臭氧

臭氧

臭氧是地球大氣中一種微量氣體,在常溫常壓下,穩定性極差,在常溫下可自行分解為氧氣。臭氧具有強烈的刺激性,吸入過量對人體健康有一定危害。
  • 中文名稱
    臭氧
  • 英文名
    ozone
  • 化學式
    O₃
  • 熔點
    -192℃
  • 沸點
    -111℃
  • 水溶性
    1體積水溶解0.494體積臭氧
  • 密度
    2.14g/L(0°C,0.1MP)
  • 面板
    常溫下藍色氣體
  • 套用
    用于醫學、農業、餐飲業、殺菌等
  • CAS登錄號
    10028-15-6
  • EINECS登錄號
    233-069-2
  • 安全性描述
    工作場所限值0.15ppm

基本概述

【中文名稱】臭氧

臭氧

【英文名稱】Ozone

【結構或分子式】

O原子以sp2雜化軌道形成離域π鍵(三中心四電子體)。分子形狀為V形。極性分子

【相對分子量或原子量】48.00

密度】氣體密度( 0℃,g/L)2.144;液體密度(-150℃,g/cm³ )1.473

熔點(℃)】(固)-251.4

【沸點(℃)】(液)-112.4

【性狀】

氣態臭氧厚層帶藍色,有刺激性腥臭氣味,濃度高時與氯氣氣味相像;液態臭氧深藍色,固態臭氧紫黑色。

另外,臭氧為純凈物。在常溫下,易分解,生成氧氣和氧原子

【用途】

用于水的消毒和空氣的臭氧化,在化學工業中用作強氧化劑。

【製備或來源】

主要的製臭氧技術有:電解法、核輻射法、紫外線等離子體及電暈放電法等幾種。套用比較廣泛的是臭氧發生器放電氧化空氣或純氧氣成臭氧,紫外線殺菌燈分解空氣中的氧氣形成臭氧。即套用高能量互動式電流作用空氣中的氧氣使氧氣分子電離而成臭氧。 高錳酸鹽和強酸反應可以生成臭氧(O₃)。

臭氧

分子式'O

【各原子價態】 一個+2/3,兩個-1/3

特別註意:因為臭氧特殊的π鍵,故臭氧轉化為氧氣是一個氧化還原反應

2O==3O轉移電子數為4/3mol.

發現臭氧

英文臭氧(Ozone)一詞源自希臘語ozon,意為“嗅”。

臭氧

西班牙文名稱為Ozono

臭氧具有等腰三角形結構,三個氧原子分別位于三角形的三個頂點,頂角為116.79度。

1840年德國C.F.舍拜恩在電解稀硫酸時 ,發現有一種特殊臭味的氣體釋出 ,因此將它命名為臭氧 。當大氣層中的氧氣發生光化學作用時,便產生了臭氧,因此,在離地面垂直高度15~25千米處形成臭氧層,它的濃度為0.2ppm。臭氧的氣體明顯地呈藍色,液態呈暗藍色,固態呈藍黑色。它的分子結構呈三角形 。臭氧不穩定,在常溫下慢慢分解 ,200℃時迅速分解 ,它比氧的氧化性更強,能將金屬銀氧化為過氧化銀 ,將硫化鉛氧化為硫酸鉛,它還能氧化有機化合物,如靛藍遇臭氧會脫色 。臭氧在水中的溶解度較氧大,0℃,一標準大氣壓時,一體積水可溶解0.494體積臭氧。臭氧能刺激粘液膜 ,它對人體有毒 ,長時間在含0.1ppm臭氧的空氣中呼吸是不安全的。臭氧層能吸收大部分波長短的射線(如紫外線 ),起著保護人類和其他生物的作用,但氯氣和氟化物促使臭氧分解為氧 ,破壞了臭氧保護層,成為人類關註的重要環境問題之一。通常都借助無聲放電作用從氧氣或空氣製備臭氧,臭氧發生器即根據這一原理製造。利用臭氧和氧氣沸點的差別,通過分級液化可得濃集的臭氧。臭氧是強力漂白劑,用于漂白面粉和紙漿,用臭氧消毒飲用水,水中隻含氧,無特殊氣味。它還用于污水處理。

臭氧極易分解,很不穩定。它不溶于液態氧,四氯化碳等。有很強的氧化性,在常溫下可將銀氧化成氧化銀,將硫化鉛氧化成硫酸鉛。臭氧可使許多有機色素脫色,侵蝕橡膠,很容易氧化有機不飽和化合物。臭氧在冰中極為穩定,其半衰期為2000年。

臭氧

1785年,德國人在使用電極時,發現在電極放電時產生一種異味。1840年法國科學家克裏斯蒂安·弗雷德日將它確定為臭氧。

在紫外線輻射下,通過電子放射或暴曬從雙原子氧氣可自然形成臭氧。工業上,用幹燥的空氣或氧氣,採用5~25kv的交流電壓進行無聲放電製取。另外,在低溫下電解稀硫酸,或將液體氧氣加熱都可製得臭氧。

臭氧可用于凈化空氣,漂白飲用水,殺菌,處理工業廢物和作為漂白劑。

在夏季,由于工業和汽車廢氣的影響,尤其在大城市周圍農林地區在地表臭氧會形成和聚集。地表臭氧對人體,尤其是對眼睛,呼吸道等有侵蝕和損害作用。地表臭氧也對農作物或森林有害。

理化性質

物理性質

在常溫常態常壓下,較低濃度的臭氧是無色氣體,當濃度達到 15%時,呈現出淡藍色。臭氧可溶于水,在常溫常態常壓下臭氧在水中的溶解度比氧高約13倍,比空氣高25倍。但臭氧水溶液的穩定性受水中所含雜質的影響較大,特別是有金屬離子存在時,臭氧可迅速分解為氧,在純水中分解較慢。臭氧的密度是2.14g/L(0°C,0.1MP),沸點是-111°C,熔點是-192°C。臭氧分子結構是不穩定的,它在水中比在空氣中更容易自行分解。臭氧的主要物理性質列于表1-1,臭氧在不同溫度下的水中溶解度列于表1-2。臭氧雖然在水中的溶解度比氧大10倍,但是在實際上它的溶解度甚小,因為他遵守亨利定律,其溶解度與體系中的分壓和總壓成比例。臭氧在空氣中的含量極低,故分壓也極低,那就會迫使水中臭氧從水和空氣的介面上逸出,使水中臭氧濃度總是處于不斷降低狀態。

臭氧
性質資料
分子量47.99828
沸點-111.9℃
熔點-193℃
臨界溫度-5℃
臨界壓力92.3atm
等張比容75.7(90.2K)
生成熱-144KJ/mol
在水中的溶解度ml/100ml 49.4

化學性質

1. 臭氧很不穩定,在常溫常態常壓下即可分解為氧氣。臭氧、氯和二氧化氫的氧化勢(還原電位)分別是2.07.1.36.1.28伏特,可見臭氧在處理水中是氧化力量最強的一種。臭氧的氧化作用導致不飽和的有機分子的破裂。使臭氧分子結合在有機分子的雙鍵上,生成臭氧化物。臭氧化物的自發性分裂產生一個羧基化合物和帶有酸性和鹼性基的兩性離子,後者是不穩定的,可分解成酸和醛。其反應式為:

