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，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 。當大氣層中的氧氣發(fā)生光化學作用時，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色，液態(tài)呈暗藍色，固態(tài)呈藍黑色。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，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℃和1×10帕時，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，但氯氣和氮氧化物促使臭氧分解為氧 ，破壞了臭氧保護層，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(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，防止其到達地球。
1785年，德國人在使用電機時，發(fā)現(xiàn)在電機放電時產(chǎn)生一種異味。1840年法國科學家克里斯蒂安·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。
臭氧的物理性質(zhì)
性質(zhì) 數(shù)據(jù)
分子量 47.99828
沸點ºC -111.9
熔點℃ -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
大氣中臭氧層對地球生物的保護作用現(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(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，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——這也是許多城市中典型的水平，能導致人皮膚刺癢，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藥。目前，對于臭氧的正面作用以及人類應該采取哪些措施保護臭氧層，人們已達成共識并做了許多工作。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(jiān)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。
臭氧原理可以認為是一種氧化反應。
（1）臭氧對滅活的機理：
臭氧對的滅活反應總是進行的很迅速。與其它劑不同的是：臭氧能與細胞壁脂類雙鍵反應 穿入菌體內(nèi)部，作用于蛋白和脂多糖，改變細胞的通透性，從而導致死亡。臭氧還作用于細胞內(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，使正常生長的細胞蛻變成癌細胞并繼續(xù)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(nèi)的DNA基本單位，使許多單位溶化成失去作用的碎片。這些毛病的修復過程可能會出現(xiàn)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(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。動物實驗發(fā)現(xiàn)，紫外線中，紫外線B波長區(qū)是致癌作用最強的波長區(qū)域。
據(jù)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(fā)現(xiàn)，紫外線B可使免疫系統(tǒng)功能發(fā)生變化。有的實驗結(jié)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(guān)。據(jù)估計總臭氧量減少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(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，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繼續(xù)按照目前的速度減少并變薄，那么到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％，那么全世界每年患白內(nèi)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(fā)麻疹、水痘、瘧病、疤疹、病、結(jié)核病、麻風病、淋巴癌。
紫外線的增加還會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削弱光臺作用 根據(jù)非洲海岸地區(qū)的實驗推測，在增強的紫外線B照射下，浮游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(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發(fā)生很大變化。但是，有的浮游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(nóng)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。美國馬里蘭大學農(nóng)業(yè)生物技術(shù)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(jié)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(xiàn)為，大豆葉片光合作用強度下降，造成減產(chǎn)，同時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(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)的平流層下層和對流層上層臭氧量的增長，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，并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——光化學大氣污染。
臭氧分子結(jié)構(gòu)：中心有個3中心4電子的派鍵，4個電子被3個氧原子共用，另外兩黑線邊式正常共價鍵，臭氧是對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(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(jīng)一度達到280萬平方公里，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150萬平方公里。
澳大利亞一個臭氧層研究小組曾向全世界報告了一條好消息：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(jù)報道，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。最嚴重的時候，臭氧空洞的面積曾一度有3個澳大利亞那么大。科學家們研究發(fā)現(xiàn)，“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“氟里昂”)。
為了防止臭氧空洞進一步加劇，保護生態(tài)環(huán)境和人類健康，1990年各國制定了《蒙特利爾議定書》，對氯氟烴的排放量規(guī)定了嚴格的限制。如今，這些年來環(huán)保組織的不懈努力終于獲得了回報：臭氧又回來了!澳大利亞英聯(lián)邦科學與工業(yè)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。我們期待這已經(jīng)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。
科學家發(fā)現(xiàn)土壤中的臭氧抑制植物生長
歐洲科學家的一項聯(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屏障，而當臭氧存在于土壤中時卻是一種嚴重的污染。得出的研究結(jié)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(nóng)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(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個氧原子組成的臭氧。他們強調(diào)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(qū)，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(tǒng)中，水箱、交換柱以及各種過濾器、膜和管道，均會不斷的滋生和繁殖。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水處理系統(tǒng)中除去全部及水溶性的有機污染。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，這是由于臭氧不會產(chǎn)生有害的殘留物。
