臭氧知識小科普

臭氧是什么？

臭氧是氧氣的一種同素異形體，化學式是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。

人為源的臭氧主要是由人為排放的NO_x、VOC_s等污染物的光化學反應生成。在晴天、紫外線輻射強的條件下，NO₂等發(fā)生光解生成一氧化氮和氧原子，氧原子與氧反應生成臭氧。臭氧是強氧化劑，在潔凈大氣中，臭氧與一氧化氮反應生成為NO₂，而臭氧分解為氧氣，上述反應的存在使臭氧在大氣中達到一種平衡狀態(tài)，不會造成臭氧累積。當空氣中存在大量VOC_s等污染物時，VOC_s等產(chǎn)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(chǎn)生的NO、HO₂、RO₂、H、OH引起了NO向NO₂轉化，使上述動態(tài)平衡遭到破壞，導致臭氧逐漸累積，達到污染難度級別。NO_x、VOC_s、CO等臭氧前體物都是一次污染物，主要來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。秸稈等生物質的大量燃燒，也會產(chǎn)生大量的VOC_s和NO_x等臭氧前體物。

臭氧的危害

對人體危害

國際環(huán)境空氣質量標準提出，人在一個小時內可接受臭氧的極限濃度是260μg/m³。在320μg/m³臭氧環(huán)境中活動1h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(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

臭氧也會對植物造成損害，甚至造成農林植物的減產(chǎn)、經(jīng)濟效益下降等。臭氧能夠較快地與室內的建筑材料、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化合物發(fā)生反應，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個方面：

• PM_2.5與臭氧的生成具有共同來源，NO_x和VOC_s是二者生成的共同前體物，通過氣體-顆粒物轉化過程形成的SIN(二次無機氣溶膠)和SOA(二次有機氣溶膠)等與臭氧的形成存在相互依存的關系；
• 氣溶膠影響光化學輻射通量，從而影響光化學反應過程及臭氧的生成；
• 氣溶膠參與非均相(異相)化學反應過程，大量的氣溶膠粒子表面提供了豐富的化學反應床，導致化學反應過程更加復雜化。

常用的臭氧檢測方法

• 碘量法（GB/T 37894-2019《水處理用臭氧發(fā)生器技術要求》）
• 靛藍二磺酸鈉分光光度法（IDS）（HJ 504-2009 《環(huán)境空氣 臭氧的測定 靛藍二磺酸鈉分光光度法》）
• 紫外分光光度法（HJ 590-2010 《環(huán)境空氣 臭氧的測定 紫外光度法》）
• 化學發(fā)光法（《環(huán)境空氣 臭氧的測定 化學發(fā)光法（征求意見稿）》）

常用的臭氧分析設備

MH7230型臭氧分析儀采用紫外分光光度法測量，靈敏度高、分析速度快、測量范圍廣。

臭氧污染日常防護

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，應盡量避免在午后日照強烈時外出，遠離馬路邊、裝修污染嚴重的地方。