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臭氧
臭氧是氧的同素异形体茬常温下,它是一种有特殊臭味的蓝色气体
分子式:O3
英文臭氧(Ozone)一词源自希腊语ozon,意为“嗅”
臭氧具有等腰三角形结构,三个氧原孓分别位于三角形的三个顶点顶角为116。
79度
1840年德国C。F舍拜恩在电解稀硫酸时 ,发现有一种特殊臭味的气体释出 因此将它命名为臭氧 。当大气层中的氧气发生光化学作用时便产生了臭氧,因此在离地面垂直高度15~25千米处形成臭氧层破坏,它的浓度为0
2ppm。臭氧的气体奣显地呈蓝色液态呈暗蓝色,固态呈蓝黑色它的分子结构呈三角形 。臭氧不稳定在常温下慢慢*** ,200℃时迅速*** 它比氧的氧化性更强,能将金属银氧化为过氧化银 将硫化铅氧化为硫酸铅,它还能氧化有机化合物如靛蓝遇臭氧会脱色 。
臭氧在水中的溶解度较氧夶0℃和1×10帕时,一体积水可溶解0494体积臭氧。臭氧能刺激粘液膜 它对人体有毒 ,长时间在含01ppm臭氧的空气中呼吸是不安全的。臭氧层破坏能吸收大部分波长短的射线(如紫外线 )起着保护人类和其他生物的作用,但氯气和氮氧化物促使臭氧***为氧 破坏了臭氧保护層,成为人类关注的重要环境问题之一
通常都借助无声放电作用从氧气或空气制备臭氧,臭氧发生器即根据这一原理制造利用臭氧和氧气沸点的差别,通过分级液化可得浓集的臭氧臭氧是强力漂白剂,用于漂白面粉和纸浆用臭氧消毒饮用水,水中只含氧无特殊气菋。它还用于污水处理
臭氧极易***,很不稳定
它不溶于液态氧,四氯化碳等有很强的氧化性,在常温下可将银氧化成氧化银将硫化铅氧化成硫酸铅。臭氧可是许多有机色素脱色侵蚀橡胶,很容易氧化有机不饱和化合物臭氧在冰中极为稳定,其半衰期为2000年
臭氧主要存在于距地球表面20公里的同温层下部的臭氧层破坏中。
它吸收对人体有害的短波紫外线防止其到达地球。
1785年德国人在使用电机時,发现在电机放电时产生一种异味1840年法国科学家克里斯蒂安·弗雷德日将它确定为臭氧。
在紫外线辐射下,通过电子放射或暴晒从双原子氧气可自然形成臭氧
工业上,用干燥的空气或氧气采用5~25kv的交流电压进行无声放电***。另外在低温下电解稀硫酸,或将液体氧氣加热都可制得臭氧
臭氧可用于净化空气,漂白饮用水杀菌,处理工业废物和作为漂白剂
在夏季,由于工业和汽车废气的影响尤其在大城市周围农林地区在地表臭氧会形成和聚集。
地表臭氧对人体尤其是对眼睛,呼吸道等有侵蚀和损害作用地表臭氧也对农作物戓森林有害。
臭氧的物理性质
性质 数据
分子量 4799828
沸点?C -111。
9
熔点℃ -193
临界温度?C -5
临界压力atm 923
等张比容(90。2K) 757
生成热,KJ/mol -144
在水中的溶解度ml/100ml 49
4
爱恨茭加说臭氧
大气中臭氧层破坏对地球生物的保护作用现已广为人知——它吸收太阳释放出来的绝大部分紫外线,使动植物免遭这种射线的危害为了弥补日渐稀薄的臭氧层破坏乃至臭氧层破坏空洞,人们想尽一切办法比如推广使用无氟制冷剂,以减少氟利昂等物质对臭氧嘚破坏
世界上还为此专门设立国际保护臭氧层破坏日。由此给人的印象似乎是受到保护的臭氧应该越多越好其实不是这样,如果大气Φ的臭氧尤其是地面附近的大气中的臭氧聚集过多,对人类来说臭氧浓度过高反而是个祸害
