中文名称：臭氧

英文名称：ozone；O3

定义1：化学分子式为O3，三原子形式的氧。常温、常压下无色，有特臭的气味，具有强氧化作用。所属学科：大气科学（一级学科）；大气化学（二级学科）

定义2：氧气的同素异形体，每个分子由三个氧原子组成。当其存在于平流层时有助于保护地球上的生物免受紫外线的伤害，而当其在地球表面附近时，是城市光化学烟雾的一种组分，对植被和人类有伤害作用。所属学科：生态学（一级学科）；全球生态学（二级学科）

 

本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

 

臭氧是氧的同素异形体，在常温下，它是一种有特殊臭味的蓝色气体。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中。它吸收对人体有害的短波紫外线，防止其到达地球。

臭氧的性能

【中文名称】臭氧                 

【英文名称】ozone

【结构或分子式】

　　O原子以sp2杂化轨道形成离域π键（三中心四电子体）。分子形状为V形。极性分子

【相对分子量或原子量】48.00

【密度】气体密度（ 0℃，g/L）2.144；液体密度（-150℃，g/cm3 ）1.473

【熔点（℃）】（固）-251.4

【沸点（℃）】（液）-112.4

【性状】

　　气态臭氧厚层带蓝色，有刺激性腥臭气味，浓度高时与氯气气味相像；液态臭氧深蓝色，固态臭氧紫黑色。

【用途】

　　用于水的消毒和空气的臭氧化，在化学工业中用作强氧化剂。

【制备或来源】

　　主要的制臭氧技术有：电解法、核辐射法、紫外线、等离子体及电晕放电法等几种。应用比较广泛的是臭氧发生器放电氧化空气或纯氧气成臭氧，紫外线杀菌灯分解空气中的氧气形成臭氧。即应用高能量交互式电流作用空气中的氧气使氧气分子电离而成臭氧。 

 

高锰酸盐和强酸反应可以生成臭氧。

　　分子式：O3

　　特别注意：因为臭氧特殊的π键，故臭氧转化为氧气是一个氧化还原反应，

　　2O3==(放电)==3O2转移电子数为4/3mol.

 

臭氧的起源

　　英文臭氧（Ozone）一词源自希腊语ozon，意为“嗅”。

　　西班牙文名称为Ozono

　　臭氧具有等腰三角形结构，三个氧原子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。 

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，它的浓度为0.2ppm。臭氧的气体明显地呈蓝色，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，在常温下慢慢分解 ，200℃时迅速分解 ，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大，0℃和1×10帕时，一体积水可溶解0.494体积臭氧。臭氧能刺激粘液膜，它对人体有毒，长时间在含0.1ppm臭氧的空气中呼吸是不安全的。臭氧层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，但氯气和氟化物促使臭氧分解为氧 ，破坏了臭氧保护层，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，无特殊气味。它还用于污水处理。

　　臭氧极易分解，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。臭氧可使许多有机色素脱色，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。

　　1785年，德国人在使用电机时，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制取。另外，在低温下电解稀硫酸，或将液体氧气加热都可制得臭氧。

　　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或森林有害。

 

臭氧的物理性质

性质      数据

分子量  47.99828

沸点      -111.9℃

熔点      -193℃

临界温度     -5℃

临界压力     atm92.3

等张比容     （90.2K） 75.7

生成热  KJ/mol -144

在水中的溶解度ml/100ml     49.4

 

常用臭氧数据

　　1、臭氧发生器的规格是按照臭氧产生的重量单位划分的。臭氧产量的单位是mg/h或g/h（毫克/小时、克/小时），即臭氧发生器工作1小时能够产生多少重量单位的臭氧。

　　2、臭氧在空气中的浓度单位是ppm或mg/m3；臭氧在水中的浓度单位是ppm或mg/L。换算方法：在空气中时1ppm＝2 .144mg/m3；在水中时，1ppm＝1mg/L。

　　3、臭氧在大气中达到一定的浓度时就会造成环境污染。我国规定在居住环境，臭氧浓度超过0.16mg/m3时就构成空气污染；在作业场所，臭氧浓度超过0.2mg/m3时就构成污染。

　　4、空气中的臭氧浓度达到0.02ppm时，嗅觉灵敏的人便可察觉，称之为感觉临界值，浓度在0.15ppm时为嗅觉临界值，一般人即可嗅出，这也是卫生标准点。

　　5、在对食品厂、药厂、化妆品厂的生产车间消毒时，在车间洁净度不超过30万级时，空气中的臭氧浓度达到10-20mg/m3即可，并且要密闭作用30分钟的时间；如果同时需要对车间内已有的设备和物品消毒，臭氧浓度需要达到20-30mg/m3；如果是对10万级、万级、局部百级洁净度的车间消毒时，臭氧浓度须达到30-100mg/m3。在对包装材料进行臭氧熏蒸消毒时，消毒室/柜内空气中的臭氧浓度一般在50-200mg/m3之间；在对生鱼片、虾仁等水产品进行臭氧水浸泡消毒时，水中臭氧浓度一般在0.8-1.0ppm之间。

