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(gè)氧原子分別位于三角形的三個(gè)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(shí) ，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(shí)，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(shí)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(huì)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(duì)人體有毒 ，長時(shí)間在含0.1ppm臭氧的空氣中呼吸是不的。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(jí)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(duì)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(shí)，發(fā)現(xiàn)在電機(jī)放電時(shí)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，，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(huì)形成和聚集。地表臭氧對(duì)人體，尤其是對(duì)眼睛，呼吸道等有侵蝕和損害作用。地表臭氧也對(duì)農(nóng)作物或森林有害。

臭氧的物理性質(zhì)

性質(zhì) 數(shù)據(jù)

分子量 47.99828

沸點(diǎn)ºC -111.9

熔點(diǎn)℃ -193

臨界溫度ºC -5

臨界壓力atm 92.3

等張比容（90.2K） 75.7

生成熱，KJ/mol -144

在水中的溶解度ml/100ml 49.4

愛恨交加說臭氧

大氣中臭氧層對(duì)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(dòng)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(duì)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(duì)人類來說臭氧濃度過高反而是個(gè)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(gè)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(duì)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(dòng)，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?？吹娇諝饴詭\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。

研究表明，空氣中臭氧濃度在0.012ppm水平時(shí)——這也是許多城市中典型的水平，能導(dǎo)致人皮膚刺癢，眼睛、鼻咽、呼吸道受刺激，肺功能受影響，引起咳嗽、氣短和胸痛等癥狀；空氣中臭氧水平提高到0.05ppm，入院就醫(yī)人數(shù)平均上升7％～10％。原因就在于，作為強(qiáng)氧化劑，臭氧幾乎能與任何生物組織反應(yīng)。當(dāng)臭氧被吸入呼吸道時(shí)，就會(huì)與呼吸道中的細(xì)胞、流體和組織很快反應(yīng)，導(dǎo)致肺功能減弱和組織損傷。對(duì)那些患有氣喘病、肺氣腫和慢性的人來說，臭氧的危害更為明顯。

從臭氧的性質(zhì)來看，它既可助人又會(huì)害人，它既是上天賜與人類的一把保護(hù)傘，有時(shí)又像是一劑猛烈的毒藥。目前，對(duì)于臭氧的正面作用以及人類應(yīng)該采取哪些措施保護(hù)臭氧層，人們已達(dá)成共識(shí)并做了許多工作。但是，對(duì)于臭氧層的負(fù)面作用，人們雖然已有認(rèn)識(shí)，但目前除了進(jìn)行大氣監(jiān)測和空氣污染預(yù)報(bào)外，還沒有真正切實(shí)可行的方法加以解決。

臭氧原理可以認(rèn)為是一種氧化反應(yīng)。

（1）臭氧對(duì)滅活的機(jī)理：

臭氧對(duì)的滅活反應(yīng)總是進(jìn)行的很迅速。與其它劑不同的是：臭氧能與細(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(duì)病毒的滅活機(jī)理：

臭氧對(duì)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。

臭氧的徹底性是不容懷疑的。

破壞臭氧層，危害我們每一個(gè)人。

紫外線從多方面影響著人類健康。人體會(huì)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(huì)使患這種病的危險(xiǎn)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(huì)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(huì)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(dòng)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。

據(jù)估計(jì)，總臭氧量減少1％(即紫外線B增強(qiáng)2％)，基礎(chǔ)細(xì)胞癌變率將增加約4％。近來的研究發(fā)現(xiàn)，紫外線B可使免疫系統(tǒng)功能發(fā)生變化。有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，傳染性皮膚病可能也與由臭氧減少而導(dǎo)致的紫外線B增強(qiáng)有關(guān)。據(jù)估計(jì)總臭氧量減少1％，皮膚癌的發(fā)病率將增加5％-7％，白內(nèi)障患者將增加0．2％—0．6％。自1983年以來，加拿大皮膚癌的發(fā)病率己增加235％，1991年皮膚病患者已多達(dá)4．7萬人。美國環(huán)保局局長說，美國在今后50年內(nèi)死于皮膚癌者，將比過去預(yù)計(jì)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(xué)家反復(fù)告誡多曬太陽會(huì)導(dǎo)致皮膚癌、他們對(duì)黑膚色還是樂此不疲。結(jié)果，直到澳大利亞人皮膚癌的發(fā)病率比世界上其他地方高出1倍時(shí)，才醒悟過來。全世界患皮膚癌的人已占癌癥患者總?cè)藬?shù)的1／3。

聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署曾警告說，如果地球的臭氧層會(huì)繼續(xù)按照目前的速度減少并變薄，那么到2000年時(shí)全世界患皮膚癌的比例將增加26％，達(dá)到30萬人。如果下個(gè)世紀(jì)初臭氧層再減少10％，那么全世界每年患白內(nèi)障的人有可能達(dá)到160萬-175萬人。

受紫外線侵害還可能會(huì)誘發(fā)麻疹、水痘、瘧病、疤疹、病、結(jié)核病、麻風(fēng)病、淋巴癌。

紫外線的增加還會(huì)引起海洋浮游生物及蝦、蟹幼體、貝類的大量死亡，造成某些生物滅絕。紫外線照射結(jié)果還會(huì)使成群的兔子患上近視眼，成千上萬只羊雙目失明。

紫外線B削弱光臺(tái)作用 根據(jù)非洲海岸地區(qū)的實(shí)驗(yàn)推測，在增強(qiáng)的紫外線B照射下，浮游生物的光合作用被削弱約５％。增強(qiáng)的紫外線B還可通過消滅水中微生物而導(dǎo)致淡水生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生變化，并因而減弱了水體的自凈化作用。增強(qiáng)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游生物極度下降，則海洋生物從整體上會(huì)發(fā)生很大變化。但是，有的浮游生物對(duì)紫外線很敏感，有的則不敏感。紫外線對(duì)不同生物的DNA的破壞程度有100倍的差別。

嚴(yán)重阻礙各種農(nóng)作物和樹木的正常生長 有些植物如花生和小麥，對(duì)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。美國馬里蘭大學(xué)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)中心的特倫莫拉用太陽燈對(duì)6個(gè)大豆品種進(jìn)行了觀察實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示其中3個(gè)大豆品種對(duì)紫外線輻射極為敏感。具體表現(xiàn)為，大豆葉片光合作用強(qiáng)度下降，造成減產(chǎn)，同時(shí)也使大豆種于蛋白質(zhì)和油脂含量下降。大氣臭氧層損失1％，大豆也將減產(chǎn)1％。

特倫莫拉還用了4年時(shí)間，對(duì)高劑量紫外輻射給樹木生長造成的影響進(jìn)行了觀察。結(jié)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(duì)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(guān)的平流層下層和對(duì)流層上層臭氧量的增長，可能會(huì)對(duì)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，并加劇由二氧化碳量增加導(dǎo)致的溫室效應(yīng)。

光化學(xué)大氣污染 過量的紫外線使塑料等高分子材料容易老化和分解，結(jié)果又帶來新的污染——光化學(xué)大氣污染。

臭氧分子結(jié)構(gòu)：中心有個(gè)3中心4電子的派鍵，4個(gè)電子被3個(gè)氧原子共用，另外兩黑線邊式正常共價(jià)鍵，臭氧是對(duì)稱的所以是非極性的。

但要注意：臭氧和二氧化碳雖然電子式類似，但分子結(jié)構(gòu)不同。臭氧是折線形，二氧化碳是直線形。對(duì)此的解釋要用到大學(xué)的無機(jī)化學(xué)知識(shí)。