2O?→3O? + 285kJ ( 1-2 )

由于分解時放出大量熱量,故當其含量在 25 %以上時,很容易爆炸。但一般臭氧在空氣中,臭氧的含量很難超過 10 %以上,在臭氧用于飲用水處理的較長過程中,還沒有一例氧爆炸的事例。

含量為 1 %以下的臭氧,在常溫常態常壓的空氣中分解半衰期為 16h 左右。隨著溫度的升高,分解速度加快,溫度超過 100℃ 時,分解非常劇烈,達到 270℃ 高溫時,可立即轉化為氧氣。臭氧在水中的分解速度比空氣中快。在含有雜質的水溶液中臭氧迅速回復到形成它的氧氣。如水中臭氧濃度為 6.25×10 -5 mol/L(3mg/l) 時,其半衰期為 5 ~ 30min ,但在純水中分解速度較慢,如在蒸餾水自來水中的半衰期大約是 20min ( 20℃ ),然而在二次蒸餾水中,經過 85min 後臭氧分解隻有 10 %,若水溫接近 0℃ 時,臭氧會變得更加穩定。

2. 臭氧的氧化能力

臭氧得氧化能力極強,其氧化還原電位僅次于 F? ,在其套用中主要用這一特徵。

3. 臭氧的氧化反應

a 、與無機物的氧化反應

臭氧與亞鐵、Mn2+ 、硫化物、硫氰化物、氰化物、氯等均發生反應

如:

O?+SO?==SO?+O? O?+CO?==CO?+O2 O?+NO?==NO?+O?3O?+4NH?==NH?NO?+2NH4O? 4O?+PbS==PbSO?+4O? Ag+O?==Ag?O+O?

XeO?+4OH?+O?==XeO6+O?+2H?O 3CN-+O?==3OCN? 2OCN?+O?==CO?2?+O?+N?

b 、臭氧與有機物的反應

臭氧在水溶液中與有機物的反應極其復雜,

⑴ 臭氧與烯烴類化合物的反應 臭氧容易與具有雙鏈的烯烴化合物發生反應,反應的最終產物可能是單體的、聚合的、或交錯的臭氧化物的混合體。臭氧化物分解成醛和酸。

⑵ 臭氧和芳香族化合物的反應 臭氧和芳香族化合物的反應較慢,在系列苯<萘<菲<嵌二萘<蒽中,其反應速度常數逐漸增大。

⑶ 對核蛋白(氨基酸)系、有機氨也都發生反應

臭氧在下列混合物的氧化順序為

鏈烯烴>胺>酚>多環芳香烴>醇>醛>鏈烷烴

c 、臭氧的毒性和腐蝕性

臭氧屬于有害氣體,濃度為 6.25×10mol/L(0.3mg/m? ) 時,對眼、鼻、喉有刺激的感覺;濃度 (6.25-62.5)×10 -5 mol/L(3 ~ 30mg/m? ) 時,出現頭疼及呼吸器官局部麻痹等症 ; 臭氧濃度為 3.125×10 -4 ~ 1.25×10 -3 mol/L(15 ~ 60mg/m? ) 時 , 則對人體有危害。其毒性還和接觸時間有關,例如長期接觸 1.748×10 -7 mol/L(4ppm) 以下的臭氧會引起永久性心髒障礙,但接觸 20ppm 以下的臭氧不超過 2h ,對人體無永久性危害。因此,臭氧濃度的允許值定為 4.46×10 -9 mol/L(0.1ppm)8h. 由于臭氧的臭味很濃,濃度為 4.46×10 -9 mol/L(0.1ppm) 時,人們就感覺到,因此,世界上使用臭氧已有一百多年的歷史,至今也沒有發現一例因臭氧中毒而導致死亡的報道。

臭氧具有很強的氧化性,除了金和鉑外,臭氧化空氣幾乎對所有的金屬都有腐蝕作用。鋁、鋅、鉛與臭氧接觸會被強烈氧化,但含鉻鐵合金基本上不受臭氧腐蝕。基于這一點,生產上常使用含 25 % Cr 的鉻鐵合金(不銹鋼)來製造臭氧發生設備和加註設備中與臭氧直接接觸的部件。

臭氧對非金屬材料也有了強烈的腐蝕作用,即使在別處使用得相當穩定得聚氯乙烯塑膠濾板等,在臭氧加註設備中使用不久便見疏松、開裂和穿孔。在臭氧發生設備和計量設備中,不能用普通橡膠作密封材料,必須採用耐腐蝕能力強的矽橡膠或耐酸橡膠等。

化學性質及功效

臭氧(O3)是氧氣(O2)的同素異形體,它是一種具有特殊氣味的淡藍色氣體。分子結構呈三角形,鍵角為116°,其密度是氧氣的1.5倍,在水中的溶解度是氧氣的10倍。臭氧是一種強氧化劑,它在水中的氧化還原電位為2.07V,僅次于氟(2.5V),其氧化能力高于氯(1.36V)和二氧化氯(1.5V),能破壞分解細菌的細胞壁,很快地擴散透進細胞內,氧化分解細菌內部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶等,也可以直接與細菌、病毒發生作用,破壞細胞、核糖核酸(RNA),分解脫氧核糖核酸(DNA)、RNA、蛋白質、脂質類和多糖等大分子聚合物,使細菌的代謝和繁殖過程遭到破壞。細菌被臭氧殺死是由細胞膜的斷裂所致,這一過程被稱為細胞消散,是由于細胞質在水中被粉碎引起的,在消散的條件下細胞不可能再生。應當指出,與次氯酸類消毒劑不同,臭氧的殺菌能力不受PH值變化和氨的影響,其殺菌能力比氯大600-3000倍,它的滅菌、消毒作用幾乎是瞬時發生的,在水中臭氧濃度0.3-2mg/L時,0.5-1min內就可以致死細菌。達到相同滅菌效果(如使大腸桿菌殺滅率達99%)所需臭氧水葯劑量僅是氯的0.0048%。

臭氧對酵母和寄生生物等也有活性,例如可以用它去除以下類型的微生物和病毒。

①病毒 已經證明臭氧對病毒具有非常強的殺滅性,例如Poloi病毒在臭氧濃度為0.05-0.45mg/L時,2min就會失去活性。

②孢囊 在臭氧濃度為0.3mg/L下作用2.4min就被完全除掉。

③孢子 由于孢衣的保護,它比生長態菌的抗臭氧能力高出10-15倍。

④真菌 白色念珠菌(candida albicans)和青酶屬菌(penicillium)能被殺滅。

⑤寄生生物 曼森氏血吸蟲(schistosoma mansoni)在3min後被殺滅。

此外,臭氧還可以氧化、分解水中的污染物,在水處理中對除嗅味、脫色、殺菌、去除酚、氰、鐵、錳和降低COD、BOD等都具有顯著的效果。

應當註意,雖然臭氧是強氧化劑,但其氧化能力是有選擇性的,像乙醇這種易被氧化的物質卻不容易和臭氧作用。

安全濃度

根據清華大學編的《臭氧技術套用文集》一書,將有關臭氧套用濃度按安全濃度空氣、套用濃度、水中套用濃度、環境濃度及感知濃度,分類摘錄,以便在套用中查找。 安全濃度人們允許接觸的臭氧濃度不大于0.2mg/m3。