　　6、常温常压混合条件下，瓶装纯净水用臭氧消毒时，通常1m3/h水需使用3g臭氧，并且水中臭氧浓度需达到或超过0.3mg/L；对瓶装矿泉水臭氧消毒时，通常1m3/h水需使用6g臭氧，并且水中臭氧浓度需达到或超过0.5mg/L。

　　7、泳池水用臭氧消毒时，按全池水循环一次时每小时的水流量确定投放臭氧量，通常是1m3/h水使用1-2g臭氧，然后再投加少量的消毒药剂。当1m3/h泳池水使用臭氧4g或以上时，池水不再需要投加消毒药剂，并且池水会变得清澈透蓝。

　　8、水产养殖用水臭氧消毒时，通常是按将池水的一半循环一次时，每小时的水流量来确定臭氧使用量的。淡水通常是1m3/h水使用1g臭氧，如果是海水臭氧量可提高到1.5-2g。育苗阶段时，臭氧使用量可适当降低。但不论臭氧使用量是多少，在加入过臭氧的水流回养殖池之前，水中的臭氧含量必须降低到0.05mg/L以下。

 

臭氧杀菌灯的应用

　　① 点亮灯后，室内污浊空气由于臭氧和紫外线的作用而渐清洁，于是此灯不断供应新鲜空气之源泉，这些电器能产生臭氧。在臭氧分解时空气中的游离细菌亦被杀灭，可以防止伤风感冒及其它种种以空气为媒介的传染病，防止肝炎 、 结核病的传染。适用于公共场所、交通工具车厢内、中央空调内等消毒杀菌。

　　② 防臭防霉。在公共场所、卫生间内点上此灯，不但可以防臭，而且还可以杀灭苍蝇、蚊子等幼虫。在阴暗潮湿的房间内，可防止物品变霉。

　　③ 在医院的手术室 、无菌室内的应用。

　　④ 食品卫生除杀菌消毒外，可延缓食物变质。

　　⑤ 水消毒。可以杀灭水中的细菌，不产生永久性残余物质、不产生致癌物质，水无异味等优点。紫外线臭氧杀菌灯点燃后，要特别注意对人的眼睛保护，不宜照射人体。另外，有的物品不宜用紫外线臭氧杀菌灯进行消毒杀菌，因此，可以使用无臭氧紫外线杀菌灯，采用掺钛石英玻璃，在灯点亮时可以滤掉产生臭氧185nm波长的光，使该灯不产生或产生极少臭氧。

臭氧的益处与危害

　　大气中臭氧层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乃至臭氧层空洞，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的破坏。世界上还为此专门设立国际保护臭氧层日。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，如果大气中的臭氧，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。 臭氧也是一种温室气体，能够导致更严重的温室效应。

　　臭氧是地球大气中一种微量气体，它是由于大气中氧分子受太阳辐射分解成氧原子后，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的上部或平流层，离地面有10～50千米，这才是需要人类保护的大气臭氧层。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一定作用。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，比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、北美、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，近地面大气臭氧层将成为影响我国华北地区空气质量的主要污染物。

　　研究表明，空气中臭氧浓度引起人员一定反应的浓度为0.5-1ppm，时间长了会感到口干等不适，浓度在1-4ppm会引起人员咳嗽。原因就在于，作为强氧化剂，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，导致肺功能减弱和组织损伤。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，人们已达成共识并做了许多工作。但是，对于臭氧层的负面作用，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，还没有真正切实可行的方法加以解决。

 

臭氧主要功能

　　1、食物净化： 由表及里的降解果蔬、粮食中残留的化肥、农药等有毒物质，清除肉、蛋中的抗生素、化学添加剂、激素等有害物质，杀灭海鲜中容易引起中毒的嗜盐性菌，把住病从口入关。

　　2、饮用水净化： 自来水经臭氧处理后是一种优质的生饮水。每升水只需通入 O3 2 分钟即可去除水中的余氯，杀菌、消毒、去味、去除重金属，防止致癌物质三氯甲烷的生成，增加水中含氧量，自制理想纯净的饮用水。

　　3、消毒灭菌： 将清洗后的餐饮用具放入水中通入 O3 20 分钟，可去除洗涤剂残留物，杀灭细菌、病毒，替代电子消毒柜，避免餐饮用具传染疾病。还可对衣物、毛巾、抹布、袜子等进行水介质消毒、除味。

　　4、空气净化： 将臭氧排气管挂在 1.7 米以上高度，排放 O3 20--30 分钟，即可有效去除室内烟尘或装饰材料的异味，降尘灭菌，增加空气含氧量，清新空气，让您在家中享受到雨后森林般清新的空气（可用于家庭、办公室、会议室、娱乐场所的除烟、除尘、消毒、去味）。

