、抗自由基防衰老及中风等疾病的治疗、各种疼痛疾病的治疗上、臭氧微创注射术、臭氧妇科治疗、臭氧自血疗法等等,臭氧在医疗卫生领域的应用范围正在不断拓宽。

臭氧的危害

臭氧对人体的伤害有很多方面:

①当低空大气中臭氧达到一定浓度就会刺激呼吸道,引起咽喉肿痛、胸闷咳嗽、哮喘发作;并可刺激气管,引起支气管炎;臭氧浓度更高时,可能导致胸骨疼痛、肺的通透性降低和肺气肿、肺水肿,使呼吸系统疾病恶化。

②引起神经中毒,导致头晕、头痛、视力下降和记忆力衰退等疾病;如果在高浓臭氧中暴露时间过长,还会损害中枢神经,导致思维紊乱。

③破坏人体免疫功能,降低人的抗病能力。臭氧还可能诱发淋巴细胞染色体畸变、损害酶的活性、影响甲状腺功能和使骨骼早期钙化等;长期过量吸入臭氧则会影响体内细胞的新陈代谢,降低肺对细菌的抵抗力,加速人的衰老。

④臭氧还能够破坏人体皮肤中的维生素E,从而引起皮肤起皱,出现黑斑等皮肤疾病。

臭氧的氧化性很强,不但对除了金和铂外其他所有的金属都有腐蚀作用,而且对非金属材料也有强烈的腐蚀破坏作用。

臭氧对许多植物也会有不同的伤害。烟草、菠菜、燕麦、马铃薯、大麦、菜豆、洋葱、小麦、番茄等都对臭氧也十分敏感,在不同的臭氧浓度下,会表现出受损伤或者生长受阻的情形;臭氧还能破坏植物吸收二氧化碳的能力,加剧温室效应;高浓度臭氧还会降低植物的生长力,导致农作物产量下降。

臭氧是光化学烟雾的元凶。光化学烟雾中的二次污染物主要是臭氧、甲醛、丙烯醛、过氧乙酰硝酸酯等,这些都是对健康十分有害的物质。这些污染物可从城市污染区扩散到几千米以外,甚至可以扩散到几百千米以外,对人类和生物造成大范围的污染和危害。

1943年,美国第二大城市洛杉矶发生了世界上最早的光化学烟雾事件,使该市大多市民患了眼红、头疼等疾病。1955年洛杉矶再次产生光化学烟雾,致使400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死。1970年的光化学烟雾使洛杉矶全市近3/4的人不同程度地患病。

臭氧危害的防范

1、空气污染严重时减少外出,尽量不要开窗;同时减少室内通风换气次数,如果有条件,可开启室内空气净化设备。一方面,是因为室内缺少臭氧生成所需的太阳光,无法持续生成;另一方面,在室内臭氧能与含有不饱和碳碳键的有机化合物发生反应,如橡胶、苯乙烯及不饱和脂肪酸等,可以很快反应消失,使臭氧浓度迅速降低。

2、外出时,敏感人群(如哮喘患者等)需要做好防护,可佩戴帽子、眼镜及口罩等防护产品。

3、平时应适量增加体育锻炼,提高身体素质,增强免疫力,可适当减轻臭氧对上呼吸道的损伤。

4、在有激光打印机的办公室里,需要将打印机放置在通风处。激光打印机内含紫外光源,可强光电离产生臭氧。

臭氧技术的应用

臭氧的应用基础是极强的氧化能力与杀菌性能。

早在19世纪,人们就认识到了臭氧的强氧化作用,发现臭氧对木材、稻草、淀粉、植物色素、天然橡胶、脂肪、动植物油与酒精等物质都有氧化作用。

1868年,德·格贝斯获得了臭氧应用技术的第一项专利,这项技术是利用臭氧将煤焦油混合物氧化为适于涂料、油漆使用的产品。

1873年报道了臭氧在食糖精制和亚麻漂白方面的生产应用。

一百多年来,臭氧应用已深入到多个领域,对生产技术发展做出了重大贡献。

臭氧应用按用途分为水处理、化学氧化、食品加工与医疗四个领域,各领域的应用研究与适用设备开发都达到很高的水平。

1、水处理

臭氧在水中对细菌、病毒等微生物杀灭率高、速度快,对有机化合物等污染物质去除彻底而又不产生二次污染,因此饮用水杀菌消毒是当前臭氧应用的最主要部门,自来水行业是臭氧的最大市场。