臭氧

◎臭氧工業衛生標準: 國際臭氧協會: 0.1 ppm,接觸10小時 美 國: 0.1 ppm,接觸 8小時 德、法、日 本: 0.1 ppm中 國: 0.15ppm

◎家用臭氧消毒櫃外臭氧泄漏量不得超過0.2mg/m3(指1.5米以外),消毒一個周期後殘留濃度不得大于0.2mg/m?。

◎動物試驗表明,臭氧毒性的起點濃度為0.3ppm,而人對空氣中臭氧可嗅知的濃度為0.02~0.04ppm,根據臭氧對肺功能毒性的試驗結果,提出1.5~2.0ppm為臭氧允許濃度的上限。衛生部規定臭氧最高允許濃度為0.2mg/m?。

空氣套用濃度

◎作為空氣除味與殺菌,要求臭氧濃度較低,如0.5ppm(1mg/m?),而物品表面消毒(殺滅微生物和去除化學污染)則要求提高幾十倍的臭氧濃度。

◎空氣套用具氧濃度在1mg/m?~10mg/m?之間。

◎溫度低,濕度大則殺滅效果好,尤其是濕度,相對濕度小于45%,臭氧對空氣中懸浮微生物幾乎沒有殺滅作用。在60%時才逐漸增強,在95%時達到最大值。

◎用臭氧消毒食品加工車間,0.5~1.0ppm即可殺滅空氣中的80%的自然菌。

◎冷庫消毒要求臭氧濃度6~10ppm,停機後封庫24小時以上細菌殺滅率90%左右,酶菌殺滅率80%左右。

◎在水果貯藏期間,可用2~3ppm的臭氧可使酶菌的生長受到抑製,貯藏期可延長一倍。

水中套用濃度

◎水套用中臭氧溶解度在0.1mg/L~10mg/L之間。低值作為水消毒凈化要求的最低濃度,高值作為“臭氧水消毒劑” 可達到的濃度值。

◎自來水臭氧凈化,國際常規標準為0.4mg/L的溶解度值,保持4分鍾,即CT值為1.6。

◎水中餘臭氧濃度保持在0.1~0.5mg/L作用5~10min可達消毒目的。

◎臭氧水消毒滅菌是急速的,消毒作用在瞬間發生。清水中臭氧濃度一旦達到,在0.5~1分鍾內就殺死細菌,在濃度達4mg/L,在1分鍾內乙肝病毒滅活率為100%。

◎Herbold報道:20℃條件下,水中臭氧濃度達0.43mg/L時,可將大腸桿菌100%殺滅,10℃時僅需0.36mg/L即可全部殺滅。

◎臭氧濃度為0.25~38mg/L時,僅需幾秒或幾分鍾完全滅活甲型肝炎病毒(HAV)。

◎礦泉水中臭氧溶解度在0.4~0.5mg/L時,即可滿足殺菌保質要求。合理的臭氧投放量為1.5~2.0mg/L。

◎瓶裝水處理應達0.3~0.5mg/L的臭氧溶解度值,要求投加臭氧應滿足 1m?水2gO?的發生量。根據實踐經驗,臭氧發生濃度高于8mg/L時容易達到濃度。

臭氧製備

選用臭氧發生器的氣源

臭氧的套用主要以發生量來確定,分為氣態下消毒和液態下消毒兩大類。臭氧發生量和使用量一般按照發生量的額定發生量乘以時間來確定,但在不同的用途和不同的場所應計出衰減量而後確定。臭氧發生器在使用中,氣源的配置直接影響臭氧的發生濃度、產量和純度,氣源一般分為普通氣源、幹燥空氣源、富氧氣源和工業氧氣氣源四種,以上氣源的配置 ,在發生裝置相同的情況,濃度和產量依次遞增。按照套用常識,一般不應配置普通氣源,因為這會影響發生裝置的連線使用壽命並導致發生量不穩定。因此,常用的氣源按用途大體可分為下列幾種:

臭氧

1)幹燥氣源——空間消毒、自來水處理、遊泳池水、養殖水、生產迴圈水、中水回用

2) 富氧氣源——臭氧濃度需求較高的使用場所,如純凈水、礦泉水、污水處理、醫葯食品車間等

3) 工業氧氣源——純度要求較高、濃度需求較重要、小氣量套用場所等

3. 用于大型空間的消毒套用,如醫葯、食品等行業車間的殺菌消毒,一般應安裝專門管路分通到車間內,使臭氧分布均勻,也有的通入中央空調風道管路,但這種方式有時會造成空調風道金屬件的腐蝕和臭氧消耗。

4. 用于水處理,則主要配置臭氧溶于水的投加裝置,一般分為曝氣式(直接曝氣或氧化塔式)、文丘裏射流器式、旋渦負吸式或HICHINE泵混合式樣等幾種,以上其溶于水效率可依次提高,HICHINE泵式效率可達95%以上。

1)曝氣式:自來水、養殖水、生產迴圈水、生活污水、工業廢水等

2)文丘裏射流式:二次供水、純凈水、礦泉水、養殖水冷卻、遊泳池水等

3)負吸式:小水體套用

4)氣液混合泵式:小水體套用或臭氧消毒水套用

補充:

家庭空氣消毒:將臭氧發生裝置移植于空調中,在空氣出口處安裝臭氧催化分解、吸附裝置,這樣既可以製冷製熱,還可以利用室內迴圈風對空氣進行消毒、凈化,分解後的氧氣和負離子可以使室內空氣保持清新。另外,空氣消毒用臭氧發生器也可在賓館、飯店、商場、劇院等公共空間使用。

製葯行業的GMP驗證空氣消毒:潔凈生產區的中央空調凈化系統、臭氧滅菌櫃、其他沒有中央空調系統的生產用空間滅菌,我國相當一批製葯企業就是使用臭氧作為主要的消毒和空氣滅菌手段,如沈陽濟世製葯有限公司、大連珍奧葯業有限公司、上海慶安葯業有限公司、吉林敖東葯業集團延吉股份有限公司、福建興安葯業有限公司等,臭氧作為空氣消毒的主要手段為這些企業的GMP驗證作出了重要的貢獻。

醫院空氣消毒:醫院病房、門診手術室、治療室等,日本使用臭氧作為空氣消毒的醫院就有札幌自衛隊醫院、名古屋保健生大學等28所醫院,使用臭氧技術處理食品、衛生保健的單位和醫院達53家之多,台灣使用臭氧的有榮民總醫院等51家,國內的有北京醫院、北京佑安醫院等。

軍用空氣消毒:西方國家已經研製出軍用臭氧空氣消毒產品,,如在太空艙、潛水艇、坦克及其其他軍用車船的艙體安裝臭氧發生裝置,凈化空間環境,消毒殺菌。此類產品由蓄電池或光電池供電。

臭氧的發生及常用濃度

臭氧的半衰期僅為30-60min。由于它不穩定、易分解,無法作為一般的產品貯存,因此需在現場製造。用空氣製成臭氧的濃度一般為10-20mg/L,用氧氣製成臭氧的濃度為20-40mg/L。含有1%-4%(質量比)臭氧的空氣可用于水的消毒處理。

