臭氧基本知識
臭氧基本知識
臭氧(O₃)，是氧氣(O₂)的同素異形體，在常溫下，它是一種有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體。以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于臭氧基本知識的內(nèi)容，提供給大家參考和了解，希望大家喜歡!
臭氧基本知識
臭氧是氧的同素異形體，在常溫下，它是一種有特殊臭味的藍(lán)色氣體。 分子式：O3
英文臭氧(Ozone)一詞源自希臘語ozon，意為“嗅”。 西班牙文名稱為Ozono
臭氧具有等腰三角形結(jié)構(gòu)，三個氧原子分別位于三角形的三個頂點(diǎn)，頂角為116.79度。
1840年德國C.F.舍拜恩在電解稀硫酸時 ，發(fā)現(xiàn)有一種特殊臭味的氣體釋出 ，因此將它命名為臭氧 。當(dāng)大氣層中的氧氣發(fā)生光化學(xué)作用時，便產(chǎn)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(lán)色，液態(tài)呈暗藍(lán)色，固態(tài)呈藍(lán)黑色。它的分子結(jié)構(gòu)呈三角形 。臭氧不穩(wěn)定，在常溫下慢慢分解 ，200℃時迅速分解 ，它比氧的氧化性更強(qiáng)，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(jī)化合物，如靛藍(lán)遇臭氧會脫色 。臭氧在水中的溶解度較氧大，0℃和1×10帕?xí)r，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(hù)人類和其他生物的作用，但氯氣和氮氧化物促使臭氧分解為氧 ，破壞了臭氧保護(hù)層，成為人類關(guān)注的重要環(huán)境問題之一。通常都借助無聲放電作用從氧氣或空氣制備臭氧，臭氧發(fā)生器即根據(jù)這一原理制造。利用臭氧和氧氣沸點(diǎn)的差別，通過分級液化可得濃集的臭氧。臭氧是強(qiáng)力漂白劑，用于漂白面粉和紙漿，用臭氧消毒飲用水，水中只含氧，無特殊氣味。它還用于污水處理。
臭氧極易分解，很不穩(wěn)定。它不溶于液態(tài)氧，四氯化碳等。有很強(qiáng)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。臭氧可是許多有機(jī)色素脫色，侵蝕橡膠，很容易氧化有機(jī)不飽和化合物。臭氧在冰中極為穩(wěn)定，其半衰期為2000年。
臭氧主要存在于距地球表面20公里的同溫層下部的臭氧層中。它吸收對人體有害的短波紫外線，防止其到達(dá)地球。
1785年，德國人在使用電機(jī)時，發(fā)現(xiàn)在電機(jī)放電時產(chǎn)生一種異味。1840年法國科學(xué)家克里斯蒂安·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(yè)上，用干燥的空氣或氧氣，采用5~25kv的交流電壓進(jìn)行無聲放電制取。另外，在低溫下電解稀硫酸，或?qū)⒁后w氧氣加熱都可制得臭氧。
臭氧可用于凈化空氣，漂白飲用水，殺菌，處理工業(yè)廢物和作為漂白劑。 在夏季，由于工業(yè)和汽車廢氣的影響，尤其在大城市周圍農(nóng)林地區(qū)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(nóng)作物或森林有害。
大氣中臭氧層對地球生物的保護(hù)作用現(xiàn)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(bǔ)日漸稀薄的臭氧層乃至臭氧層空洞，人們想盡一切辦法，比如推廣使用無氟制冷劑，以減少氟利昂等物質(zhì)對臭氧的破壞。世界上還為此專門設(shè)立國際保護(hù)臭氧層日。由此給人的印象似乎是受到保護(hù)的臭氧應(yīng)該越多越好，其實(shí)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后，氧原子又與周圍的氧分子結(jié)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(hù)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(fā)現(xiàn)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。 這些臭氧是從哪里來冒出來的呢?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(xué)煙霧。臭氧就是光化學(xué)煙霧的主要成分，它不是直接被排放的，而是轉(zhuǎn)化而成的，比如汽車排放的氮氧化物，只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(yè)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(xiàn)象。根據(jù)專家目前所掌握的資料估計(jì)，到2005年，近地面大氣臭氧層將成為影響我國華北地區(qū)空氣質(zhì)量的主要污染物。
臭氧消毒原理可以認(rèn)為是一種氧化反應(yīng)
(1)臭氧對細(xì)菌滅活的機(jī)理：
臭氧對細(xì)菌的滅活反應(yīng)總是進(jìn)行的很迅速。與其它殺菌劑不同的是：臭氧能與細(xì)菌細(xì)胞壁脂類雙鍵反應(yīng), 穿入菌體內(nèi)部，作用于蛋白和脂多糖，改變細(xì)胞的通透性，從而導(dǎo)致細(xì)菌死亡。臭氧還作用于細(xì)胞內(nèi)的核物質(zhì)，如核酸中的嘌呤和嘧啶破壞DNA。
(2)臭氧對病毒的滅活機(jī)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，并使RNA受到損傷，特別是形成它的蛋白質(zhì)。噬菌體被臭氧氧化后，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，干擾其吸附到寄存體上。
臭氧殺菌的徹底性是不容懷疑的。
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(fā)生如曬斑、眼病、免疫系統(tǒng)變化、光變反應(yīng)和皮膚病(包括皮膚癌)等。皮膚癌是一種頑固的疾病，紫外線的增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(chǎn)生炎癥，人體的遺傳物質(zhì)DNA(脫氧核糖核酸)受到損害，使正常生長的細(xì)胞蛻變成癌細(xì)胞并繼續(xù)生長成整塊的皮膚癌。也有說太陽光滲透進(jìn)皮膚的表層。紫外線輻射轟擊著皮膚細(xì)胞核內(nèi)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(fù)過程可能會出現(xiàn)不正常，從而導(dǎo)致癌變。流行病學(xué)已證實(shí)廠非黑瘤皮膚癌的發(fā)病率與日曬緊密相關(guān)。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(fā)病率較高。動物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，紫外線中，紫外線B波長區(qū)是致癌作用最強(qiáng)的波長區(qū)域。
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