随着水源受有机化学工业产物污染,氯消毒后会产生氯仿、二氯甲烷、四氯化碳等氯化有机物,这些物质具有致癌性,而臭氧处理中氧化作用不产生二次污染化合物。

我国瓶装水采用臭氧杀菌净化工艺最为普遍、积极。粗略估计,矿泉水、纯水、洁净水厂近两千家,约80%已采用臭氧杀菌工艺。

美国在20世纪70年代初,开始利用臭氧处理生活污水,其主要目的为消毒并降低生物耗氧量(BOD)和化学耗氧量(COD),去除亚硝酸盐、悬浮固体及脱色,已达到全面生产应用的水平。日本则在缺水地区进行污水臭氧处理后作为非食用水(即中水)循环使用。

游泳池水臭氧消毒应用广泛,其处理效果和优点已被公认,国外应用极为普遍。我国广州天河游泳馆、北京亚运村英东游泳馆等都采用臭氧消毒,池水清澈透明,彻底解决了氯消毒刺激眼睛、皮肤及使头发变黄的难题。

2、化学氧化

臭氧作为氧化剂、催化剂和精制剂而应用于化工、石油、造纸、纺织和制药、香料工业。臭氧的强氧化能力很容易打断烯烃、炔烃类有机物的碳链结合键,使其部分氧化后组合成新的化合物。我国宜宾、上海、天津等香料厂利用臭氧代替高锰酸钾等氧化剂,产品质量提高、成本降低并减少了环境污染。我国一批高级香料合成提纯项目将采用臭氧工艺。

新型材料碳素纤维经臭氧处理后品质提高;塑料薄膜臭氧处理后提高了表面印刷着色能力;纸浆漂白在挪威已发展到生产验证阶段。

在生物、化学污染气体净化方面,臭氧发挥了重要作用。皮毛、肠衣与鱼类加工的恶臭、橡胶、化工厂的污染气体均可通过臭氧分解除味。英国把臭氧-紫外线共同作用作为处理化学污染气体的优选技术,一些应用取得了很好的效果。我国科研单位也成功地应用臭氧处理橡胶硫化产生的污染气体,净化了环境。

臭氧可氧化分解芥子气等化学毒剂,作为化学战污染物品专用消毒设备的臭氧发生器获得全军科技进步二等奖。

臭氧对农药的合成产生催化作用,对某些农药的残留又可以氧化分解。海军医学研究所对臭氧去除农药残留污染进行了深入的研究,肯定了臭氧的良好作用。

3、食品行业应用

臭氧的强杀菌能力及无残余污染等优点,使其在食品行业的消毒除味、防霉保鲜方面得到广泛应用。

早在1904年就有利用臭氧保存牛奶、奶制品、奶酪、蛋白等食品的报导。

1909年,法国德博涅冷冻厂正式使用臭氧对冷却肉表面杀菌,取得了微生物数量显著减少的效果。

1928年,英国人在天津建立“合记蛋厂”,其打蛋车间就利用臭氧消毒。

20世纪30年代末,美国80%的冷藏蛋库都装有臭氧发生器,提高了鸡蛋的贮藏期。

特别要指出的是,美国食品与医药管理局(FDA)于1997年4月,修改了一直把臭氧作为“食品添加剂”限制使用的规定,允许不必申请即可在食品加工、贮藏中使用臭氧。这是臭氧技术发展的里程碑。

4、医疗应用

对病房、手术室空气进行消毒在我国是推广臭氧的主要方向,而国外则开展了很多治疗的应用研究实验。德国、瑞士、俄罗斯、法国及意大利的内科和牙科医生,多年来都在运用臭氧进行治疗,如口腔手术和镶牙用臭氧水保持口腔无菌,采用臭氧与放射治疗合用治疗癌症,喝臭氧水治疗妇女病,注射臭氧气体治疗瘘痔、静脉曲张,等等。

保护环境是我国的基本国策,臭氧技术产品开发是保护环境、改善人民生活质量的重要手段。我们要用科学的态度和方法、宣传、推广臭氧技术与成果,摒弃损害臭氧名声、损害消费者利益的行为。共同携手,努力开发我国的臭氧技术行业。


臭氧层的作用及保护

臭氧层的作用 在离地面10-50km的大气平流层中集中了大气中约90%的臭氧,其中离地面22-52km臭氧浓度值达到最高称其为臭氧层。如果将地球上臭氧压缩至1...[查看全部]


臭氧的作用及应用 : 臭氧

高空大气中的臭氧是保护人类免遭太阳光中紫外线强烈侵袭的屏障。作为物质存在的臭氧既是强氧化剂又是强催化剂,它具有杀菌消毒、漂白、脱色、除臭和去味等氧化分解作用。目前,臭氧技术已在医学、卫生、食品、饲养业、养殖业、食品贮藏保鲜、化工生产、大气净化、污水处理和饮用水杀菌消毒等行业广泛应用,并取得了显著效果。

