臭氧是哪个工业产生的

‘壹’ 臭氧是如保发现的

地球上的人类和生物亿万年来能够正常地生长发育，世代繁衍，仰仗了一种特殊物质的保护。这种物质分布在地面上空15公里到50公里的大气平流层中，并形成一个环绕地球的天然屏障。尽管这种屏障只是薄薄的一层，但却能有效地“阻挡”住太阳光线中对人体和生物造成伤害的那部分紫外线的照射。如果这种物质消失了，我们赖以生存的地球就会成为一个不设防的城市，能杀伤生物的紫外线便无遮无拦地长驱直入，结果只能是地球上的生灵灭绝。

据科学分析，这种构成地球屏障的物质每减少10%，得皮肤癌的人就会增加5%；每减少5%，患白内障而失明的人就会增加50%。

上述这种重要的物质就是臭氧，由臭氧形成的地球屏障就是臭氧层。臭氧是怎样形成的？臭氧层又是怎样形成的？

空气中的氧气在吸收到一定能量的情况下就会转变成臭氧。放电、受热、在紫外线照射下以及有机物在氧化时都能使空气中的氧气转变成臭氧。

在地面附近，臭氧主要是在天空闪电以及某些有机物氧化时形成的。当人们走进茂密的森林中或漫步在广阔的海滩上时，会呼吸到既感觉新鲜又带鱼腥味的特殊臭味的气体，这就表明有臭氧生成了。臭氧的名称就因它具有特殊臭味而得名。针叶树的森林中树脂在氧化，海滩边海浪冲来留下的海草在腐烂被氧化，因而空气中的氧气部分形成臭氧。空气中含有少量臭氧，对于人的身体、特别是对呼吸道疾病具有有益的作用。但是浓的臭氧不但很臭，而且对人有害。人们长时间生活在臭氧的体积分数达百万分之一的空气中，就会引起疲劳和头痛。臭氧浓度再高些，会使人恶心、鼻子出血和眼睛发炎等。

在实验室里，把新切开的白磷块放在玻璃瓶的瓶底，上面用水覆盖，再塞上塞子，在室温下放置，不久白磷慢慢氧化，瓶内空气中的部分氧气就转变成臭氧了。

在实验室里还可以利用一种臭氧发生器，使空气中的氧气转变成臭氧。这种臭氧发生器由两个玻璃管组成，一个玻璃管套在另一个玻璃管中间，外管的外壁和内管的内壁都包着锡箔，各接一电极。使用时利用高电压进行无声放电，氧气在两玻璃管之间缓慢通过，从出气管出来的气体中臭气的体积分数大约可达5%。

工业上制取臭氧也是利用臭氧发生器，但它在结构上比实验室里用的仪器复杂，也更有效。在工业生产中，臭氧被用来作杀菌剂和漂白剂。在仓库、矿井、船舱中通入少量臭氧，可以消毒空气。用臭氧代替氯气进行饮水消毒，杀菌效力较大，速度较快。臭氧是油脂、蜡、纺织品等的漂白剂。

高层空气中的臭氧层是高层空气中的氧气受紫外线照射而形成的。

紫外线又称紫外光，是太阳光中波长较短的、肉眼看不见的光。它的波长在40纳米～390纳米（1纳米=10-9米，符号是nm）之间。高层空气中的氧气吸收了波长小于185nm紫外线后便形成臭氧。不过，当用波长250nm左右的紫外线照射臭氧时，臭氧又转变成氧气。因此，在高层空气中存在氧气和臭氧互相转化的状态并形成臭氧层，同时消耗了太阳辐射到地球上的能量的5%，使地球上的生物免遭伤害。

可是，近年来科学家们探测到这个臭氧层遭到不同程度的破坏，有些地方变薄了，1985年在南极上空发现臭氧层出现了空洞，引起人们一片恐慌。

有人说，这是超音速飞机放出的废气造成的，这些废气可能同高层大气中的臭氧发生化学反应，使臭氧减少了。也有人认为，某些烟雾喷射器使用的燃料中所含的氯氟烃，在高空经化学反应所生成的氯原子与臭氧发生反应，从而造成臭氧层的空洞。

氯氟烃是氯和氟取代烃（碳氢化合物）中的氢形成的有机化合物。家庭冰箱和冷冻柜中使用的致冷剂——氟利昂（freon）就是一类氯氟烃。最常用的是氟利昂-11（CCl3F）和氟利昂-12（CCl2F2）。为了防止臭氧层被破坏，到20世纪90年代初，已研制出新的致冷剂代替氟利昂，于是它们被逐渐停止使用了。但是，随即又发现消灭地里和谷仓里昆虫的农药溴甲烷（CH3Br）气体对臭氧层的破坏力比氯氟烃更大。国际生态环境保护委员会于1997年9月在加拿大召开会议，与会各国已同意到2005年工业化国家不再使用溴甲烷。