美國航空航天局的科學(xué)家們最近發(fā)現(xiàn)，在地球南極洲上空的巨大臭氧空洞在9月份發(fā)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(xué)家警告說，目前就斷言臭氧層在“修復(fù)還原”還為時(shí)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(jīng)一度達(dá)到280萬平方公里，相當(dāng)于3個(gè)美國大陸的面積；在2002年9月初，航空航天局的科學(xué)家們估算，空洞縮小到150萬平方公里。

澳大利亞一個(gè)臭氧層研究小組曾向全世界報(bào)告了一條好消息：由于環(huán)保措施這些年來得到有效地執(zhí)行，南極洲上空的臭氧空洞正在不斷縮小，預(yù)計(jì)到2050年之前，這個(gè)“臭名昭著”的巨大空洞就可以完全被“填補(bǔ)”上了。

據(jù)報(bào)道，南極洲上空的臭氧空洞一直是困擾全世界環(huán)保人士的難題之一。最嚴(yán)重的時(shí)候，臭氧空洞的面積曾一度有3個(gè)澳大利亞那么大?？茖W(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)，“吞噬”臭氧的罪魁禍?zhǔn)自瓉硎谴髿鈱又械穆确鸁N——一種含有氯、氟、碳三種元素的有機(jī)化合物(俗稱“氟里昂”)。

為了防止臭氧空洞進(jìn)一步加劇，保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人類健康，1990年各國制定了《蒙特利爾議定書》，對(duì)氯氟烴的排放量規(guī)定了嚴(yán)格的限制。如今，這些年來環(huán)保組織的不懈努力終于獲得了回報(bào)：臭氧又回來了!澳大利亞英聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO)的大氣研究專家保羅·弗雷舍激動(dòng)地說：“這是一條重大新聞。我們期待這已經(jīng)很久了!”他說，雖然影響臭氧空洞縮小進(jìn)度的因素還有很多，比如溫室效應(yīng)、氣候變化等等，“但我們?cè)趯⒏鞣N因素綜合起來考慮之后，得出了這一結(jié)論：南極洲上空的臭氧空洞不出50年便會(huì)完全消失”。

據(jù)悉，從50年代起，隨著電冰箱和空調(diào)(氯氟烴的主要生產(chǎn)源)的大量普及，大氣層中的氯氟烴含量逐年遞增，到2000年達(dá)到峰值。后來，由于新型無氟冰箱的誕生，氯氟烴含量才開始明顯下降。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)土壤中的臭氧抑制植物生長

歐洲科學(xué)家的一項(xiàng)聯(lián)合研究發(fā)現(xiàn)，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，它能抑制各種植物的生長，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來重大損失。

臭氧是大氣中自然產(chǎn)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公里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(jié)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(hù)屏障，而當(dāng)臭氧存在于土壤中時(shí)卻是一種嚴(yán)重的污染。得出的研究結(jié)果表明，光照越強(qiáng)的地方，土壤中臭氧造成的損失，尤其是對(duì)于農(nóng)作物造成的損失越大。

法國研究人員認(rèn)為，造成土壤中臭氧含量增高的主要原因是石油產(chǎn)品等礦物燃料在燃燒過程中產(chǎn)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(jié)合，構(gòu)成由３個(gè)氧原子組成的臭氧。他們強(qiáng)調(diào)說，太陽光照能夠加速這種化學(xué)反應(yīng)，因此在氣候不同的地區(qū)，土壤中臭氧對(duì)植物生長的影響程度也不一樣。 在水處理系統(tǒng)中，水箱、交換柱以及各種過濾器、膜和管道，均會(huì)不斷的滋生和繁殖。的方法雖然都提供了除去和微生物的能力，但這些方法中沒有哪一種能夠在多級(jí)水處理系統(tǒng)中除去全部及水溶性的有機(jī)污染。目前在高純水系統(tǒng)中能連續(xù)去除和病毒的方法是用臭氧。

1905年起，臭氧就開始用于水處理。它較用氯處理水優(yōu)越，能除去水中的鹵化物。此方法在國內(nèi)水系統(tǒng)中的應(yīng)用僅處于起步階段。在國外，這種方式已非常普遍，這是由于臭氧不會(huì)產(chǎn)生有害的殘留物。