臭氧的作用

臭氧是一种具有特殊刺激性气味的不稳定气体。它可在地球同温层内光化学合成,但在地平面上仅以极低的浓度存在。在常温常压下,它显淡蓝色,略溶于水,其溶解度比氧大13倍,比空气大25倍。

臭氧具有强氧化作用,在一般的工业和民用产品中都有严格的标准。臭氧浓度的允许值为4.46×10-9mol/L。因臭氧的特殊刺激气味,当浓度为4.46×10-9mol/L时,人就感觉到了。所以,世界上使用臭氧已有百年的历史,却至今尚未发现因臭氧而中毒的事件。

臭氧是人类已知的仅次于氟的第2位强氧化剂,它在一定浓度下能与细菌、病毒等微生物产生生物化学氧化反应。臭氧具有很高的能量,很不稳定,在常温常压下分子结构易变,很快自行分解为氧气和单个氧原子。而单个氧原子具有很强的活性,对细菌、病毒等微生物有较强的氧化作用。

臭氧能氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶,并直接与细菌、病毒发生作用,破坏其细胞器和核糖核酸,分解DNA、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物,使细菌的物质代谢生长和繁殖过程遭到破坏。

臭氧还可以渗透细胞膜组织、侵入细胞膜内作用于外膜质蛋白和内部的质多糖,使细胞发生通透性畸变,导致细胞的溶锯死亡,并且将死亡菌体内的遗传基因、寄生菌种、寄生病毒粒子、噬菌体、支原体及热原(内毒素)等溶解变性死亡。综观微生物灭菌技术,从原理上可分为抑菌、杀菌和溶菌3种。而臭氧灭菌消毒属于溶菌剂,可以彻底、永久性地消灭物体内部所有微生物。

臭氧消毒灭菌方法与常规消毒灭菌相比具有

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臭氧的危害 : 臭氧 空气污染物——臭氧

现如今,城市的大气污染问题日益严重。人们对于“雾霾”、“pM2.5”这些词毫不陌生,而知道“臭氧”也是大气污染物之一的人相对就少很多。有时明明晴空万里,但空气污染指数仍然居高不下,臭氧含量超标就是其中的原因之一。

在大多数人的认知当中,“臭氧”是一种能保护人类的有益气体。臭氧(O3)是天然大气中重要微量组分,平均含量为0.01×10-6(体积分数),大部分集中在10~30km的大气平流层,对流层中臭氧仅占大气柱总量的10%左右。臭氧在平流层吸收太阳发出的紫外辐射,不仅阻止了大量对人类和地球生态系统造成伤害的短波辐射,保护地球上的生命体。

而在对流层中,臭氧含量过高会对人体,植物,建筑带来危害。比如上世纪中叶,美国洛杉矶的光化学烟雾事件,臭氧就是光化学烟雾中的最主要污染物之一。

臭氧的危害.jpg

对流层臭氧的源包括天然源和人为源。其中人为源排放的氮氧化物(NOx)和挥发性有机物(VOCs)是对流层臭氧生成的主要前体物。大气中臭氧的形成起源于NO2的光解,NO、NO2和臭氧之间的反应不会造成臭氧的净增加或损失,三者处于平衡状态。当大气中有VOCs存在时,OH或NO3自由基引发VOCs的氧化反应生成烷基R·、过氧烷基RO2·和HO2·自由基,使NO向NO2转变,最终光解成臭氧。

臭氧对人体的危害

科学研究发现,浓度为6.25×10-6mol/L(0.3mg/L)时,对眼、鼻、喉有刺激的感觉,浓度为(6.25-62.5)×10-5mol/L(3~30mg/L)时,臭氧造成人的神经中毒,头晕头痛、视力下降、记忆力衰退等症;其毒性还和接触时间有关,例如长期接触1.748×10-7mol/L (4ppm)以下的臭氧会引起永久性心脏障碍,对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用,致使人的皮肤起皱、出现黑斑。

因为O3是强氧化性气体,它通过与有机物反应来对有机生命体造成破坏。例如,臭氧

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臭氧杀菌简介 : 臭氧

臭氧为淡蓝色气体,1840年由德国人发现并命名。该气体属强氧化剂,具有广谱杀微生物作用,其杀菌速度较氯快300~600倍,臭氧不稳定,可自行分解成氧。过去,该化合物产生有一定难度,且无法保存,杀菌应用受到限制。近年来,通过不断改进其产生的方法和途径使在杀菌方面应用有了较快的发展。