產生臭氧的方法是用幹燥空氣或幹燥氧氣作原料,通過放電法製得。另一個生產的臭氧的方法是電解法,將水電解變成氧元素,然後使其中的自由氧變成臭氧。

使用電解系統生產臭氧的主要優點是:

① 沒有離子污染

② 待消毒處理的水是用來產生臭氧的原料,因此沒有來自系統外部的其他污染

③ 臭氧在處理過程中一生成就被溶解,即可以用較少的設備進行臭氧處理。

若在加壓條件下,可生產出較高濃度的臭氧。

註意事項

臭氧最適用于水質及用水量比較穩定的系統,當其發生變化時應及時調整臭氧的用量。在實際生產中,及時進行調節有一定的困難。

另一個須考慮的問題是水中有機物的含量,當水的混濁度小于5mg/L時,對臭氧消毒滅菌的效果影響極微,混濁度增大,影響消毒效果。如果有機物含量很高時,臭氧的消耗量將會升高,其消毒能力則下降,因為臭氧將首先消耗在有機物上,而不是殺滅細菌方面。因此,國外製葯業在製葯用水系統中增加了總機碳(TOC)的監控項目。但糟糕的是,在受到嚴重有機物污染的進水中用臭氧處理後,大的有機物分子會破裂成微生物新陳代謝的營養源,因此,在沒有維持管網臭氧濃度的情況下,反會使得粘泥增多,進而使水質惡化。

在許多方面,作為消毒劑的臭氧和氯氣,它們的優點是互補的。臭氧具有快速殺菌和滅活病毒的作用,對于除嗅、味和色度,一般都有好的效果。氯氣則具有持久、靈活、可控製的殺菌作用,在管網系統中可連續使用。所以臭氧和氯氣結合起來使用,看來是水系統消毒最為理想的方式。

臭氧消毒方法的優越性

1.優于化學消毒方法:臭氧作為高效廣譜無殘留污染的氣體消毒劑比食品行業常用的消毒劑具有特殊的優越性。與過氧乙酸高錳酸鉀甲醛(福爾馬林)、二氧化硫等化學消毒劑相比,其殺菌能力與過氧乙酸相當,高于其他消毒劑。

臭氧會自行分解為氧氣,不產生殘留污染,消毒後不需通風換氣。常規消毒均需通風換氣或化學中和,麻煩而又降低消毒效果。臭氧可直接對食品使用作殺菌或防酶保鮮,為幹法消毒,簡單易行。臭氧殺菌濃度對食品是極微弱的氧化濃度,對食品無害。

2.優于紫外線照射

(1) 臭氧到處滲透,沒有死角。紫外線隻有照射到物體表面且達到一定的照射強度標準才有殺菌效果。食品車間一般比較高大,致使紫外線照射強度遠遠不夠,特別是距離遠,照射產生很大死角,如加工案板下部等。臭氧為氣體,滲透性強,擴散性好,濃度均勻,沒有死角

(2) 殺菌速度快。紫外線照射殺菌需要較長的作用時間,一般要照射6小時以上,而符合標準濃度的臭氧隻需開機1小時以上

(3) 高濕度下殺菌效果更好。紫外線照射殺菌在環境相對濕度達到60%以上時,消毒效果急劇下降,濕度達到80%以上時反可誘使細菌復活。臭氧則相反,濕度越高,殺菌效果越好。這是由于高濕度下細胞膜膨脹變薄,其組織容易被臭氧破壞,這一特徵對于食品行業中普遍存在的高濕環境特別適合

(4) 有低濃度保潔功能。紫外線照射時生產人員必須離開現場,照射完成後無法用低功率的紫外線照射保潔;臭氧消毒時生產人員必須離開現場,消毒完成後可以調低臭氧發生量,用符合國家衛生標準的低濃度臭氧繼續保持生產車間的空氣清潔。

3.除臭凈化效果極好

臭氧依靠其強氧化性能可快速分解產生臭味及其其它氣味的有機或無機物質後達到脫臭效果,將臭味根源物質分解成無害物質。例如:將氨氧化成二氧化碳和水。

主要由原料氣(壓縮空氣或者氧氣)供應系統、臭氧發生器主機、臭氧輸送系統、臭氧發生器冷卻系統等部分組成。

濃度 空氣源臭氧濃度可以達到3~6%wt,氧氣源可以達到6~14%wt。

臭氧耗電量

空氣源在18~30KW/kg

氧氣源在9~15KW/kg

益處危害

臭氧對人類的危害

低濃度的臭氧可消毒。一般森林地區臭氧濃度即可達到0.1ppm 但超標的臭氧則是個無形殺手!

▲ 它強烈刺激人的呼吸道,造成咽喉腫痛、胸悶咳嗽、引發支氣管炎和肺氣腫;

▲ 臭氧會造成人的神經中毒,頭暈頭痛、視力下降、記憶力衰退;

▲ 臭氧會對人體皮膚中的維生素E起到破壞作用,致使人的皮膚起皺、 出現黑斑;

▲ 臭氧還會破壞人體的免疫機能,誘發淋巴細胞染色體病變,加速衰老, 致使孕婦生畸形兒;

▲ 而影印機墨粉發熱產生的臭氧及有機廢氣更是一種強致癌物質,它會引發各類癌症和心血管疾病

因此,臭氧和有機廢氣所造成的危害必須引起人們的高度重視。

大氣中臭氧層對地球生物的保護作用現已廣為人知——它吸收太陽釋放出來的絕大部分紫外線,使動植物免遭這種射線的危害。為了彌補日漸稀薄的臭氧層乃至臭氧層空洞,人們想盡一切辦法,比如推廣使用無氟製冷劑,以減少氟利昂等物質對臭氧的破壞。世界上還為此專門設立國際保護臭氧層日。由此給人的印象似乎是受到保護的臭氧應該越多越好,其實不是這樣,如果大氣中的臭氧,尤其是地面附近的大氣中的臭氧聚集過多,對人類來說臭氧濃度過高反而是個禍害。 臭氧也是一種溫室氣體,能夠導致更嚴重的溫室效應。大氣動力學解釋認為,初春,極夜結束,太陽輻射加熱空氣,產生上升運動,將對流層臭氧濃度低的空氣輸入平流層,使得平流層臭氧含量減小,容易出現臭氧洞。一般認為,在人為因素中,工業上大量使用氟裏昂氣體是破壞臭氧層的主要原因之一。通常,氟裏昂是比較穩定的物質,然而,當它被大氣環流帶到平流層(16公裏~30公裏)時,由于受太陽紫外線的照射,容易形成遊離的氯離子。這些氯離子非常活潑,容易與臭氧起化學反應,把臭氧(O3)變成氧分子(O2)和氧原子(O),從而使臭氧總量減少,形成了臭氧洞。本來,在離地20公裏~30公裏的大氣層內,是臭氧集中分布的地帶,稱作臭氧層,太陽輻射透過這層大氣時,大量的臭氧吸收了波長較短的紫外線輻射(0.20微米~0.30微米波段),大大減弱了到達地面太陽輻射中的紫外線強度。然而,若臭氧層的臭氧含量大大減少,則吸收太陽紫外線輻射的能力減弱,到達地面的太陽輻射強度會增大。從醫學上來說,較短波的紫外線輻射殺傷能力最大,能殺死細胞,破壞生物細胞內的遺傳物質,如染色體、脫氧核糖核酸等,嚴重時會導致生物的遺傳病,產生突變體,導致人類的皮膚癌。強烈的紫外線還可以穿透海洋10米~30米,使海洋浮遊植物的初級生產力降低四分之三左右,抑製浮遊動物生長。人們一旦了解了臭氧洞的危害和形成原因,相信會對臭氧洞演變的預測和防止提出新的理論和方法。在臭氧層內各地分布不均勻,世界三極地區即南極、北極和青藏高原氣候寒冷,臭氧層微薄。某處臭氧層中臭氧含量的減少等于在屋頂上開了天窗,如果減少到正常值的50%以上,人們形象地說這是個臭氧洞。臭氧洞可以用一個三維的結構來描述,即臭氧洞的面積、深度及延續時間。 南極臭氧洞2000年9月3日南極上空的臭氧層空洞面積達到2830萬平方公裏,超出中國面積兩倍以上,相當于美國領土面積的3倍。這是迄今觀測到的最大的臭氧層洞。圖中覆蓋在南極上空如同蘭色水滴的就是就是衛星觀測到的臭氧洞.南極是一個非常寒冷的地區,終年被冰雪覆蓋,四周環繞著海洋。1985 年,英國科學家法爾曼等人在南極哈雷灣觀測站發現:1977-1984年每到春天南極上空的臭氧濃度就會減少約 30%,有近 95% 的臭氧被破壞。1985年前南極臭氧洞大小和深度,大約以兩年為消長周期。近年臭氧洞的深度和面積等仍在繼續擴展。