　　5、果蔬保鲜、防霉： 家庭果蔬保鲜只需往袋装果蔬中通入 O3 2 分钟，可延长保鲜期7天，也可用于菜窖防霉、果蔬运输。

　　6、洗浴、美容、保健： 洗臭氧浴在国外已成为时尚，通过臭氧浴治疗疾病已有多年历史，这是 O3 的又一神奇功效。经常洗臭氧浴能排除体内毒素，活化表皮细胞，消除痤疮，美白皮肤，对风湿病、皮肤病、妇科病、糖尿病及灰指甲等有良好疗效。

　　7、养鱼、浇花： 浇花、大棚蔬菜的喷灌，能避免虫害，减少农药使用量。 养鱼、水产养殖， O3 进入水中释放出初生态氧，消灭细菌、病毒，氧化杂质，防止水质腐坏变质，增加水中养份。

　　8、除臭： 因臭氧有很强的氧化分解能力，可迅速而彻底的消除空气中、水中的各种异味。

 

臭氧解除农药残留的基本原理

　　臭氧是一种强氧化剂，农药是一种有机化合物，臭氧消毒水通过强氧化破坏有机农药的化学键，使其失去药性，同时杀灭表面的各种细菌和病毒，达到解毒目的。

　　食堂果蔬餐具消毒机是利用臭氧的特性与性能而开发研制的一种食堂专用设备，此设备能快速杀菌、消毒除臭而且在短时间内产生高浓度臭氧水，保证食堂饭菜食用安全。此类设备一般采用臭氧杀菌灯或臭氧机实现。

　　1、可有效降解大米、蔬菜、瓜果中的农药残留，延长保存期。

　　2、用于餐具消毒、空气消毒、冰柜及贮藏室消毒，除异味、防霉，可有效地杀灭细菌、病毒，预防疾病的传播。

　　臭氧是氧的同素异构体，为强氧化剂；其降低农药，去除细菌效果是氯气的1.5倍，其杀菌速度比氯气快600—3000倍。臭氧在室温下自然衰变为氧气，衰变期为15分钟到25分钟。臭氧在水中则迅速转化为“生态氧”，而且没有残留问题。臭氧是高效、快速的除药杀菌剂。它可以迅速地在短时间内使农药残留物化解，使细菌、病毒迅速被消灭。

　　臭氧不仅具有消毒、灭菌、除臭、脱色等作用，而且还有改变植物呼吸状态，激活植物细胞，解毒，分化有机不纯物质等等许多有益于人类和环保“正向化”作用。臭氧通过水介质能有效地降低和歼灭在膳食物中的农药、化肥和生物激素残毒及各种病菌、病源菌，降低污染对人类的危害。

　　1）用臭氧机产生的臭气水浸泡蔬菜、水果，可由表及里的杀灭细菌、病毒，降解化肥、农药残留，激活植物细胞，使您吃到天然滋味、营养丰富的果蔬，吃起来更放心，其农药残留可去除95％以上，营养不流失，保鲜时间长。

　　2）用臭氧机产生的臭氧水浸泡肉鸡、生肉、冻鱼、冻虾，可杀灭屠宰、运输过程中携带的有害病菌，降解饲养过程中吸收的生物激素、抗生素、荷尔蒙等对人体有害的物质，还可去除腥味，让您吃上放心的鸡、鱼、肉、蛋，味道更加鲜美。

　　3）用臭氧机产生的臭氧水可漂白衣物表面的脏污及染剂的颜色，并可杀菌及分解杂质，减少水源污染，不会有化学洗涤剂残留而刺激皮肤，又有预防皮肤病和香港脚等效果。

　　4）将米用水淘净，可降解农药化肥残留，再用O3净化水煮饭。煮出的米饭香醇可口，富有营养。(不要使用铝制品容器)

　　由于臭氧最终将还原于氧气和水，不留任何残余物质，因而对环境无任何污染。

　　5）臭氧以其强氧化性、杀菌性、易分解性和无残留的特性，使它在去除农药残留、杀菌消毒、防腐保鲜等方面有广阔的应用前景。

　　无菌药品生产环境的空气洁净级别要求：为了达到上述要求，我们应选择什么样的净化灭菌工艺呢？当前有四种灭菌方法。其中臭氧灭菌是其中的一项重要方法。但无论用什么样的消毒方法，都要达到上述规定，臭氧灭菌也不例外。臭氧作为一种取代传统消毒方法的消毒手段，人们对它的要求更严而且更为省事易行，否则，就难以立足。

 