使用臭氧并在用水點(diǎn)前安裝紫外燈減少臭氧殘留，是制藥用水系統(tǒng)、尤其是純化水系統(tǒng)的常用方法之一。

（1）化學(xué)性質(zhì)及功效

臭氧（O3）是氧的同素異形體，它是一種具有特殊氣味的淡藍(lán)色氣體。分子結(jié)構(gòu)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(qiáng)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），能破壞分解的細(xì)胞壁，很快地?cái)U(kuò)散透進(jìn)細(xì)胞內(nèi)，氧化分解內(nèi)部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶等，也可以直接與、病毒發(fā)生作用，破壞細(xì)胞、核糖核酸（RNA），分解脫氧核糖核酸（DNA）、RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物，使的代謝和繁殖過程遭到破壞。被臭氧殺死是由細(xì)胞膜的斷裂所致，這一過程被稱為細(xì)胞消散，是由于細(xì)胞質(zhì)在水中被粉碎引起的，在消散的條件下細(xì)胞不可能再生。應(yīng)當(dāng)指出，與次氯酸類劑不同，臭氧的能力不受PH值變化和氨的影響，其能力比氯大600-3000倍，它的、作用幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的，在水中臭氧濃度0.3-2mg/L時(shí)，0.5-1min內(nèi)就可以致死。達(dá)到相同效果（如使大腸桿菌殺滅率達(dá)99%）所需臭氧水藥劑量僅是氯的0.0048%。

臭氧對(duì)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(jīng)證明臭氧對(duì)病毒具有非常強(qiáng)的殺滅性，例如Poloi病毒在臭氧濃度為0.05-0.45mg/L時(shí)，2min就會(huì)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(hù)，它比生長態(tài)菌的抗臭氧能力高出10-15倍。

④ 白色（candida albicans）和青霉屬菌（penicillium）能被殺滅。

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

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

應(yīng)當(dāng)注意，雖然臭氧是強(qiáng)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(zhì)卻不容易和臭氧作用。

（2）臭氧的發(fā)生及常用濃度

臭氧的半衰期僅為30-60min。由于它不穩(wěn)定、易分解，無法作為一般的產(chǎn)品貯存，因此需在現(xiàn)場制造。用空氣制成臭氧的濃度一般為10-20mg/L，用氧氣制成臭氧的濃度為20-40mg/L。含有1%-4%（質(zhì)量比）臭氧的空氣可用于水的處理。

產(chǎn)生臭氧的方法是用干燥空氣或干燥氧氣作原料，通過放電法制得。另一個(gè)生產(chǎn)的臭氧的方法是電解法，將水電解變成氧元素，然后使其中的自由氧變成臭氧。

使用電解系統(tǒng)生產(chǎn)臭氧的主要優(yōu)點(diǎn)是：

① 沒有離子污染；

② 待處理的水是用來產(chǎn)生臭氧的原料，因此沒有來自系統(tǒng)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(shè)備進(jìn)行臭氧處理。

若在加壓條件下，可生產(chǎn)出較高濃度的臭氧。

（3）殘留臭氧去除法

經(jīng)臭氧處理過的水在投入藥品生產(chǎn)前，應(yīng)當(dāng)將水中殘存（過剩）的臭氧去除掉，以免影響產(chǎn)品質(zhì)量。臭氧的殘留量一般應(yīng)控制在低于0.0005-0.5mg/L的水平。從理論說，去除或降低臭氧殘留的方法有活性炭過濾、催化轉(zhuǎn)換、熱破壞、紫外線輻射等。然而在制藥工藝應(yīng)用最廣的方法只是以催化分解為基礎(chǔ)的紫外線法。具體做法是在管道系統(tǒng)中的個(gè)用水點(diǎn)前安裝一個(gè)紫外器，當(dāng)開始用水或生產(chǎn)前，先打開紫外燈即可。晚上或周末不生產(chǎn)時(shí)，則可將紫外燈關(guān)閉。一般消除1mg/L臭氧殘留所需的紫外線照射量為90000µW·s/cm2。