臭氧

臭氧是地球大氣中一種微量氣體,它是由于大氣中氧分子受太陽輻射分解成氧原子後,氧原子又與周 圍的氧分子結合而形成的,含有3個氧原子。大氣中90%以上的臭氧存在于大氣層的上部或平流層,離地面有10~50千米,這才是需要人類保護的大氣臭氧層。還有少部分的臭氧分子徘徊在近地面,仍能對阻擋紫外線有一定作用。但是,近年發現地面附近大氣中的臭氧濃度有快速增高的趨勢,就令人感到不妙了。雖然臭氧在平流層起到了保護人類與環境的重要作用,但若其在對流層濃度增加,則會對人體健康產生有害影響。臭氧對眼睛和呼吸道有刺激作用,對肺功能也有影響,較高濃度的臭氧對植物也是有害的。

臭氧

這些臭氧是從哪裏來冒出來的呢?同鉛污染、硫化物等一樣,它也是源于人類活動,汽車、燃料、石化等是臭氧的重要污染源。在車水馬龍的街上行走,常常看到空氣略帶淺棕色,又有一股辛辣刺激的氣味,這就是通常所稱的光化學煙霧。臭氧就是光化學煙霧的主要成分,它不是直接被排放的,而是轉化而成的,比如汽車排放的氮氧化物,隻要在陽光輻射及適合的氣象條件下就可以生成臭氧。隨著汽車和工業排放的增加,地面臭氧污染在歐洲、北美、日本以及我國的許多城市中成為普遍現象。根據專家目前所掌握的資料估計,到2005年,近地面大氣臭氧層將成為影響我國華北地區空氣質量的主要污染物。

研究表明,空氣中臭氧濃度引起人員一定反應的濃度為0.5-1ppm,時間長了會感到口幹等不適, 濃度在1-4ppm會引起人員咳嗽。原因就在于,作為強氧化劑,臭氧幾乎能與任何生物組織反應。當臭氧被吸入呼吸道時,就會與呼吸道中的細胞、流體和組織很快反應,導致肺功能減弱和組織損傷。對那些患有氣喘病、肺氣腫和慢性支氣管炎的人來說,臭氧的危害更為明顯。

從臭氧的性質來看,它既可助人又會害人,它既是上天賜與人類的一把保護傘,有時又像是一劑猛烈的毒葯。目前,對于臭氧的正面作用以及人類應該採取哪些措施保護臭氧層,人們已達成共識並做了許多工作。但是,對于臭氧層的負面作用,人們雖然已有認識,但目前除了進行大氣監測和空氣污染預報外,還沒有真正切實可行的方法加以解決。

歐洲科學家的一項聯合研究發現,臭氧層是使地表生物免遭太陽紫外線危害的天然屏障,但土壤中的臭氧卻是植物生長的大敵,它能抑製各種植物的生長,給農業生產帶來重大損失。

臭氧是大氣中自然產生的一種具有特殊臭味的微量無色氣體,絕大部分臭氧存在于離地面25公裏左右處的大氣平流層中,這就是人們通常所說的臭氧層。臭氧量往往隨緯度、季節和天氣等因素的變化而不同。

法國研究人員介紹說,天空中的臭氧層能夠吸收99%以上的太陽紫外線,為地球上的生物提供了天然的保護屏障,而當臭氧存在于土壤中時卻是一種嚴重的污染。最新得出的研究結果表明,光照越強的地方,土壤中臭氧造成的損失,尤其是對于農作物造成的損失越大。

法國研究人員認為,造成土壤中臭氧含量增高的主要原因是石油產品等礦物燃料在燃燒過程中產生氮氧化物,這些氮氧化物在空氣中四處漂浮,其中的部分氧原子慢慢地與空氣中的氧氣結合,構成由3個氧原子組成的臭氧。他們強調說,太陽光照能夠加速這種化學反應,因此在氣候不同的地區,土壤中臭氧對植物生長的影響程度也不一樣。 在水處理系統中,水箱、交換柱以及各種過濾器、膜和通路,均會不斷的滋生和繁殖細菌。消毒殺菌的方法雖然都提供了除去細菌和微生物的能力,但這些方法中沒有哪一種能夠在多級水處理系統中除去全部細菌及水溶性的有機污染。目前在高純水系統中能連續去除細菌和病毒的最好方法是用臭氧。

1905年起,臭氧就開始用于水處理。它較用氯處理水優越,能除去水中的鹵化物。此方法在國內水系統中的套用僅處于起步階段。在國外,這種消毒方式已非常普遍,這是由于臭氧不會產生有害的殘留物。

使用臭氧消毒並在用水點前安裝紫外燈減少臭氧殘留,是製葯用水系統、尤其是純化水系統消毒的常用方法之一。

臭氧主要功能

1 、食物凈化: 由表及裏的降解果蔬、糧食中殘留的化肥、農葯等有毒物質,清除肉、蛋中的抗生素、化學增加劑、激素等有害物質,殺滅海鮮中容易引起中毒的嗜鹽性菌,把住病從口入關。

2 、飲用水凈化: 自來水經臭氧處理後是一種優質的生飲水。每升水隻需通入 O3 2 分鍾即可去除水中的餘氯,殺菌、消毒、去味、去除重金屬,防止致癌物質三氯甲烷的生成,增加水中含氧量,自製理想純凈的飲用水。

3 、消毒滅菌: 將清洗後的餐飲用具放入水中通入 O3 20 分鍾,可去除洗滌劑殘留物,殺滅細菌、病毒,替代電子消毒櫃,避免餐飲用具傳染疾病。還可對衣物、毛巾、抹布、襪子等進行水介質消毒、除味。