臭氧在餐饮业中应用的主要优点

　　臭氧在餐饮业中消毒方式灵活、成本低廉、效果明显、无副作用。

　　一、臭氧消毒方式 :1 、运用臭氧水清洗浸泡；2 、运用臭氧气消毒；

　　二、臭氧消毒的优势

　　1、不仅可对餐具消毒，更具备其它消毒设备和方法不具备的（对餐饮场地及厨用设备消毒能力）， 降解果蔬残留农药及肉制品中含有的有害激素，避免食物中毒现象的发生。

　　(1)臭氧气可直接对厨房、饭厅、刀厨具、冰箱、菜架、养殖地、储物室消毒，也可用臭氧水清洗消毒；

　　(2)臭氧气或臭氧水可用于那些不能耐高温的餐具消毒，例如塑料、彩瓷制品等。

　　(3)臭氧水洗菜，可降解果蔬中的残留农药及肉类制品的有害激素 。

　　2、臭氧消毒所需时间短，操作简单，消毒后无需再清洗，若要对 100 件餐具消毒（供 8-10 人用餐）：

　　（1）常规程序需用约140分钟，流程如下：

　　去污（15分钟）清毒浸泡（90分钟）清洗（15分钟）消毒柜消毒（20分钟）使用

　　（2）若用臭氧气消毒，一般只需38分钟。流程如下：

　　去污（15分钟）清洗（15分钟）消毒浸泡（8分钟） 使用

　　（3）若用臭氧水消毒，仅需30分钟。流程如下：

　　去污（15分钟） 清洗消毒浸泡（15分钟） 使用

　　3 、臭氧消毒无有害残留物、无二次污染。

　　臭氧消毒后自行分解为氧气，无异味、无污染，而且消毒全面、效果好。

　　4 、臭氧消毒使用成本低。

　　臭氧消毒主要以空气作原料，耗电比消毒柜低许多，臭氧消毒后餐具可直接使用，无须烘干

 

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进行的很迅速。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，从而导致细菌死亡。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毒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，从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，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。中短波紫外线会穿透到人皮肤深处，使人的皮肤产生炎症，人体的遗传物质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。流行病学已证实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。动物实验发现，紫外线中，紫外线B波长区是致癌作用最强的波长区域。

　　据估计，总臭氧量减少1％(即紫外线B增强2％)，基础细胞癌变率将增加约4％。近来的研究发现，紫外线B可使免疫系统功能发生变化。有的实验结果表明，传染性皮肤病可能也与由臭氧减少而导致的紫外线B增强有关。据估计总臭氧量减少1％，皮肤癌的发病率将增加5％-7％，白内障患者将增加0.2％—0.6％。自1983年以来，加拿大皮肤癌的发病率己增加235％，1991年皮肤病患者已多达4.7万人。美国环保局局长说，美国在今后50年内死于皮肤癌者，将比过去预计的增加20万人。澳大利亚人喜欢晒日光浴，把皮肤晒得黑黑的。尽管科学家反复告诫多晒太阳会导致皮肤癌、他们对黑肤色还是乐此不疲。结果，直到澳大利亚人皮肤癌的发病率比世界上其他地方高出1倍时，才醒悟过来。全世界患皮肤癌的人已占癌症患者总人数的1/3。

　　联合国环境规划署曾警告说，如果地球的臭氧层会继续按照目前的速度减少并变薄，那么到2000年时全世界患皮肤癌的比例将增加26％，达到30万人。如果下个世纪初臭氧层再减少10％，那么全世界每年患白内障的人有可能达到160万-175万人。

　　受紫外线侵害还可能会诱发麻疹、水痘、疟病、疤疹、真菌病、结核病、麻风病、淋巴癌。

　　紫外线的增加还会引起海洋浮游生物及虾、蟹幼体、贝类的大量死亡，造成某些生物灭绝。紫外线照射结果还会使成群的兔子患上近视眼，成千上万只羊双目失明。

紫外线B削弱光合作用

　　根据非洲海岸地区的实验推测，在增强的紫外线B照射下，浮游生物的光合作用被削弱约5％。增强的紫外线B还可通过消灭水中微生物而导致淡水生态系统发生变化，并因而减弱了水体的自净化作用。增强的紫外线B还可杀死幼鱼、小虾和蟹。如果南极海洋中原有的浮游生物极度下降，则海洋生物从整体上会发生很大变化。但是，有的浮游生物对紫外线很敏感，有的则不敏感。紫外线对不同生物的DNA的破坏程度有100倍的差别。

　　严重阻碍各种农作物和树木的正常生长 有些植物如花生和小麦，对紫外线B有较好的抵御能力，而另一些植物如莴苣、西红柿、大豆和棉花，则是很敏感的。美国马里兰大学农业生物技术中心的特伦莫拉用太阳灯对6个大豆品种进行了观察实验，结果显示其中3个大豆品种对紫外线辐射极为敏感。具体表现为，大豆叶片光合作用强度下降，造成减产，同时也使大豆种于蛋白质和油脂含量下降。大气臭氧层损失1％，大豆也将减产1％。

　　特伦莫拉还用了4年时间，对高剂量紫外辐射给树木生长造成的影响进行了观察。结果表明，木材积累量明显下降，它们的根部生长也因而受阻。

　　对全球气候的不良扰乱作用 平流层上层臭氧的大量减少以及与此有关的平流层下层和对流层上层臭氧量的增长，可能会对全球气候起不良的扰乱作用。臭氧的纵向重分布可能使低空大气变暖，并加剧由二氧化碳量增加导致的温室效应。