（4）注意事項(xiàng)

臭氧最適用于水質(zhì)及用水量比較穩(wěn)定的系統(tǒng)，當(dāng)其發(fā)生變化時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整臭氧的用量。在實(shí)際生產(chǎn)中，及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)有一定的困難。

另一個(gè)須考慮的問題是水中有機(jī)物的含量，當(dāng)水的混濁度小于5mg/L時(shí)，對(duì)臭氧的效果影響極微，混濁度增大，影響效果。如果有機(jī)物含量很高時(shí)，臭氧的消耗量將會(huì)升高，其能力則下降，因?yàn)槌粞鯇⑹紫认脑谟袡C(jī)物上，而不是殺滅方面。因此，國外制藥業(yè)在制藥用水系統(tǒng)中增加了總機(jī)碳（TOC）的監(jiān)控項(xiàng)目。但糟糕的是，在受到嚴(yán)重有機(jī)物污染的進(jìn)水中用臭氧處理后，大的有機(jī)物分子會(huì)破裂成微生物新陳代謝的營養(yǎng)源，因此，在沒有維持管網(wǎng)臭氧濃度的情況下，反會(huì)使得粘泥增多，進(jìn)而使水質(zhì)惡化。

在許多方面，作為劑的臭氧和氯氣，它們的優(yōu)點(diǎn)是互補(bǔ)的。臭氧具有快速和滅活病毒的作用，對(duì)于除嗅、味和色度，一般都有好的效果。氯氣則具有持久、靈活、可控制的作用，在管網(wǎng)系統(tǒng)中可連續(xù)使用。所以臭氧和氯氣結(jié)合起來使用，看來是水系統(tǒng)最為理想的方式。

臭氧的危害

低濃度的臭氧可，但超標(biāo)的臭氧則是個(gè)無形殺手！

它強(qiáng)烈刺激人的呼吸道，造成咽喉腫痛、胸悶咳嗽、引發(fā) 和肺氣腫；

臭氧會(huì)造成人的神經(jīng)中毒，頭暈、視力下降、記憶力衰退；

臭氧會(huì)對(duì)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(xiàn)黑斑；

臭氧還會(huì)破壞人體的免疫機(jī)能，誘發(fā)淋巴細(xì)胞染色體病變，加速衰老， 致使孕婦生畸形兒；

而復(fù)印機(jī)墨粉發(fā)熱產(chǎn)生的臭氧及有機(jī)廢氣更是一種強(qiáng)致癌物質(zhì)，它會(huì)引發(fā)各類癌癥和心血管疾病。

因此，臭氧和有機(jī)廢氣所造成的危害必須引起人們的高度重視。

臭氧簡介

臭氧又名三原子氧，俗稱“福氧、超氧、活氧”，分子式是 O3 。臭氧在常溫常壓下，呈淡藍(lán)色的氣體，伴有一種自然清新味道，臭氧的穩(wěn)定性極差，在常溫下可自行分解為氧氣，因此臭氧不能貯存，一般現(xiàn)場生產(chǎn)，立即使用。臭氧是目前已知的一種廣譜、、快速、、無二次污染的氣體，可殺滅芽胞、病毒、等，并可破壞肉桿菌毒素?？蓺绺皆谒⑹卟?、肉類等食物上的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、黃曲莓菌、鐮刀菌、冰島青霉菌、黑色變種芽胞、自然菌、淋球菌等，也可殺死甲、乙肝等傳染病毒，還可以去除果蔬殘留農(nóng)藥及洗滌用品殘留物的毒性。其的機(jī)理是作用于的細(xì)胞膜，使細(xì)胞膜構(gòu)成受到損壞，導(dǎo)致新陳代謝的障礙抑制其生長，直至死亡；其殺滅病毒的機(jī)理是通過直接破壞其核糖核酸或脫氧核糖核酸來完成。其降解農(nóng)藥的機(jī)理是通過直接破壞其化學(xué)鍵來實(shí)現(xiàn)。臭氧能殺死病毒，而健康細(xì)胞具有強(qiáng)大的平衡系統(tǒng)，因而臭氧對(duì)健康細(xì)胞危害較小。