臭氧杀菌作用

有关臭氧气体的杀菌试验报告较多。

有学者报道,臭氧对空气中的金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌具有良好的杀灭作用。

有学者测定了三种臭氧杀菌柜的杀菌效果,在作用120min时,对大肠杆菌的杀灭率为100%,对金葡萄的杀灭率为99.93%~99.99%。

臭氧还可杀灭细菌柜芽胞,有学者报告,在DCHX-63B型电子杀菌中,启动臭氧发生器后持续工作60min可杀灭枯草杆菌黑色变种牙胞89.4%。

臭氧还有对真菌的杀灭,有学者发现,在无菌罩(0.7m3)中开启MCA-201臭氧发生器后30min,对青霉菌的杀灭率为93.8%,对毛霉菌的杀灭率为100%。

臭氧杀菌灯.jpg

臭氧杀菌特点

臭氧为一种气体,杀菌时能迅速散发分解弥漫于整个杀菌空间,杀菌无死角。传统的杀菌方法,无论是紫外线、化学熏蒸法,还是液剂喷洒法,都有不彻底、留有死角、工作量大、有残留污染或有异味等缺点,并有可能损害动物与人体的健康。臭氧杀菌则具有高效全能、无残留污染、绿色洁净、方便快捷、经济环保等特点。

1、高效全能

臭氧杀菌杀菌是以空气为媒质,不需要其他任何辅助材料和添加剂。所以包容性好,杀菌效果彻底,同时还有很强的除霉、除腥、除臭等清除异味功能。

2、绿色洁净

臭氧杀菌时可快速分解,具有很强的氧化作用,30min后又可相互结合生成氧分子,不存在任何残留物,杜绝了其他杀菌剂杀菌方法产生的二次污染问题,同时省去了杀菌结束后的再次清洁工作。

3、方便快捷

臭氧消毒机一般安放(装)在必须杀菌杀菌的空间内(如更衣室),在其定

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臭氧简介

臭氧是一种浅蓝色气体,具有特殊臭味,发现于1840年。具有强氧化性,是目前已知的最强氧化剂之一。它能与有机物,尤其是含双键的有机物快速反应,破坏有机物结构,如使蛋白质变质。

目前,臭氧净水技术亦得到了快速发展。臭氧占空气体积分数的0.1x10-6,分布在平流层及对流层,其中平流层臭氧占总体臭氧含量的90%。人体若吸入臭氧,会损伤肺功能,出现鼻眼疼痛、呼吸困难等症状。

作为保护层,平流层的臭氧能吸收紫外线,臭氧吸收辐射后能分解出激发态原子氧,该原子氧是主宰大气中光化学反应的自由基的重要来源,但随着氟利昂等大量使用,其中的氯氟烃在短波紫外线下分解的Cl·能消耗大量臭氧,导致空气中臭氧含量急剧减少。1984年英国科学家在南极最先发现臭氧空洞。

而平流层的臭氧分为人为源及天然源两大类。人为源是指大气光化学反应产生的臭氧;天然源是指对流层臭氧的输入。一氧化氮、一氧化碳及挥发性有机物都是臭氧污染的前体物。

臭氧污染.jpg

目前,统计研究发现,臭氧污染前体物的人为源有重石油化工产业、交通运输、生物质燃烧及燃煤电厂等。其中,重石油化工产业会产生大量的挥发性有机物及一氧化氮等前体物;交通运输产生的汽车尾气也含有大量的挥发性有机物及一氧化氮等前体物;生物质燃烧会产生一氧化氮、一氧化碳及挥发性有机物等臭氧前体物;燃煤电厂的烟羽中含有大量的一氧化氮等臭氧前体物。

20世纪之前,对流层90%的臭氧来自平流层输入,现在我们一般认为对流层的臭氧都来自于光化学反应。

臭氧污染机理

目前臭氧污染是由一系列前体物发生光化学反应引起的。下面,我们就详细介绍一下臭氧污染机理。

1、一氧化氮光化学反应

作为常见的臭氧前体物,工厂或者汽车尾气排放的一氧化氮在空气中会被氧

化为二氧化氮,再经过波长小于424nm阳光照射后,二氧化氮就可以产生臭氧。具体表达式如下:

臭氧009.jpg

其中,M为氧气、氮气等第三方分子。以上三个

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臭氧浓度的影响因素 : 臭氧

近年来,我国经济快速发展,尤其是工业和交通行业的高速发展,造成了严重的空气污染,光化学污染开始威胁到越来越多的城市,空气中经常观测到高浓度的对人体健康有危害的臭氧。