4 、空氣凈化: 將臭氧排氣管掛在 1.7 米以上高度,排放 O3 20--30 分鍾,即可有效去除室內煙塵或裝飾材料的異味,降塵滅菌,增加空氣含氧量,清新空氣,讓您在家中享受到雨後森林般清新的空氣(可用于家庭、辦公室、會議室、娛樂場所的除煙、除塵、消毒、去味)。

5 、果蔬保鮮、防酶: 家庭果蔬保鮮隻需往袋裝果蔬中通入 O3 2 分鍾,可延長保鮮期 7 天,也可用于菜窖防酶、果蔬運輸。

6 、洗浴、美容、保健: 洗臭氧浴在國外已成為時尚,通過臭氧浴治療疾病已有多年歷史,這是 O3 的又一神奇功效。經常洗臭氧浴能排除體內毒素,活化表皮細胞,消除痤瘡,美白皮膚,對風濕病、皮膚病、婦科病、糖尿病及灰指甲等有良好療效。

7 、養魚、澆花: 澆花、大棚蔬菜的噴灌,能避免蟲害,減少農葯使用量。 養魚、水產養殖, O3進入水中釋放出初生態氧,消滅細菌、病毒,氧化雜質,防止水質腐壞變質,增加水中養份。

8 、除臭: 因臭氧有很強的氧化分解能力,可迅速而徹底的消除空氣中、水中的各種異味。

臭氧套用

臭氧在國內的套用情況

目前在中國已經的得到了廣泛的套用,包含北京、天津、上海、浙江、江蘇、廣東、雲南、山東、湖南等地均已開始使用臭氧消毒自來水和市政回用水,臭氧套用領域越來越廣。

在醫學方面的

從1856年巴黎第一次套用臭氧進行醫院房間消毒,到1902年Hurion在巴黎醫學院通過了吸入臭氧治療百日咳的論文答辯,成為第一個套用臭氧得到博士學位的人。1936年,法國醫生P·Aubourg最早提倡直腸內臭氧吹入治療慢性結腸炎。過去60年來,已經發展十多種臭氧在醫療保健的套用案例。而臭氧在中國的發展始于2000年,在這以後臭氧醫學在中華大地生根、開花、結果,取得了令人矚目的成就,這樣的成就離不開楊黃龍先生數年來為推廣臭氧治療技術而做的工作。他與倪家驤、何曉峰等著名專家一起為2008年9月成立的中國臭氧治療專業委員立下汗馬之功。臭氧可用于醫療保健領域的外科、內科等。

此外,臭氧還廣泛套用于婦科治療領域,利用臭氧的強氧化性可以殺滅多數婦科疾病的致病菌。加之臭氧由氧原子構成,不會對女性體內ph值有任何影響。

臭氧殺菌燈的套用

臭氧是世界公認的廣譜高效殺菌消毒劑。新一代綠色環保高科技產品活氧機,採用大自然空氣為原料以電子方式高頻高壓放電產生高濃度臭氧比氧分子多了一活潑的氧原子臭氧,化學性質特別活潑,是一種強氧化劑,在一定濃度下可迅速殺滅空氣中的細菌。臭氧的殺菌力要比氯快600倍,比紫外線快3000倍,臭氧具有快速殺滅病毒,清除蔬菜殘留農葯等作用,從科技手段來講臭氧是當今消毒、除污染最理想的一種手段。臭氧殺菌燈將這個優點套用的很到位。

① 點亮燈後,室內污濁空氣由于臭氧和紫外線的作用而漸清潔,于是此燈不斷供應新鮮空氣之源泉,在臭氧分解時空氣中的遊離細菌亦被殺滅,可以防止傷風感冒及其它種種以空氣為媒介的傳染病,防止肝炎 、 結核病的傳染。適用于公共場所、交通工具車廂內、中央空調內等消毒殺菌。

臭氧

② 防臭防酶。在公共場所 、衛生間內點上此燈,不但可以防臭,而且還可以殺滅蒼蠅、蚊子等幼蟲。在陰暗潮濕的房間內,可防止物品變酶。

③ 在醫院的手術室 、無菌室內的套用。

④ 食品衛生除殺菌消毒外,可延緩食物變質。

⑤ 水消毒。可以殺滅水中的細菌,不產生永久性殘餘物質、不產生致癌物質,水無異味等優點。紫外線臭氧殺菌燈點燃後,要特別註意對人的眼睛保護,不宜照射人體。另外,有的物品不宜用紫外線臭氧殺菌燈進行消毒殺菌,因此,可以使用無臭氧紫外線殺菌燈,採用摻鈦石英玻璃,在燈點亮時可以濾掉產生臭氧185nm波長的光,使該燈不產生或產生極少臭氧。

在農業方面的套用

臭氧在農業的套用領域

臭氧是一種無色略帶臭味的氣體,溶于水後就會成為一種強氧化劑,對活細胞有較強的殺滅作用。通過臭氧發生器可將空氣中的氧氣在高壓、高頻電的電離作用下轉化為臭氧,進而在生產中加以利用。近年來,筆者利用臭氧發生器在西安周邊溫室大棚開展了施放臭氧防治溫室大棚蔬菜病蟲的試驗示範,取得了較好的效果。 一、臭氧防治病蟲的優點 1、安全高效成本低。臭氧可實現一施多用,同時防治多種病蟲,而且防治費用低。與噴施農葯相比,施放臭氧更為方便、高效、安全,可大大減少農葯的使用量,避免菜農施用高毒、高殘留農葯,從而降低用葯成本。 2、無公害。臭氧在幹燥的空氣中不穩定,可很快分解還原為氧氣,因此在植株內及果實中無污染、無殘留,是實現無公害蔬菜生產的一條重要途徑。 3、提質增產。經試驗,溫室番茄使用臭氧後畸形果明顯減少,產量增加20%左右,且果實個大、著色好、口感好。 二、使用方法 1、種子處理。將臭氧氣體導入清水中並不斷攪拌,10分鍾後即製得臭氧溶液。將種子倒入其中浸泡15-20分鍾,可殺滅種子表面的病毒、病菌及蟲卵。 2、溫室大棚病蟲防治 ①熏棚消毒。定植前10天可結合高溫悶棚利用臭氧發生器將臭氧集中施放于棚內,施放時間以不少于2小時為宜。②防治苗床病蟲。先將苗床封嚴,每10平方米每次施放1分鍾,並密閉熏蒸10分鍾,然後再通風30分鍾。③設施蔬菜定植後的病蟲防治。定植緩苗後,每畝棚室持續施放臭氧7-10分鍾,再密閉熏蒸15-20分鍾,然後通風30分鍾。無病蟲的棚室每5-7天施放1次,連續施用5次,每經2-3次施放時間再增加5分鍾,直到每畝每次增至25分鍾。熏蒸時間也同樣每經2-3次增加5-10分鍾。經試驗證明,臭氧對番茄灰酶病、葉酶病、早疫病、晚疫病,黃瓜霜酶病、疫病等以及溫室白粉虱、潛葉蠅、蚜蟲等病蟲防治效果較好。但對棚室土壤中的病蟲,由于臭氧氣體滲入土中的量太少,濃度也太低,故沒有作用。 三、註意事項 1、合理確定施放量及熏蒸時間。臭氧施放量及閉棚熏蒸時間要根據不同作物及其生長時期進行適當的調整。一般成株期的作物與苗期作物相比,對臭氧的適應性更強。生產中如果臭氧施放量過大或棚室熏蒸時間過長,輕者會導致大棚蔬菜葉片及花中毒幹枯,重者會引起植株死亡。隨著植株生長,施放量與熏蒸時間可逐漸增加,以達到既可防治病蟲又不傷害蔬菜作物的目的。釋放時應盡量保證均勻,且噴氣口不能直接對著蔬菜,應該距蔬菜植株0.8-1米以上。熏蒸時間到達後應及時通風,一般通風時間不能少于30分鍾。 2、溫度和濕度調控。臭氧施放時棚室內溫度應保持在10-30℃範圍內,在空氣濕度較大的情況下防治效果會更好。 3、棚室熏蒸時嚴防人畜進入,以免引起中毒或出現其他不良反應。?