　　光化学大气污染 过量的紫外线使塑料等高分子材料容易老化和分解，结果又带来新的污染——光化学大气污染。

　　 

臭氧空洞

臭氧分子结构：中心有个3中心4电子的π键，4个电子被3个氧原子共用，另外两黑线边是正常共价键，臭氧分子是不对称的所以是极性的。

　　但要注意：臭氧和二氧化碳虽然电子式类似，但分子结构不同。臭氧是折线形，二氧化碳是直线形。对此的解释要用到大学的无机化学知识。

　　美国航空航天局的科学家们最近发现，在地球南极洲上空的巨大臭氧空洞在9月份发生了明显变化，从原先的旋涡状变成了两头大、中间小的“变形虫”形状。　

　　虽然这两年，臭氧空洞面积看上去在缩小，但科学家警告说，目前就断言臭氧层在“修复还原”还为时尚早。航空航天局的臭氧专家包罗-纽曼介绍，大气层的温度不断上升造成了空洞的缩小。在2000年，南极洲的臭氧空洞面积曾经一度达到280万平方公里，相当于3个美国大陆的面积；在2002年9月初，航空航天局的科学家们估算，空洞缩小到150万平方公里。

　　澳大利亚一个臭氧层研究小组曾向全世界报告了一条好消息：由于环保措施这些年来得到有效地执行，南极洲上空的臭氧空洞正在不断缩小，预计到2050年之前，这个“臭名昭著”的巨大空洞就可以完全被“填补”上了。

　　据报道，南极洲上空的臭氧空洞一直是困扰全世界环保人士的难题之一。最严重的时候，臭氧空洞的面积曾一度有3个澳大利亚那么大。科学家们研究发现，“吞噬”臭氧的罪魁祸首原来是大气层中的氯氟烃——一种含有氯、氟、碳三种元素的有机化合物(俗称“氟里昂”)。

　　为了防止臭氧空洞进一步加剧，保护生态环境和人类健康，1990年各国制定了《蒙特利尔议定书》，对氯氟烃的排放量规定了严格的限制。如今，这些年来环保组织的不懈努力终于获得了回报：臭氧又回来了!澳大利亚英联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的大气研究专家保罗·弗雷舍激动地说：“这是一条重大新闻。我们期待这一天已经很久了!”他说，虽然影响臭氧空洞缩小进度的因素还有很多，比如温室效应、气候变化等等，“但我们在将各种因素综合起来考虑之后，得出了这一结论：南极洲上空的臭氧空洞不出50年便会完全消失”。

　　据悉，从50年代起，随着电冰箱和空调(氯氟烃的主要生产源)的大量普及，大气层中的氯氟烃含量逐年递增，到2000年达到峰值。后来，由于新型无氟冰箱的诞生，氯氟烃含量才开始明显下降。

 

科学家发现土壤中的臭氧抑制植物生长

　　欧洲科学家的一项联合研究发现，臭氧层是使地表生物免遭太阳紫外线危害的天然屏障，但土壤中的臭氧却是植物生长的大敌，它能抑制各种植物的生长，给农业生产带来重大损失。

　　臭氧是大气中自然产生的一种具有特殊臭味的微量无色气体，绝大部分臭氧存在于离地面25公里左右处的大气平流层中，这就是人们通常所说的臭氧层。臭氧量往往随纬度、季节和天气等因素的变化而不同。

　　法国研究人员介绍说，天空中的臭氧层能够吸收99％以上的太阳紫外线，为地球上的生物提供了天然的保护屏障，而当臭氧存在于土壤中时却是一种严重的污染。最新得出的研究结果表明，光照越强的地方，土壤中臭氧造成的损失，尤其是对于农作物造成的损失越大。

　　法国研究人员认为，造成土壤中臭氧含量增高的主要原因是石油产品等矿物燃料在燃烧过程中产生氮氧化物，这些氮氧化物在空气中四处漂浮，其中的部分氧原子慢慢地与空气中的氧气结合，构成由3个氧原子组成的臭氧。他们强调说，太阳光照能够加速这种化学反应，因此在气候不同的地区，土壤中臭氧对植物生长的影响程度也不一样。 在水处理系统中，水箱、交换柱以及各种过滤器、膜和管道，均会不断的滋生和繁殖细菌。消毒杀菌的方法虽然都提供了除去细菌和微生物的能力，但这些方法中没有哪一种能够在多级水处理系统中除去全部细菌及水溶性的有机污染。目前在高纯水系统中能连续去除细菌和病毒的最好方法是用臭氧。

　　1905年起，臭氧就开始用于水处理。它较用氯处理水优越，能除去水中的卤化物。此方法在国内水系统中的应用仅处于起步阶段。在国外，这种消毒方式已非常普遍，这是由于臭氧不会产生有害的残留物。

