臭氧知識(shí)小科普

更新時(shí)間：2021-04-21

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臭氧知識(shí)小科普

臭氧是什么？

臭氧是氧氣的一種同素異形體，化學(xué)式是O₃，又稱三原子氧、超氧，因其類似魚腥味的臭味而得名，在常溫下可以自行還原為氧氣。比重比氧大，易溶于水，易分解。

臭氧的來(lái)源

臭氧的來(lái)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。

人為源的臭氧主要是由人為排放的NO_x、VOC_s等污染物的光化學(xué)反應(yīng)生成。在晴天、紫外線輻射強(qiáng)的條件下，NO₂等發(fā)生光解生成一氧化氮和氧原子，氧原子與氧反應(yīng)生成臭氧。臭氧是強(qiáng)氧化劑，在潔凈大氣中，臭氧與一氧化氮反應(yīng)生成為NO₂，而臭氧分解為氧氣，上述反應(yīng)的存在使臭氧在大氣中達(dá)到一種平衡狀態(tài)，不會(huì)造成臭氧累積。當(dāng)空氣中存在大量VOC_s等污染物時(shí)，VOC_s等產(chǎn)生的自由基與一氧化氮反應(yīng)生成二氧化氮，此反應(yīng)與臭氧和一氧化氮的反應(yīng)形成競(jìng)爭(zhēng)，不斷取代消耗二氧化氮光解產(chǎn)生的NO、HO₂、RO₂、H、OH引起了NO向NO₂轉(zhuǎn)化，使上述動(dòng)態(tài)平衡遭到破壞，導(dǎo)致臭氧逐漸累積，達(dá)到污染難度級(jí)別。NO_x、VOC_s、CO等臭氧前體物都是一次污染物，主要來(lái)源于交通工具的尾氣排放、石油化工和火力發(fā)電等工業(yè)污染源排放及飲食、印刷、房地產(chǎn)等行業(yè)的污染源排放等。秸稈等生物質(zhì)的大量燃燒，也會(huì)產(chǎn)生大量的VOC_s和NO_x等臭氧前體物。

臭氧的危害

對(duì)人體危害

國(guó)際環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提出，人在一個(gè)小時(shí)內(nèi)可接受臭氧的極限濃度是260μg/m³。在320μg/m³臭氧環(huán)境中活動(dòng)1h就會(huì)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(zhì)反應(yīng)，使長(zhǎng)時(shí)間直接接觸高濃度臭氧的人出現(xiàn)疲乏、咳嗽、胸悶胸痛、皮膚起皺、惡心頭痛、脈搏加速、記憶力衰退、視力下降等癥狀。

其他危害

臭氧也會(huì)對(duì)植物造成損害，甚至造成農(nóng)林植物的減產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益下降等。臭氧能夠較快地與室內(nèi)的建筑材料、居家用品、絲、棉花、醋酸纖維素、尼龍和聚酯的制成品中含不飽和碳碳鍵的有機(jī)化合物發(fā)生反應(yīng)，從而造成染料褪色、照片圖像層脫色、輪胎老化等。

大氣顆粒物與臭氧的相互作用

大氣顆粒物與臭氧的相互作用問題主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：

PM_2.5與臭氧的生成具有共同來(lái)源，NO_x和VOC_s是二者生成的共同前體物，通過氣體-顆粒物轉(zhuǎn)化過程形成的SIN(二次無(wú)機(jī)氣溶膠)和SOA(二次有機(jī)氣溶膠)等與臭氧的形成存在相互依存的關(guān)系；
氣溶膠影響光化學(xué)輻射通量，從而影響光化學(xué)反應(yīng)過程及臭氧的生成；
氣溶膠參與非均相(異相)化學(xué)反應(yīng)過程，大量的氣溶膠粒子表面提供了豐富的化學(xué)反應(yīng)床，導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)過程更加復(fù)雜化。