臭氧真的是臭的吗?如果没有臭氧层,会有什么后果?臭氧层是怎么形成的?

臭氧真的是臭的吗?如果没有臭氧层,会有什么后果?臭氧层是怎么形成的?
臭氧真的是臭的吗?如果没有臭氧层,会有什么后果?臭氧层是怎么形成的?

臭氧真的是臭的吗?如果没有臭氧层,会有什么后果?臭氧层是怎么形成的?
臭氧
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.
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 .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,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,但氯气和氮氧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ºC -111.9
熔点℃ -193
临界温度ºC -5
临界压力atm 92.3
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
爱恨交加说臭氧
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.中短波紫外线会透人皮肤深处,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.