臭氧性質(zhì)

一、物理性質(zhì)

在 常溫常壓下，較低濃度的臭氧是無色氣體，當(dāng)濃度達(dá)到 15%時(shí)，呈現(xiàn)出淡藍(lán)色。臭氧可溶于水，在常溫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(wěn)定性受水中所含雜質(zhì)的影響較大，特別是有金屬離子存在時(shí)，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°C0.1MP)，沸點(diǎn)是-111°C，熔點(diǎn)是-192°C。臭氧分子結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)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(zhì)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(shí)用上它的溶解度甚小，因?yàn)樗袷睾嗬?，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(huì)迫使水中臭氧從水和空氣的界面上逸出，使水中臭氧濃度總是處于不斷降低狀態(tài)。

二、化學(xué)性質(zhì)

1. 臭氧很不穩(wěn)定，在常溫下即可分解為氧氣。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(qiáng)的一種。臭氧的氧化作用導(dǎo)致不飽和的有機(jī)分子的破裂。使臭氧分子結(jié)合在有機(jī)分子的雙鍵上，生成臭氧化物。臭氧化物的自發(fā)性分裂產(chǎn)生一個(gè)羧基化合物和帶有酸性和堿性基的兩性離子，后者是不穩(wěn)定的，可分解成酸和醛。其反應(yīng)式為：

2O3 3O2 ＋ 285kJ （ 1-2 ）

由于分解時(shí)放出大量熱量，故當(dāng)其含量在 25 ％以上時(shí)，很容易爆炸。但一般臭氧化空氣中臭氧的含量很難超過 10 ％，在臭氧用于飲用水處理的較長歷史過程中，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(shí)，分解非常劇烈，達(dá)到 270℃ 高溫時(shí)，可立即轉(zhuǎn)化為氧氣。臭氧在水中的分解速度比空氣中快的多。在含有雜質(zhì)的水溶液中臭氧迅速回復(fù)到形成它的氧氣。如水中臭氧濃度為 6.25×10 -5 mol/L(3mg/l) 時(shí)，其半衰期為 5 ～ 30min ，但在純水中分解速度較慢，如在蒸餾水或自來水中的半衰期大約是 20min （ 20℃ ），然而在二次蒸餾水中，經(jīng)過 85min 后臭氧分解只有 10 ％，若水溫接近 0℃ 時(shí)，臭氧會(huì)變得更加穩(wěn)定。

2. 臭氧的氧化能力

臭氧得氧化能力極強(qiáng)，其氧化還原電位僅次于 F 2 ，在其應(yīng)用中主要用這一特性。

3. 臭氧的氧化反應(yīng)

a 、與無機(jī)物的氧化反應(yīng)

臭氧與亞鐵、Mn2+ 、硫化物、硫氰化物、氰化物、氯等均發(fā)生反應(yīng)

b 、臭氧與有機(jī)物的反應(yīng)

臭氧在水溶液中與有機(jī)物的反應(yīng)極其復(fù)雜，

⑴ 臭氧與烯烴類化合物的反應(yīng) 臭氧容易與具有雙鏈的烯烴化合物發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)的最終產(chǎn)物可能是單體的、聚合的、或交錯(cuò)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(yīng) 臭氧和芳香族化合物的反應(yīng)較慢，在系列苯＜萘＜菲＜嵌二萘＜蒽中，其反應(yīng)速度常數(shù)逐漸增大。

⑶ 對(duì)核蛋白（氨基酸）系、有機(jī)氨也都發(fā)生反應(yīng)

臭氧在下列混合物的氧化順序?yàn)?

