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臭氧
鎖定
臭氧理化性質
臭氧，化學式為O3，又稱三氧、超氧，因其類似魚腥味的臭味而得名，在常温下可以自行還原為氧氣。比重比氧大，微溶於水，易分解。臭氧由氧分子攜帶一個氧原子，因此它只是一種暫存狀態，攜帶的氧原子除氧化用掉外，剩餘的又組合為氧氣進入穩定狀態，所以臭氧沒有二次污染。
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臭氧主要是由氮氧化物(NOx)和揮發性有機物(VOCs)經過一系列複雜的光化學反應生成。
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臭氧密度2.144 g/l（氣）、1.614 g/ml（液，-185.4℃），熔點-192.7℃，沸點-111.9℃，臨界温度-12.1℃，臨界壓力5.31 MPa。氣態時為淺藍色，液化後為深藍色，固態時為紫黑色。
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分子呈V形，不穩定。常温下分解較慢，在164℃以上或有催化劑存在時或用波長為25 nm左右的紫外線照射臭氧時加速分解成氧氣。
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其氣體微溶於水，不溶於液氧，但可溶於液氮及鹼液。液態臭氧在常温下緩慢分解，高温下迅速分解，產生氧氣，受撞擊或摩擦時可發生爆炸。
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臭氧在水溶液中的分解速度比其在氣相中的分解速度快。臭氧在水中分解半衰期與温度及pH值有關。隨着温度升高，分解速度加快。温度超過100℃時，分解劇烈；温度達到270℃時，可立即轉化為氧氣。pH值越高，分解就越快。在常温常態常壓的空氣中分解，半衰期約為15～30 min。
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強氧化性
臭氧可使大多數色素褪色，可緩慢侵蝕橡膠、軟木，常用於飲料的消毒和殺菌，空氣淨化、漂白、水處理及飲水消毒、糧倉殺滅黴菌及蟲卵；可與不飽和有機物反應生成臭氧化物，這些臭氧化物在水的存在下可分解，原來的不飽和鍵開鏈，生成醛、酮和羧酸等；還可用於確定不飽和有機物結構。
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臭氧具有極強的氧化性和殺菌性能，是自然界最強的氧化劑之一，在水中氧化還原電位僅次於氟而居第二位。同時，臭氧反應後的產物是氧氣，所以臭氧是高效的無二次污染的氧化劑。作為強氧化劑，其特點如下
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：①可用作選擇性氧化、使主產品產率較高；②氧化温度低，在常壓下氧化能力也較強，且對敏感物質的氧化有利；③反應速度快，可定量氧化；④使用與製造方便。
臭氧檢測分析
臭氧分析主要有光譜分析和電化學分析。常用檢測方法主要為碘量法、靛藍二磺酸鈉分光光度法、紫外吸收法和化學發光法。實驗室常用的是碘量法。將臭氧通入碘化鉀溶液中，可使碘遊離出來，這一反應可用作臭氧的定量分析。
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臭氧計算化學數據
臭氧毒理學數據
臭氧急救措施
吸入：將患者移到通風處呼吸新鮮空氣，半直立體位休息，及時就醫。
皮膚接觸液體：引起凍傷時，用大量水沖洗，不要脱去衣服，及時就醫。
眼晴接觸：先用大量水沖洗幾分鐘，及時就醫。
食入：漱口，禁止催吐，及時就醫。
臭氧消防措施
應避免使用直流水滅火，直流水可能導致可燃性液體的飛濺，使火勢擴散。
滅火方法：切斷氣源。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場移至空曠處。
臭氧製備方法
臭氧用途
1.臭氧可用於殺滅細菌和病毒；
2.刺激機體白細胞增值及吞噬功能；
3.活氧對紅細胞的作用；
4.調節免疫系統；
5.增強機體抗氧化能力。
臭氧應用
臭氧作為一種新興的治療手段在歐美已經越來越多的被醫生們引起重視。德國、西班牙的醫生採用臭氧自體血回輸療法治療急性期中風患者，使患者致殘率大大降低；在意大利用於急性椎間盤突出的治療，取得了意想不到的效果；在古巴、俄羅斯用臭氧水、臭氧油治療燒傷、燙傷、糖尿病足，都取得了顯著療效。經過十幾年的不斷髮展，臭氧醫學逐步從單一治療椎間盤突出症發展到治療骨科、肝病科、心腦血管科、燙傷科、糖尿病內分泌科、腫瘤科等臨牀科室的應用，臭氧治療也從微創介入向自體血回輸治療、臭氧燻蒸、臭氧水沖洗、臭氧油塗抹等方向進行全面發展。
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臭氧臭氧氧化技術
臭氧氧化機理
目前認為臭氧與有機物的反應有2種途徑：
臭氧技術應用
1、廢水處理
臭氧氧化技術用於廢水處理有以下2種情況：（1）臭氧作為預處理或後處理，與其他方法聯合使用，如絮凝+臭氧、臭氧+生物濾池（生物活性炭法等）、臭氧+膜處理；（2）臭氧自身氧化處理，如：臭氧、臭氧-雙氧水、臭氧-雙氧水/UV光氧化、臭氧/UV光氧化、臭氧-固體催化劑（固體催化劑如活性炭等）。
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2、混凝-臭氧氧化技術
3、臭氧-生化法
利用此法處理廢水的專利近幾年有較多報道，利用臭氧預處理廢水、破壞水中難降解有機物，提高可生化性，再利用活性炭生物濾池進一步處理。該技術充分利用了臭氧的強氧化性、也利用了生物濾池的成本優勢，兩者結合後處理效果良好。