臭氧污染可以抑制植物的生长和加速植物的老化,导致农作物的减产和森林的衰退。对流层臭氧还会对人体健康产生威胁,臭氧几乎可以与任何生物组织反应,当臭氧被吸入呼吸道时,就会与呼吸道中的细胞、流体、和组织很快反应,导致肺功能减弱和组织损伤。

臭氧作为光化学烟雾的主要成分,目前很多国家都把臭氧浓度作为光化学烟雾污染是我重要指标进行监测,开展针对臭氧浓度的时间和空间变化规律以及影响臭氧含量因素的观测和研究,对大气污染的控制和治理有着重要的意义。

气象要素对臭氧浓度的影响

臭氧作为二次污染物,是复杂光化学反应的特征产物,并且受气象因素的影响。

1、太阳辐射强度的影响

将臭氧小时浓度与太阳辐射强度小时值归类统计并进行线性相关分析,结果见下图。从下图可以看出,臭氧浓度与太阳辐射强度呈现中度正相关关系,相关系数r=0.770,即臭氧浓度随着太阳辐射强度的升高而升高。

臭氧浓度的影响因素.jpg

两者的日变化均呈现明显的单峰型变化趋势,太阳辐射强度自早上05:00起逐渐增强,至中午12:00达到最高值,之后逐步下降,夜间降至零并维持稳定;臭氧浓度在早上07:00处于全天最低值,08:00起开始升高,下午15:00左右达到浓度峰值,之后不断下降。

臭氧作为二次生成的污染物,其浓度的升高是多项气象因子的综合结果,太阳辐射增强是臭氧浓度升高的重要气象条件,原因是强太阳辐射可以促进光化学反应的进行,有利于臭氧的生成。

2、气温的影响

将臭氧小时浓度与气温小时值归类统计并进行线性相关分析,结果见下图。从下图可以看出,臭氧浓度与气温呈高度正相关关系,相关系数r=0.858,即臭氧浓度随气温的升高而升高。

臭氧浓度的影响因素.jpg

与太阳辐射强度相似,气温的日变化曲线也呈明显的

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臭氧层简介 : 臭氧

臭氧层是大气层的平流层中臭氧浓度高的层次。浓度最大的部分位于20-25公里的高度处。若把臭氧层的臭氧校订到标准情况,则其厚度平均仅为3毫米左右。

太阳光纤中的紫外线分为长波和短波,当大气中的氧气分子遭受短波紫外线照射时,氧气分子会分解成原子状态,因为氧原子有极强的不稳定性,很容易与周围其他物质发生反应,与氧分子发生反应时,就会形成臭氧。由于臭氧的比重大于氧气,会逐渐向臭氧层的底层降落,在降落的过程中随着温度的变化上升,臭氧的不稳定性增强,同时受到长波紫外线的照射时会再度还原为氧。

臭氧层,就是保持了这种氧气与臭氧之间互相转换的平衡。

臭氧层的形成

我们都知道地球上的生物都是依赖太阳才得以生存,如果没有太阳,地球会和太阳系中其他没有生命迹象的星球一样暗无天日。然而,地球第一次出现的生命体却深藏在海底,那时候地球上的阳光太强了,为了防晒,生命体都躲在深黑的海底。

由于食物匮乏,原始生命体进化出了自养功能,通过光合作用自己补给养分,最具代表性的自养生物就是植物。光合作用产生了氧气,氧气不断增加和升腾,受到紫外线的照射,氧气分解成氧原子,活跃的氧原子很容易和氧分子反应形成臭氧分子,并在距离地面20~50千米的高空团积,逐渐形成了臭氧层。

臭氧层.jpg

经过数亿年的发展,臭氧层越来越稳固,它能吸收99%以上对生物有害的太阳紫外线,形成了地球天然的保护伞,自此,地球上的动植物进化出的种类也越来越多,臭氧层与生命相互依存。在臭氧层的保护下,原始生命在地球上经过了上亿年优胜劣汰的进化,一直繁衍到今天。

臭氧层就像一把无形的巨伞,遮蔽着地球,阻挡着对地球生命有害的太阳辐射,但是,现在这把巨伞却因为人类活动而遭到了破坏,地球上的生命开始受到威胁。

臭氧层空洞

人类真正认识臭氧是在150多年以前,德国化学家先贝因博士首次提出在水电解及火花放电中产生的臭味,同在自然界闪电后产生的气味相同,先贝因博

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