鏈烯烴＞胺＞酚＞多環(huán)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 6.25×10 -6 mol/L(0.3mg/m3 ) 時(shí)，對(duì)眼、鼻、喉有刺激的感覺；濃度 (6.25-62.5)×10 -5 mol/L(3 ～ 30mg/m3 ) 時(shí)，出現(xiàn)頭疼及呼吸器官局部麻痹等癥 ; 臭氧濃度為 3.125×10 -4 ～ 1.25×10 -3 mol/L(15 ～ 60mg/m 3 ) 時(shí) 則對(duì)人體有危害。其毒性還和接觸時(shí)間有關(guān)，例如長期接觸 1.748×10 -7 mol/L(4ppm) 以下的臭氧會(huì)引起性心臟障礙，但接觸 20ppm 以下的臭氧不超過 2h ，對(duì)人體無性危害。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(shí)，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(fā)現(xiàn)一例因臭氧中毒而導(dǎo)致死亡的報(bào)道。

臭氧具有很強(qiáng)的氧化性，除了金和鉑外，臭氧化空氣幾乎對(duì)所有的金屬都有腐蝕作用。鋁、鋅、鉛與臭氧接觸會(huì)被強(qiáng)烈氧化，但含鉻鐵合金基本上不受臭氧腐蝕。基于這一點(diǎn)，生產(chǎn)上常使用含 25 ％ Cr 的鉻鐵合金（不銹鋼）來制造臭氧發(fā)生設(shè)備和加注設(shè)備中與臭氧直接接觸的部件。

臭氧對(duì)非金屬材料也有了強(qiáng)烈的腐蝕作用，即使在別處使用得相當(dāng)穩(wěn)定得聚氯乙烯塑料濾板等，在臭氧加注設(shè)備中使用不久便見疏松、開裂和穿孔。在臭氧發(fā)生設(shè)備和計(jì)量設(shè)備中，不能用普通橡膠作密封材料，必須采用耐腐蝕能力強(qiáng)的硅橡膠或耐酸橡膠等。

臭氧主要功能

1 、食物凈化：

由表及里的降解果蔬、糧食中殘留的化肥、農(nóng)藥等有毒物質(zhì)，清除肉、蛋中的、化學(xué)添加劑、等有害物質(zhì)，殺滅海鮮中容易引起中毒的嗜鹽性菌，把住病從口入關(guān)。 （注意：臭氧可能不完全氧化農(nóng)藥樂果，產(chǎn)生有劇毒的氧化樂果?。?

2 、飲用水凈化：

自來水經(jīng)臭氧處理后是一種優(yōu)質(zhì)的生飲水。每升水只需通入 O3 2 分鐘即可去除水中的余氯，、、去味、去除重金屬，防止致癌物質(zhì)三氯甲烷的生成，增加水中含氧量，自制理想純凈的飲用水。

3 、：

將清洗后的餐飲用具放入水中通入 O3 20 分鐘，可去除洗滌劑殘留物，殺滅、病毒，替代電子柜，避免餐飲用具傳染疾病。還可對(duì)衣物、毛巾、抹布、襪子等進(jìn)行水介質(zhì)、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 分鐘，即可有效去除室內(nèi)煙塵或裝飾材料的異味，降塵，增加空氣含氧量，清新空氣，讓您在家中享受到雨后森林般清新的空氣（可用于家庭、辦公室、會(huì)議室、娛樂場所的除煙、除塵、、去味）。

5 、果蔬保鮮、防霉：

家庭果蔬保鮮只需往袋裝果蔬中通入 O3 2 分鐘，可延長保鮮期 7 天，也可用于菜窖防霉、果蔬運(yùn)輸。

6 、洗浴、美容、保?。?