　　使用臭氧消毒并在用水点前安装紫外灯减少臭氧残留，是制药用水系统、尤其是纯化水系统消毒的常用方法之一。

 

 

 

臭氧消毒

臭氧技术是既古老又崭新的技术，1840年德国化学家发明了这一技术，1856 年被用于水处理消毒行业。目前，臭氧已广泛用于水处理、空气净化、食品加工、医疗、医药、水产养殖等领域，对这些行业的发展起到了极大的推动作用。臭氧可使用臭氧发生器制取，其生成原理臭氧可通过高压放电、电晕放电、电化学、光化学、 原子辐射等方法得到，原理是利用高压电力或化学反应，使空气中的部分氧气分解后聚合为臭氧，是氧的同素异形转变的一种过程。臭氧的分子式为 O3。

 

臭氧的灭菌原理

　　臭氧是一种强氧化剂，灭菌过程属生物化学氧化反应。O3灭菌有以下3种形式：

　　1.臭氧能氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶，使细菌灭活死亡。

　　2.直接与细菌、病毒作用，破坏它们的细胞器和DNA、RNA，使细菌的新陈代

　　谢受到破坏，导致细菌死亡。

　　3.透过细胞膜组织，侵入细胞内，作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使

　　细菌发生通透性畸变而溶解死亡。

 

臭氧灭菌的优点

　　臭氧灭菌为溶菌级方法，杀菌彻底，无残留，杀菌广谱，可

　　杀灭细菌繁殖体和芽孢、病毒、真菌等，并可破坏肉毒杆菌毒素。另外，O3

　　对霉菌也有极强的杀灭作用。O3由于稳定性差，很快会自行分解为氧气或单

　　个氧原子，而单个氧原子能自行结合成氧分子，不存在任何有毒残留物，所

　　以，O3是一种无污染的消毒剂。O3为气体，能迅速弥漫到整个灭菌空间，灭

　　菌无死角。而传统的灭菌消毒方法，无论是紫外线，还是化学熏蒸法，都有

　　不彻底、有死角、工作量大、有残留污染或有异味等缺点，并有可能损害人

　　体健康。如用紫外线消毒，在光线照射不到的地方没有效果，有衰退、穿透

　　力弱、使用寿命不长等缺点。化学熏蒸法也存在不足之处，如对抗药性很强

　　的细菌和病毒，则杀菌效果不明显。

 

臭氧灭菌存在的问题

　　臭氧消毒作为氯消毒的替代方法，在饮用水处理中被越来越多地应用。试验表明，臭氧几乎对所有细菌、病毒、真菌及原虫、卵囊都具有明显的灭活效果。但是臭氧氧化含有溴离子的原水时会产生溴酸根。溴酸根已被国际癌症研究机构定为2B级潜在致癌物，WHO建议饮用水的最大溴酸根含量为25μg/L，美国环保局(USEPA)饮水标准中规定溴酸根的最高允许浓度为10μg/L。臭氧氧化过程中溴酸盐的生成有臭氧氧化和臭氧/氢氧自由基氧化两种途径，控制溴酸盐可以从控制其形成和生成后去除两个方面进行。降低pH、添加氨气、氯-氨工艺和优化臭氧化条件是控制溴酸盐形成的方法，溴酸盐生成后则可以利用物理、化学和生物方法去除。因此要实现臭氧、致病菌与溴酸盐三者的平衡需进一步探讨臭氧灭菌机理及溴酸盐控制方法。

　　所以桶装水买回家后别急着饮用，保险的办法是先放上一两天，让水中的溴酸盐分解成无害的溴化物后再喝不迟。

　　臭氧空气消毒注意事项

　　1、臭氧对人体呼吸道粘膜有刺激，空气中臭氧浓度达1mg/L时，即可嗅出，达2.5-5mg/L时，可引起脉搏加速、疲倦、头痛，人若停留1小时以上，可发生肺气肿，以致死亡。故消毒用臭氧消毒空气，必须是在人不在的条件下，消毒后至少过30分钟才能进入。

　　2、臭氧为强氧化剂，对多种物品有损坏，浓度越高对物品损坏越重，可使铜片出现绿色锈斑、橡胶老化，变色，弹性减低，以致变脆、断裂，使织物漂白褪色等。

 

臭氧灭菌的效果

　　臭氧灭菌的速度和效果是无与伦比的，它的高氧化还原电位决定它对氧化、脱色、除味方面的广泛应用，有人研究指出，臭氧溶解于水中，几乎能够杀水中一切对人体有害的物质，比如铁、锰、铬、硫酸盐、酚、苯、氧化物等，还可分解有机物及灭藻等。

　　臭氧消毒灭菌方法与常规的灭菌方法相比具有以下特点：

　　（1）、高效性。臭氧消毒灭菌是以空气为煤质，不需要其他任何辅助材料和添加剂。所体包容性好，灭菌彻底，同进还有很强的除霉、腥、臭等异味的功能。

　　（2）、高洁净性。臭氧快速分解为氧的特征，是臭氧作为消毒灭菌的独特优点。臭氧是利用空气中的氧气产生的，消毒过程中，多余的氧在30分钟后又结合成氧分子，不存在任何残留物，解决了消毒剂消毒方法产生的二次污染问题，同时省去了消毒结束后的再次清洁。