使用臭氧并在用水點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），能破壞分解的細胞壁，很快地擴散透進細胞內(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。被臭氧殺死是由細胞膜的斷裂所致，這一過程被稱為細胞消散，是由于細胞質(zhì)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、作用幾乎是瞬時發(fā)生的，在水中臭氧濃度0.3-2mg/L時，0.5-1min內(nèi)就可以致死。達到相同效果（如使大腸桿菌殺滅率達99%）所需臭氧水藥劑量僅是氯的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(jīng)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(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。
應當注意，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(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，即可以用較少的設備進行臭氧處理。
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，應當將水中殘存（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。然而在制藥工藝應用最廣的方法只是以催化分解為基礎的紫外線法。具體做法是在管道系統(tǒng)中的個用水點前安裝一個紫外器，當開始用水或生產(chǎn)前，先打開紫外燈即可。晚上或周末不生產(chǎn)時，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
臭氧最適用于水質(zhì)及用水量比較穩(wěn)定的系統(tǒng)，當其發(fā)生變化時應及時調(diào)整臭氧的用量。在實際生產(chǎn)中，及時進行調(diào)節(jié)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，對臭氧的效果影響極微，混濁度增大，影響效果。如果有機物含量很高時，臭氧的消耗量將會升高，其能力則下降，因為臭氧將首先消耗在有機物上，而不是殺滅方面。因此，國外制藥業(yè)在制藥用水系統(tǒng)中增加了總機碳（TOC）的監(jiān)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后，大的有機物分子會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，反會使得粘泥增多，進而使水質(zhì)惡化。
在許多方面，作為劑的臭氧和氯氣，它們的優(yōu)點是互補的。臭氧具有快速和滅活病毒的作用，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(fā) 和肺氣腫；
臭氧會造成人的神經(jīng)中毒，頭暈、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(xiàn)黑斑；
臭氧還會破壞人體的免疫機能，誘發(fā)淋巴細胞染色體病變，加速衰老， 致使孕婦生畸形兒；
而復印機墨粉發(fā)熱產(chǎn)生的臭氧及有機廢氣更是一種強致癌物質(zhì)，它會引發(fā)各類癌癥和心血管疾病。
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。
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?、蔬菜、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。其的機理是作用于的細胞膜，使細胞膜構(gòu)成受到損壞，導致新陳代謝的障礙抑制其生長，直至死亡；其殺滅病毒的機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)藥的機理是通過直接破壞其化學鍵來實現(xiàn)。臭氧能殺死病毒，而健康細胞具有強大的平衡系統(tǒng)，因而臭氧對健康細胞危害較小。
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，當濃度達到 15%時，呈現(xiàn)出淡藍色。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，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)，沸點是-111°C，熔點是-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，但是在實用上它的溶解度甚小，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(jié)合在有機分子的雙鍵上，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。其反應式為：
2O3 3O2 ＋ 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，分解非常劇烈，達到 270℃ 高溫時，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，臭氧會變得更加穩(wěn)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 2 ，在其應用中主要用這一特性。
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(fā)生反應
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(fā)生反應，反應的最終產(chǎn)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(shù)逐漸增大。
⑶ 對核蛋白（氨基酸）系、有機氨也都發(fā)生反應
臭氧在下列混合物的氧化順序為
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，對眼、鼻、喉有刺激的感覺；濃度 (6.25-62.5)×10 -5 mol/L(3 ～ 30mg/m3 ) 時，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 則對人體有危害。其毒性還和接觸時間有關(guān)，例如長期接觸 1.748×10 -7 mol/L(4ppm) 以下的臭氧會引起性心臟障礙，但接觸 20ppm 以下的臭氧不超過 2h ，對人體無性危害。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，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?；谶@一點，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)生設備和加注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(wěn)定得聚氯乙烯塑料濾板等，在臭氧加注設備中使用不久便見疏松、開裂和穿孔。在臭氧發(fā)生設備和計量設備中，不能用普通橡膠作密封材料，必須采用耐腐蝕能力強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。還可對衣物、毛巾、抹布、襪子等進行水介質(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，活化表皮細胞，消除，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(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。
臭氧對人體有不良影響一般是濃度過大或純度不夠所致。
臭氧對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，有時甚至達到數(shù)百倍。濃度過大，對人體造成傷害。純度不夠，純屬技術(shù)問題；氮氧化物過高，對人體有嚴重傷害。
此外，家庭用的臭氧機，如果使用不當，也會出現(xiàn)不良的影響。例如，將噴射口直接對著口吹，以去除口臭；為了追求健康而讓嬰幼兒從鼻子吸進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)與量錯誤，就會出現(xiàn)副作用而危害人體。臭氧也是如此，使用方法如果錯誤，也具有傷害健康的危險性。
高濃度臭氧的強大氧化力能刺激眼、鼻、喉嚨的粘膜，對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，會出現(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，不過，日本產(chǎn)業(yè)衛(wèi)生學會的容許濃度為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，在夏天天氣好的時候為0.001-0.003ppm對身體好的森林浴、臭氧浴，大致為0.004-0.006ppm。
臭氧的、、脫臭作用，在0.0004ppm的濃度時能夠奏效。
臭氧的特征就是其獨特的臭味，我們能夠感覺到異臭時的濃度大致為0.01-0.015ppm，大部分人對臭氧的臭味感覺不適的濃度為0.1ppm。日本產(chǎn)業(yè)衛(wèi)生學會的許可基準與此濃度相同，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。所以不用擔心會對人體造成影響。
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，這時只要停止使用，臭氧就不會殘留了。
家庭用臭氧對人沒有害。人們的嗅覺對臭氧極為敏感，家庭臭氧機產(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)生部標準接觸10小時不會對人體有任何影響和損害，世界應用臭氧一百多年來，沒有發(fā)生一起臭氧中毒事件。