臭氧解除農葯殘留的基本原理

臭氧是一種強氧化劑,農葯是一種有機化合物,臭氧消毒水通過強氧化破壞有機農葯的化學鍵,使其失去葯性,同時殺滅表面的各種細菌和病毒,達到解毒目的。

食堂果蔬餐具消毒機是利用臭氧的特徵與性能而開發研製的一種食堂專用設備,此設備能快速殺菌、消毒除臭而且在短時間內產生高濃度臭氧水,保證食堂飯菜食用安全。此類設備一般採用臭氧殺菌燈或臭氧機實現。

1.可有效降解大米、蔬菜、瓜果中的農葯殘留,延長儲存期。

2.用于餐具消毒、空氣消毒、冰櫃及貯藏室消毒,除異味、防酶,可有效地殺滅細菌、病毒,預防疾病的傳播。

臭氧是氧的同素異構體,為強氧化劑;其降低農葯,去除細菌效果是氯氣的1.5倍,其殺菌速度比氯氣快600—3000倍。臭氧在室溫下自然衰變為氧氣,衰變期為15分鍾到25分鍾。臭氧在水中則迅速轉化為“生態氧”,而且沒有殘留問題。臭氧是高效、快速的除葯殺菌劑。它可以迅速地在短時間內使農葯殘留物化解,使細菌、病毒迅速被消滅。

臭氧不僅具有消毒、滅菌、除臭、脫色等作用,而且還有改變植物呼吸狀態,激活植物細胞,解毒,分化有機不純物質等等許多有益于人類和環保“正向化”作用。臭氧通過水介質能有效地降低和殲滅在膳食物中的農葯、化肥和生物激素殘毒及各種病菌、病源菌,降低污染對人類的危害。

臭氧

1)用臭氧機產生的臭氣水浸泡蔬菜、水果,可由表及裏的殺滅細菌、病毒,降解化肥、農葯殘留,激活植物細胞,使您吃到天然滋味、營養豐富的果蔬,吃起來更放心,其農葯殘留可去除95%以上,營養不流失,保鮮時間長。

2)用臭氧機產生的臭氧水浸泡肉雞、生肉、凍魚、凍蝦,可殺滅屠宰、運輸過程中攜帶的有害病菌,降解飼養過程中吸收的生物激素、抗生素、荷爾蒙等對人體有害的物質,還可去除腥味,讓您吃上放心的雞、魚、肉、蛋,味道更加鮮美。

3)用臭氧機產生的臭氧水可漂白衣物表面的髒污及染劑的顏色,並可殺菌及分解雜質,減少水源污染,不會有化學洗滌劑殘留而刺激皮膚,又有預防皮膚病和香港腳等效果。

4)將米用水淘凈,可降解農葯化肥殘留,再用凈化水煮飯。煮出的米飯香醇可口,富有營養。(不要使用鋁製品容器)

由于臭氧最終將還原于氧氣和水,不留任何殘餘物質,因而對環境無任何污染。

5(臭氧以其強氧化性、殺菌性、易分解性和無殘留的特徵,使它在去除農葯殘留、殺菌消毒、防腐保鮮等方面有廣闊的套用前景。

無菌葯品生產環境的空氣潔凈級別要求:為了達到上述要求,我們應選擇什麽樣的凈化滅菌工藝呢?當前有四種滅菌方法。其中臭氧滅菌是其中的一項重要方法。但無論用什麽樣的消毒方法,都要達到上述規定,臭氧滅菌也不例外。臭氧作為一種取代傳統消毒方法的消毒手段,人們對它的要求更嚴而且更為省事易行,否則,就難以立足。

餐飲業的套用

臭氧在餐飲業中套用的主要優點

臭氧在餐飲業中消毒方式靈活、成本低廉、效果明顯、無副作用。

一、臭氧消毒方式 :1 、運用臭氧水清洗浸泡;2 、運用臭氧氣消毒

二、臭氧消毒的優勢

1 、 不僅可對餐具消毒,更具備其它消毒設備和方法不具備的(對餐飲場地及廚用設備消毒能力), 降解果蔬殘留農葯及肉製品中含有的有害激素,避免食物中毒現象的發生。

(1)臭氧氣可直接對廚房、飯廳、刀廚具、冰櫃、菜架、養殖地、儲物室消毒,也可用臭氧水清洗消毒;

(2)臭氧氣或臭氧水可用于那些不能耐高溫的餐具消毒,例如 塑膠、彩瓷製品等。

(3)臭氧水洗菜,可降解果蔬中的殘留農葯及肉類製品的有害激素 。

2 、臭氧消毒所需時間短,操作簡單,消毒後無需再清洗,若要對 100 件餐具消毒(供 8-10 人用餐):

(1)常規程式需用約140分鍾,流程如下:

去污(15分鍾)清毒浸泡(90分鍾)清洗(15分鍾)消毒櫃消毒(20分鍾)使用

(2)若用臭氧氣消毒,一般隻需38分鍾。流程如下:

去污(15分鍾)清洗(15分鍾)消毒浸泡(8分鍾) 使用

(3)若用臭氧水消毒,僅需30分鍾。流程如下:

去污(15分鍾) 清洗消毒浸泡(15分鍾) 使用

3 、臭氧消毒無有害殘留物、無二次污染。

臭氧消毒後自行分解為氧氣,無異味、無污染,而且消毒全面、效果好。

4 、臭氧消毒使用成本低。

臭氧消毒主要以空氣作原料,耗電比消毒櫃低許多,臭氧消毒後餐具可直接使用,無須烘幹

臭氧消毒原理可以認為是一種氧化反應。

(1)臭氧對細菌滅活的機理:

臭氧對細菌的滅活反應總是進行的很迅速。與其它殺菌劑不同的是:臭氧能與細菌細胞壁脂類雙鍵反應, 穿入菌體內部,作用于蛋白和脂多糖,改變細胞的通透性,從而導致細菌死亡。臭氧還作用于細胞內的核物質,如核酸中的嘌呤和嘧啶破壞DNA。

(2)臭氧對病毒的滅活機理:

臭氧對病毒的作用首先是病毒的衣體殼蛋白的四條多肽鏈,並使RNA受到損傷,特別是形成它的蛋白質噬菌體被臭氧氧化後,電鏡觀察可見其表皮被破碎成許多碎片,從中釋放出許多核糖核酸,幹擾其吸附到暫存體上。臭氧殺菌的徹底性是不容懷疑的。