　　（3）方便性。臭氧灭菌器一般安装在洁净室或者空气净化系统中或灭菌室内（如臭氧灭菌柜，传递窗等）。根据调试验证的灭菌浓度及时间，设置灭菌器的按时间开启及运行时间，操作使用方便。

　　（4）、经济性。通过臭氧消毒灭菌在诸多制药行业及医疗卫生单位的使用及运行比较，臭氧消毒方法与其他方法相比具有很大的经济效益及社会效益。在当今工业快速发展中，环保问题特别重要，而臭氧消毒却避免了其他消毒方法产生的二次污染。

 

臭氧消毒的领域

　　国内的臭氧技术逐渐的成熟，臭氧也慢慢被人们所熟知，由于它的消毒能力极强从而代替了常规消毒被应用到各个领域：

　　1、客厅、房间空气净化消毒领域：臭氧具有杀灭空气中含有的细菌和病毒，有降尘的功能，使空气清新自然，起到消除疲劳，提神醒脑的效果。

　　2、 水果蔬菜保鲜消毒领域：水果、蔬菜的运输、贮藏一直是急需解决的问题，处理不当将带来极大损失。据悉，我国每年有30-40%的蔬菜因储运不当和局部积压而成为垃圾。臭氧与负离子共同作用有极好的果蔬保鲜功能，因此利用臭氧技术可以大大延长果蔬的保鲜、贮存时间，扩大其外运范围。另外，臭氧技术还可以用于净菜处理中的杀菌消毒。日本川岛播磨重工业公司开发了利用臭氧水自动对蔬菜进行杀菌的系统。据其研究，与目前用于蔬菜杀菌的次氯酸钠相比，低浓度臭氧水杀菌迅速高效，没有二次污染。通过实验对比臭氧水和次氯酸钠对很容易在蔬菜中繁殖的枯草菌的杀菌效果发现，用浓度为50ppm的次氯酸钠杀菌2分钟后细菌还没有被杀死，而用浓度为5ppm的臭氧水杀菌20秒后99.9%的细菌被杀死。臭氧水将成为最佳的蔬菜杀菌剂。同时，臭氧水能有效氧化蔬菜水果表面农药，降低农药残留量，保护身体健康。

　　3、环境资源保护领域：产生水危机的主要原因是浪费、污染、用水分配不均和灌溉，其中约有5.5亿立方米/年的水体被污染。作为高效杀菌、解毒剂的臭氧自然吸引了众多的科学家研究将其应用于水资源污染处理及节约工业用水领域的技术。美国地下水技术公司在试验用臭氧化技术处理土壤及地下水污染取得成功。该公司的试验表明，臭氧化技术可以在几个月内消除35 ～ 98%的有毒物质，而这些有毒物质用挥发、生物降解等传统方法来处理则需几年时间。有研究表明，用臭氧配合紫外线照射可以将工业废水中有毒碳氢化合物氧化分解，同时去除重金属离子。这种方法在染料业废水处理中已取得95%的净化率，比传统方法提高25%。处理后的工业污水可以循环使用，避免了水土污染，节约了工业用水。在发达国家，臭氧技术在处理饮用水、海水淡化等方面也已获得应用。

　　除以上这些领域外，臭氧技术还应用在养殖业、渔业、农业、食品加工业等领域。

　　4、医疗卫生领域：医院是治疗疾病的地方，但是由于到医院就诊的人很大部分是危重患者，其炎症正处于高峰时期，来自病人身上的有害病菌极易散发于空气中。因此，医院又是容易感染疾病的场所。现在，由于到医院就诊引起交叉感染的事已司空见惯。医院手术和护理操作前大夫或护士的双手及手术器具的消毒问题也是亟待解决的课题之一。具有高效、迅速杀菌作用的臭氧在医院环境消毒、术前消毒等方面大有用武之地。比如，日本科学家就研究过用于医院的臭氧水消毒法。据其研究结果，用臭氧水对医院手术前医生、护士的双手消毒，可杀死所有细菌，不仅时间极短，而且其消毒效果也是其他碘类消毒剂无法比拟的。传统进行同样的消毒操作至少需要10分钟。在医院中最易引起感染的黄色葡萄球菌和绿脓杆菌等在臭氧水中只需5秒钟即可全部杀死，其杀菌力远远超过酒精和氯。而且臭氧水具有可靠的安全性，经常使用不会伤及肌肤，即使误喝也不会中毒。