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4、臭氧直接曝氣處理
5、臭氧-雙氧水聯合氧化作用
臭氧-雙氧水系統是污水處理的一種高級氧化方法。臭氧和過氧化氫協同作用可以產生具有極強氧化作用的羥基自由基，能有效去除水中的有機污染物。此外，臭氧-雙氧水工藝對於去除天然水體中的有機污染物也很有效。
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6、臭氧-雙氧水-UV光氧化
臭氧危害
臭氧對人體的危害
國際環境空氣質量標準（National Ambient Air Quality Standards，NAAQS）提出，人在一個小時內可接受臭氧的極限濃度是260 μg/m3。在320 μg/m3臭氧環境中活動1 h就會引起咳嗽、呼吸困難及肺功能下降。臭氧還能參與生物體中的不飽和脂肪酸、氨基及其他蛋白質反應，使長時間直接接觸高濃度臭氧的人出現疲乏、咳嗽、胸悶胸痛等症狀。
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臭氧其他危害
臭氧污染防治
臭氧臭氧污染來源
臭氧的來源分為自然源和人為源。自然源的臭氧主要指平流層的下傳。在波長小於240 nm紫外線的輻射條件下，平流層中的臭氧會分解，產生的氧原子與氧分子結合產生臭氧，平流層臭氧向下傳輸到對流層，成為對流層中臭氧的源。
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人為源的臭氧主要是由人為排放的NOx、VOCs等污染物的光化學反應生成。當空氣中存在大量VOCs等污染物時，VOCs等產生的自由基與一氧化氮反應生成二氧化氮，此反應與臭氧和一氧化氮的反應形成競爭，不斷取代消耗二氧化氮光解產生的NO、HO2、RO2、H、OH引起了NO向NO2轉化，使上述動態平衡遭到破壞，導致臭氧逐漸累積。
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臭氧臭氧污染監測
我國2012年2月發佈的《環境空氣質量標準》（GB3095-2012）規定，臭氧的日最大8小時平均值二級濃度限值為160 μg/m3。我國目前測定臭氧的標準方法主要有《環境空氣臭氧的測定 靛藍二磺酸鈉分光光度法》（HJ 504-2009）和《環境空氣臭氧的測定 紫外光度法》（HJ 590-2010）兩種手工分析方法，自動監測方法主要有紫外熒光法和差分吸收光譜分析法。
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2018年2月22日，為貫徹落實《2018年重點地區環境空氣揮發性有機物監測方案》，生態環境部發布了《環境空氣臭氧前體有機物手工監測技術要求（試行）》（環辦監測函〔2018〕240號），進一步規範環境空氣臭氧前體有機物手工監測工作。
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臭氧臭氧的預報
隨着臭氧污染程度的加重以及人們對臭氧危害認識的加深，對臭氧的準確預報顯得尤為重要。上海、廣東等省市已連續多年開展臭氧預報。2018年1月16日，中國氣象局負責人表示，2018年將開展全國臭氧氣象預報，為生態環境部門提供支撐。
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臭氧控制對策
我國對於臭氧污染的控制防治尚處於起步階段。臭氧污染與霧霾不同，其產生機制複雜，治理難度很大。在公眾層面，不僅要注意個人健康防護，而且應積極參與到臭氧防治工作。臭氧污染時，戴口罩基本阻擋不了臭氧的吸入。因此，在臭氧污染嚴重時，兒童和老人等敏感人羣應儘量避免在午後日照強烈時外出，遠離馬路邊、裝修污染嚴重的地方。在國家層面，目前主要要建立臭氧和PM2.5協同控制機制，制定行之有效的臭氧污染防治對策。
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揮發性有機化合污染物和氮氧化物是臭氧形成的重要前體物，控制臭氧污染，就要協同控制好揮發性有機化合物和氮氧化物的排放。如：使用天然氣、太陽能、風能、生物質能等清潔能源，整治各類散亂污企業，限制煤炭等的消費總量；優化發展方式，改進工藝設計，在火電、鋼鐵、水泥建材、焦化、有色、石油煉製、化工、農藥醫藥、包裝印刷等重點行業實施清潔生產，減少污染物排放；控制城市機動車數量，進一步嚴格尾氣排放標準，鼓勵購買和使用清潔能源汽車，減少機動車尾氣排放量。
按《大氣污染防治行動計劃》，通過採取綜合防治措施，堅持政府調控與市場調節相結合、全面推進與重點突破相配合、區域協作與屬地管理相協調、總量減排與質量改善相同步，形成政府統領、企業施治、市場驅動、公眾參與的大氣污染防治新機制。
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- 參考資料
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- 1. 沈鑫甫等編. 中學教師實用化學辭典. 北京：北京科學技術出版社. 2002.
- 2. 安家駒 主編; 包文滁, 王伯英, 李順平 合編.實用精細化工辭典.北京：中國輕工業出版社. 2000.
- 3. 臭氧 ．化源網
- 4. 臭氧 ．Chemical Book
- 5. 付靜濤, 張凡建, 雷莉輝, 等人. 臭氧消毒技術應用概述[J]. 山東畜牧獸醫, 2012(10):88-89.
- 6. 大氣臭氧污染與防控歌謠 ．開封市生態環境局
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