危害人類健康

破壞臭氧層,危害我們每一個人

紫外線從多方面影響著人類健康。人體會發生如曬斑、眼病、免疫系統變化、光變反應和皮膚病(包括皮膚癌)等。皮膚癌是一種頑固的疾病,紫外線的成長會使患這種病的危險性增大。紫外線光子有足夠的能量去破裂雙鍵。中短波紫外線會透人皮膚深處,使人的皮膚產生炎症,人體的遺傳物質DNA(脫氧核糖核酸)受到損害,使正常生長的細胞蛻變成癌細胞並繼續生長成整塊的皮膚癌。也有說太陽光滲透進皮膚的表層。紫外線輻射轟擊著皮膚細胞核內的DNA基本單位,使許多單位溶化成失去作用的碎片。這些毛病的修復過程可能會出現不正常,從而導致癌變。流行病學已證實廠非黑瘤皮膚癌的發病率與日曬緊密相關。各種類型皮膚的人都有患非黑瘤皮膚癌的可能,但在淺色皮膚人群中發病率較高。動物實驗發現,紫外線中,紫外線B波長區是致癌作用最強的波長區域。

據估計,總臭氧量減少1%(即紫外線B增強2%),基礎細胞癌變率將增加約4%。近來的研究發現,紫外線B可使免疫系統功能發生變化。有的實驗結果表明,傳染性皮膚病可能也與由臭氧減少而導致的紫外線B增強有關。據估計總臭氧量減少1%,皮膚癌的發病率將增加5%-7%,白內障患者將增加0.2%—0.6%。自1983年以來,加拿大皮膚癌的發病率己增加235%,1991年皮膚病患者已多達4.7萬人。美國環保局局長說,美國在今後50年內死于皮膚癌者,將比過去預計的增加20萬人。澳大利亞人喜歡曬日光浴,把皮膚曬得黑黑的。盡管科學家反復告誡多曬太陽會導致皮膚癌、他們對黑膚色還是樂此不疲。結果,直到澳大利亞人皮膚癌的發病率比世界上其他地方高出1倍時,才醒悟過來。全世界患皮膚癌的人已佔癌症患者總人數的1/3。

聯合國環境規劃署曾警告說,如果地球的臭氧層會繼續按照目前的速度減少並變薄,那麽到2000年時全世界患皮膚癌的比例將增加26%,達到30萬人。如果下個世紀初臭氧層再減少10%,那麽全世界每年患白內障的人有可能達到160萬-175萬人。

受紫外線侵害還可能會誘發麻疹、水痘、瘧病、疤疹、真菌病、結核病、麻風病、淋巴癌。

紫外線的增加還會引起海洋浮遊生物及蝦、蟹幼體、貝類的大量死亡,造成某些生物滅絕。紫外線照射結果還會使成群的兔子患上近視眼,成千上萬隻羊雙目失明。

紫外線B削弱光合作用

根據非洲海岸地區的實驗推測,在增強的紫外線B照射下,浮遊生物的光合作用被削弱約5%。增強的紫外線B還可通過消滅水中微生物而導致淡水生態系統發生變化,並因而減弱了水體的自凈化作用。增強的紫外線B還可殺死幼魚、小蝦和蟹。如果南極海洋中原有的浮遊生物極度下降,則海洋生物從整體上會發生很大變化。但是,有的浮遊生物對紫外線很敏感,有的則不敏感。紫外線對不同生物的DNA的破壞程度有100倍的差別。

嚴重阻礙各種農作物和樹木的正常生長 有些植物如花生和小麥,對紫外線B有較好的抵御能力,而另一些植物如萵苣、西紅柿、大豆和棉花,則是很敏感的。美國馬裏蘭大學農業生物技術中心的特倫莫拉用太陽燈對6個大豆品種進行了觀察實驗,結果顯示其中3個大豆品種對紫外線輻射極為敏感。具體表現為,大豆葉片光合作用強度下降,造成減產,同時也使大豆種于蛋白質和油脂含量下降。大氣臭氧層損失1%,大豆也將減產1%。

特倫莫拉還用了4年時間,對高劑量紫外輻射給樹木生長造成的影響進行了觀察。結果表明,木材積累量明顯下降,它們的根部生長也因而受阻。

對全球氣候的不良擾亂作用 平流層上層臭氧的大量減少以及與此有關的平流層下層和對流層上層臭氧量的成長,可能會對全球氣候起不良的擾亂作用。臭氧的縱向重分布可能使低空大氣變暖,並加劇由二氧化碳量增加導致的溫室效應

光化學大氣污染過量的紫外線使塑膠等高分子材料容易老化和分解,結果又帶來新的污染——光化學大氣污染。

臭氧分子結構:中心有個3中心4電子的π鍵,4個電子被3個氧原子共用,另外兩黑線邊是正常共價鍵,臭氧分子是不對稱的所以是極性的。

臭氧

但要註意:臭氧和二氧化碳雖然電子式類似,但分子結構不同。臭氧是折線形,二氧化碳是直線形。對此的解釋要用到大學的無機化學知識。

美國航空航天局的科學家們最近發現,在地球南極洲上空的巨大臭氧空洞在9月份發生了明顯變化,從原先的旋渦狀變成了兩頭大、中間小的“變形蟲”形狀。 

雖然這兩年,臭氧空洞面積看上去在縮小,但科學家警告說,目前就斷言臭氧層在“修復還原”還為時尚早。航空航天局的臭氧專家包羅-紐曼介紹,大氣層的溫度不斷上升造成了空洞的縮小。在2000年,南極洲的臭氧空洞面積曾經一度達到280萬平方公裏,相當于3個美國大陸的面積;在2002年9月初,航空航天局的科學家們估算,空洞縮小到150萬平方公裏。 

澳大利亞一個臭氧層研究小組曾向全世界報告了一條好訊息:由于環保措施這些年來得到有效地執行,南極洲上空的臭氧空洞正在不斷縮小,預計到2050年之前,這個“臭名昭著”的巨大空洞就可以完全被“填補”上了。

據報道,南極洲上空的臭氧空洞一直是困擾全世界環保人士的難題之一。最嚴重的時候,臭氧空洞的面積曾一度有3個澳大利亞那麽大。科學家們研究發現,“吞噬”臭氧的罪魁禍首原來是大氣層中的氯氟烴——一種含有氯、氟、碳三種元素的有機化合物(俗稱“氟裏昂”)。

為了防止臭氧空洞進一步加劇,保護生態環境和人類健康,1990年各國製定了《蒙特利爾議定書》,對氯氟烴的排放量規定了嚴格的限製。如今,這些年來環保組織的不懈努力終于獲得了回報:臭氧又回來了!澳大利亞英聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)的大氣研究專家保羅·弗雷舍激動地說:“這是一條重大新聞。我們期待這一天已經很久了!”他說,雖然影響臭氧空洞縮小進度的因素還有很多,比如溫室效應、氣候變化等等,“但我們在將各種因素綜合起來考慮之後,得出了這一結論:南極洲上空的臭氧空洞不出50年便會完全消失”。

據悉,從50年代起,隨著電冰櫃和空調(氯氟烴的主要生產源)的大量普及,大氣層中的氯氟烴含量逐年遞增,到2000年達到峰值。後來,由于新型無氟冰櫃的誕生,氯氟烴含量才開始明顯下降。

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