　　臭氧还可以用于治疗。如俄罗斯研究出一种特殊的液压液来治愈伤口，其基本方法就是在高压下用雾状富含臭氧的生理溶液冲洗伤口，水流就象手术刀一样将伤口中的脓血、坏死组织及细菌分解物清除，同时杀死伤口表面的致病微生物。然后变换"臭氧刀"的结构，继续增大液体的压力，使臭氧化的溶液渗进发炎组织几毫米至3厘米深，并增加氧气，杀死更深层的致病细菌。据报道，用这种方法已治疗过200例病人，他们都是一些糖尿病、脓毒病、血管动脉硬化及不宜施行通常外科手术的患者，结果这些病人的伤口全都完全愈合。

　　5、食品行业消毒领域：在饮料、果汁等生产过程中，臭氧水可用于管路、生产设备及盛装容器的浸泡和冲洗，从而达到消毒灭菌的目的。采用这种浸泡、冲洗的操用方法，一是管路、设备及盛装容器表面上的细菌、病毒大量被冲淋掉；二是残留在表面上的未被冲走的细菌、病毒被臭氧杀死，非常简单省事，而且在生产中不会产生死角，还完全避免了生产中使用化学消毒剂带来的化学毒害物质排放及残留等问题。另外，利用臭氧水对生产设备等的消毒灭菌技术结合膜分离工艺、无菌灌装系统等，在酿造工业中用于酱油、醋及酒类的生产，可提高产品的质量和档次。

　　在蔬菜加工中的应用，如小包装蔬菜如传统的榨菜、萝卜、小黄瓜等食品加工中，很多企业为延长产品的保质期，往往采用包装后高温杀菌的工艺，这样不仅对产品的色泽、质地等带来了不利的影响，而且还消耗了大量的能源。利用臭氧水冷杀菌新技术可避免传统加工工艺对产品质量带来的不利影响，并且可提高产品质量，降低生产成本。

　　在水产制品加工中的应用，在冷冻水产品的冻前处理中，通过臭氧水喷淋杀菌对水制产品的卫生指标可以起到良好的控制作用。

　　在冷库中的应用主要有三个方面：一是杀灭微生物—消毒杀菌；二是使各种有臭味的无机物或有机物氧化一除臭；三是使新陈代谢产物氧化，从而抑制新陈代谢过程。

　　6、臭氧在禽类养殖的应用领域：禽类现代工厂化养殖，尤其是养鸡生产已到了转型期，即从普及发展转为提高生产效率和产品质量阶段。在转型期常规的技术已暴露出明显的弱点。就以养鸡生产最关 键的预防瘟疫和病害的措施来说，必须在技术上找到新的突破口，才能提高生产效益和产品质量。在常规的饲养过程中只是不断地给鸡喂上抗生素和注射疫苗。这些 措施看起来无可非议，但是，却忽视了饲养过程中平时无时不刻地对场内空气进行杀菌、消毒、净化。而使受细菌病毒等污染的如侏儒症。过多地使用化学药物会损 害了蛋鸡的吸钙机能。蛋鸡的吸钙机能一时受损即使增加含钙饲料也收效甚微，软壳蛋不可避免地还要产出。养鸡生产过程中不给鸡喂抗生素等药物难以避免瘟疫疾 病带来的损失，喂了抗生素等药物又影响了产品质量，实在处于两难状态。臭氧充注到养殖棚内，首先与禽类排泄物所散发的异臭进行分解反应去除异臭，当异臭去除到一定程度稍闻到臭氧味时，棚内空间的大肠杆菌，葡萄球菌及新城瘟疫、 鸡霍乱、禽流感等病毒基本随之杀灭。另外，不可忽视禽类的排泄物散发的胺类气体给禽类造成的毒害，农村养殖户冬天在养殖棚直接用煤炉取暖所产生的氧化硫等有毒气体给禽类造成的危害不可能靠化学药物来消除。但应用臭氧技术之后，有效地达到净化作用，进入应用臭氧技术的养殖棚内很直观地让人感觉到空气明显清新 了。

　　利用臭氧消毒净化养殖场内空气的同时，利用臭氧泡制臭氧水供给禽类饮用。也是重要的环节。禽类喝了臭氧水可改变禽类肠道微生态环境。臭氧在禽类肠道内减少了以宿主营养为生的细菌数量，减少宿主营养消耗。还使有力分泌的演粉酶的活性增强。提高了禽类尤其是幼禽对食物营养成份的利用率，增加了幼禽营养供应， 促使禽类健康生长。让禽在喝臭氧水相对地改变了禽类的抗药性，能有效预防如小鸡白痢等肠道疾病。需要指明的，臭氧在水中的半衰期是二十分种左右，边制边喝效果更好。但是臭氧会分解化学药物。供药与供臭氧水应相隔配套更先进。

　　通过大量的现场应用对比，臭氧有效地遏制了禽类瘟疫病害的发生，保证禽类的成活率并促进健康生长。养殖户非常满意，经济效益和社会效果显著。养肉鸡一般一个周期为五十天，应用臭氧技术之后可提前一个礼拜，几乎无因病死亡，鸡仔长得特别有精神;蛋鸡能保持稳定的产蛋率，而且从对比中发现大有提高。