簡介

臭氧，是氧的同素異形體，其分子含有三個氧原子，分子式為O3，常溫下為無色氣體，有一股特殊的草腥味，有極強的氧化能力，穩定性極差，常溫下可自行分解為氧，通常以稀薄的狀態混合于大氣中。其主要密集處是臭氧層或雷電撞擊之處，因為雷擊會使空氣中的氧轉化為臭氧，這也說是雷雨過后空氣特別清新的原因！因為臭氧具有極強的氧化性的特點 ，被世界公認是一種廣譜高效殺菌劑，它的氧化能力高于氯一倍，滅菌比氯快600-3000倍，甚至幾秒鐘內可以殺死細菌。臭氧可殺滅細菌繁殖體和芽胞、病毒、真菌等，并可破壞肉毒桿菌毒素，可以清除空氣和殺滅空氣中、水中、食物中的有毒物質，常見的大腸桿菌、糞鏈球菌、綠膿桿菌、金黃葡萄球菌、霉菌等，在臭氧的環境中5分鐘，其殺滅率可達到99%以上。將臭氧溶于水中可形成臭氧水，臭氧水是一種對各種致病微生物有極強殺滅作用的消毒滅菌水劑，用臭氧水清洗瓜果、蔬菜、衣物、器皿等，可除去上面殘留的農藥異味等，并能延長食品的保鮮期。臭氧被稱為綠色環保元素，因為在殺菌、消毒過程中，臭氧可自行還原為氧和水，沒有任何殘留和二次污染，這是其它任何化學元素消毒劑都無法做到的。

性質

一、物理性質

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。但臭氧水溶液的穩定性受水中所含雜質的影響較大，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°C,0.1MP)，沸點是-111°C，熔點是-192°C。臭氧分子結構是不穩定的，它在水中比在空氣中更容易自行分解。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。

二、化學性質

1.臭氧很不穩定，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。使臭氧分子結合在有機分子的雙鍵上，生成臭氧化物。臭氧化物的自發性分裂產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，還沒有一例臭氧爆炸的事例。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6.25×10-5mol/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F2，在其應用中主要用這一特性。

3. 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生反應，反應的最終產物可能是單體的、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，其反應速度常數逐漸增大。⑶對核蛋白（氨基酸）系、有機氨也都發生反應臭氧在下列混合物的氧化順序為鏈烯烴＞胺＞酚＞多環芳香烴＞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6.25×10mol/L(0.3mg/m3)時，對眼、鼻、喉有刺激的感覺；濃度(6.25-62.5)×10-5mol/L(3～30mg/m3)時，出現頭疼及呼吸器官局部麻痹等癥;臭氧濃度為3.125×10-4～1.25×10-3mol/L(15～60mg/m3)時,則對人體有危害。其毒性還和接觸時間有關，例如長期接觸1.748×10-7mol/L(4ppm)以下的臭氧會引起永久性心臟障礙，但接觸20ppm以下的臭氧不超過2h，對人體無永久性危害。因此，臭氧濃度的允許值定為4.46×10-9mol/L(0.1ppm)8h.由于臭氧的臭味很濃，濃度為4.46×10-9mol/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，至今也沒有發現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，生產上常使用含25％Cr的鉻鐵合金（不銹鋼）來制造臭氧發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。

臭氧對人類的危害

低濃度的臭氧可消毒，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、引發支氣管炎和肺氣腫；臭氧會造成人的神經中毒，頭暈頭痛、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、出現黑斑；臭氧還會破壞人體的免疫機能，誘發淋巴細胞染色體病變，加速衰老，致使孕婦生畸形兒；而復印機墨粉發熱產生的臭氧及有機廢氣更是一種強致癌物質，它會引發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。