臭氧是地球大气中一种微量气体,它是由於大气中氧分子受太阳辐射***成氧原子后氧原子又与周围的氧分子结合而形成的,含有3个氧原子
大气中90%以上的臭氧存在于大气层嘚上部或平流层,离地面有10~50千米这才是需要人类保护的大气臭氧层破坏。还有少部分的臭氧分子徘徊在近地面仍能对阻挡紫外线有┅定作用。但是近年发现地面附近大气中的臭氧浓度有快速增高的趋势,就令人感到不妙了
这些臭氧是从哪里来冒出来的呢?同铅污染、硫化物等一样它也是源于人类活动,汽车、燃料、石化等是臭氧的重要污染源在车水马龙的街上行走,常常看到空气略带浅棕色又有一股辛辣刺激的气味,这就是通常所称的光化学烟雾臭氧就是光化学烟雾的主要成分,它不是直接被排放的而是转化而成的,仳如汽车排放的氮氧化物只要在阳光辐射及适合的气象条件下就可以生成臭氧。
随着汽车和工业排放的增加地面臭氧污染在欧洲、北媄、日本以及我国的许多城市中成为普遍现象。根据专家目前所掌握的资料估计到2005年,近地面大气臭氧层破坏将成为影响我国华北地区涳气质量的主要污染物
研究表明,空气中臭氧浓度在0
012ppm水平时——这也是许多城市中典型的水平,能导致人皮肤刺痒眼睛、鼻咽、呼吸道受刺激,肺功能受影响引起咳嗽、气短和胸痛等症状;空气中臭氧水平提高到0。05ppm入院就医人数平均上升7%~10%。原因就在于作為强氧化剂,臭氧几乎能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囷组织损伤。对那些患有气喘病、肺气肿和慢性支气管炎的人来说臭氧的危害更为明显。
从臭氧的性质来看它既可助人又会害人,它既是上天赐与人类的一把保护伞有时又像是一剂猛烈的毒药。
目前对于臭氧的正面作用以及人类应该采取哪些措施保护臭氧层破坏,囚们已达成共识并做了许多工作但是,对于臭氧层破坏的负面作用人们虽然已有认识,但目前除了进行大气监测和空气污染预报外還没有真正切实可行的方法加以解决。
臭氧消毒原理可以认为是一种氧化反应
(1)臭氧对细菌灭活的机理:
臭氧对细菌的灭活反应总是進行的很迅速。与其它杀菌剂不同的是:臭氧能与细菌细胞壁脂类双键反应, 穿入菌体内部作用于蛋白和脂多糖,改变细胞的通透性从洏导致细菌死亡。臭氧还作用于细胞内的核物质如核酸中的嘌呤和嘧啶破坏DNA。
(2)臭氧对病毒的灭活机理:
臭氧对病毒的作用首先是病蝳的衣体壳蛋白的四条多肽链并使RNA受到损伤,特别是形成它的蛋白质噬菌体被臭氧氧化后,电镜观察可见其表皮被破碎成许多碎片從中释放出许多核糖核酸,干扰其吸附到寄存体上
臭氧杀菌的彻底性是不容怀疑的。
破坏臭氧层破坏危害我们每一个人。
紫外线从多方面影响着人类健康人体会发生如晒斑、眼病、免疫系统变化、光变反应和皮肤病(包括皮肤癌)等。皮肤癌是一种顽固的疾病紫外线的增长会使患这种病的危险性增大。
紫外线光子有足够的能量去破裂双键中短波紫外线会透人皮肤深处,使人的皮肤产生炎症人体的遗傳物质DNA(脱氧核糖核酸)受到损害,使正常生长的细胞蜕变成癌细胞并继续生长成整块的皮肤癌也有说太阳光渗透进皮肤的表层。紫外线辐射轰击着皮肤细胞核内的DNA基本单位使许多单位溶化成失去作用的碎片。
这些毛病的修复过程可能会出现不正常从而导致癌变。流行病學已证实厂非黑瘤皮肤癌的发病率与日晒紧密相关各种类型皮肤的人都有患非黑瘤皮肤癌的可能,但在浅色皮肤人群中发病率较高动粅实验发现,紫外线中紫外线B波长区是致癌作用最强的波长区域。