洗臭氧浴在國外已成為時(shí)尚，通過臭氧浴疾病已有多年歷史，這是 O3 的又一神奇功效。經(jīng)常洗臭氧浴能排除體內(nèi)毒素，活化表皮細(xì)胞，消除，美白皮膚，對(duì)風(fēng)濕病、皮膚病、婦科病、糖尿病及灰指甲等有良好療效。

7 、養(yǎng)魚、澆花：

澆花、大棚蔬菜的噴灌，能避免蟲害，減少農(nóng)藥使用量。

養(yǎng)魚、水產(chǎn)養(yǎng)殖， O3 進(jìn)入水中釋放出初生態(tài)氧，消滅、病毒，氧化雜質(zhì)，防止水質(zhì)腐壞變質(zhì)，增加水中養(yǎng)份。

8 、除臭：

因臭氧有很強(qiáng)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。

臭氧對(duì)人體有不良影響一般是濃度過大或純度不夠所致。

臭氧對(duì)人體造成不良影響的事例，大多是將工業(yè)用的臭氧用于家庭，其濃度高于生活所用臭氧濃度的數(shù)十倍，有時(shí)甚至達(dá)到數(shù)百倍。濃度過大，對(duì)人體造成傷害。純度不夠，純屬技術(shù)問題；氮氧化物過高，對(duì)人體有嚴(yán)重傷害。

此外，家庭用的臭氧機(jī)，如果使用不當(dāng)，也會(huì)出現(xiàn)不良的影響。例如，將噴射口直接對(duì)著口吹，以去除口臭；為了追求健康而讓嬰幼兒從鼻子吸進(jìn)臭氧或整晚無端地持續(xù)噴射臭氧等。這就像醫(yī)生所開出的藥一樣，如果服用次數(shù)與量錯(cuò)誤，就會(huì)出現(xiàn)副作用而危害人體。臭氧也是如此，使用方法如果錯(cuò)誤，也具有傷害健康的危險(xiǎn)性。

高濃度臭氧的強(qiáng)大氧化力能刺激眼、鼻、喉嚨的粘膜，對(duì)支氣管及肺等呼吸系統(tǒng)造成影響。如前所述，超過一定濃度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)呼吸困難、肺水腫等各種自覺癥狀。

目前，國內(nèi)尚未制訂關(guān)于臭氧的環(huán)境基準(zhǔn)，不過，日本產(chǎn)業(yè)衛(wèi)生學(xué)會(huì)的容許濃度為0.1ppm，美國也是0.1ppm俄羅斯為0.1kg/m3（0.05ppm）。

自然界的臭氧濃度，在夏天天氣好的時(shí)候?yàn)?.001-0.003ppm對(duì)身體好的森林浴、臭氧浴，大致為0.004-0.006ppm。

臭氧的、、脫臭作用，在0.0004ppm的濃度時(shí)能夠奏效。

臭氧的特征就是其獨(dú)特的臭味，我們能夠感覺到異臭時(shí)的濃度大致為0.01-0.015ppm，大部分人對(duì)臭氧的臭味感覺不適的濃度為0.1ppm。日本產(chǎn)業(yè)衛(wèi)生學(xué)會(huì)的許可基準(zhǔn)與此濃度相同，如果是以凈化室內(nèi)為目的，根本就不需要這么高的濃度。

換言之，只要幾十分之一的濃度就能夠產(chǎn)生效果，就完全不用到0.1ppm的濃度。所以不用擔(dān)心會(huì)對(duì)人體造成影響。

如果仍然能聞到臭氧的臭味，就表示釋放出了不必要的臭氧，這時(shí)只要停止使用，臭氧就不會(huì)殘留了。

家庭用臭氧對(duì)人沒有害。人們的嗅覺對(duì)臭氧極為敏感，家庭臭氧機(jī)產(chǎn)臭氧濃度一般為0.05ppm左右，而人能感受到的濃度為0.01ppm，按衛(wèi)生部標(biāo)準(zhǔn)接觸10小時(shí)不會(huì)對(duì)人體有任何影響和損害，世界應(yīng)用臭氧一百多年來，沒有發(fā)生一起臭氧中毒事件。