臭氧很早就被人发现了。当时人们用兽皮毛摩擦琥珀时嗅到特殊臭味的气体，这就是臭氧。琥珀是树脂在地层下受压后形成的一种黄色至红褐色半透明的天然塑料，表面光滑，古代人们从地下挖掘到它后，用它制成玩赏的小饰件，如烟嘴等。琥珀受到皮毛摩擦后产生静电放电，会使周边空气中的氧气转变成臭氧。

现今，臭氧也是在放电中被发现和制成的。在近代化学实验中最早制得臭氧的是荷兰化学家马鲁姆（M.Van Marum）。1785年他在密闭的玻璃管中汞面上的氧气通电后，发觉有一股非常强烈的臭味，好像是“电气”的味道。他不知道这股臭味是什么。

到1840年，德国化学家舍恩拜因（C.F.Sch Onbein，1799～1868）在空气中进行放电实验时也嗅到这种“电气”的味道，认为它和氯以及溴属于同类气味。1844年他又发现白磷在空气中发光氧化时也产生这种臭味，更发现它能将碘化钾（KI）中的碘释放出来，并能将二价亚铁盐氧化成三价铁盐。他认为氮气是这种气体和氢气的化合物。他继续研究这种气体，在1854年发表的论说中指出，氧气除了普通的氧气外，还有一种ozonized氧气。ozonized这一词可译成“臭味化了的”或“变臭了的”。它来自希腊文ozo-（嗅、臭味），德文中的臭氧ozon、法文中的ozone、英文中的ozone都从它而来。我们称它为臭氧是很适合的。

同一个时期里，还有一些人发现过它。1845年瑞士化学家马里纳（J.C.G.de.Marignac，1817～1891）和德拉里夫（A.A.de LaRive，1801～1873），各自加热氯酸钾（KClO3）获得氧气后，经干燥，在其中放电而获得臭氧。认为它是一种特别化学活动的氧气。

直到1898年，德国化学家拉登堡（A.Ladenburɡ，1842～1911）在测定了它的式量后，确定它的化学式是O3，是氧气的一种同素异形体。

臭氧是一种天蓝色气体，冷却时可凝结成暗蓝色液体，并可凝固成紫黑色晶体。臭氧很不稳定，在常温下就会慢慢变成氧气，受热时变得更快。当臭氧转变成氧气时放出热量：

2O33O2+热量

正如发现臭氧的化学家们所研究的那样，它具有活泼的化学性质，能氧化许多氧气所不能氧化的物质。金属银在臭氧中表面被氧化成一层“银锈”，硫化铅（PbS）被氧化成硫酸铅（PbSO4），硫酸亚铁（FeSO4）被氧化成硫酸铁［Fe2（SO4）3］。许多有机物，如松节油、酒精等，遇到臭氧会着火燃烧。

正因为臭氧能把碘化钾中的碘释放出来，而碘遇到淀粉水溶液就变成蓝色。因此，将气体通入含有少量淀粉浆的碘化钾溶液中，可以检验是否有臭氧存在。

空气中存在的臭氧会促使橡胶轮胎老化，还会与氮的氧化物等化合生成带刺激性的有毒气体，污染环境。因此，它对人类来说既有益，也有害。

‘贰’ 工业上怎么制臭氧

工业上制臭氧是依靠火花放电来制备的。
通过火花放电，将氧气电离，电离的氧原子个氧气反应，形成臭氧。臭氧发生器就是利用的这种原理，制备的臭氧可用来处理化工尾气或者污水。

‘叁’ 臭氧机怎么发生臭氧它的原理是什么

臭氧是一种强氧化剂，通过高压电离(或电解、化学、光化学反应)而获得，其产生过程是将空气中的部分氧气分解为氧原子，这些氧原子再和氧分子聚合成臭氧。
臭氧的性质极不稳定，生产之后会快速分解，所以，臭氧只能现产现用。产生臭氧的设备叫臭氧发生器。
大多数工业臭氧发生器都使用电晕放电产生臭氧。臭氧的生产量最高可达20％（重量），而臭氧生产不受限制。臭氧是由氧气或干燥空气产生的，如果使用空气，则由于在臭氧生成过程中会产生副产物，因此必须干燥。

‘肆’ 臭氧产生原理

产生臭氧的方法主要有紫外照射法、电解法、放射化学法和介质阻挡放电法。

紫外照射法
紫外照射法是利用紫外线照射干燥的氧气，使一部分氧分子被激活离解成氧原子，进而形成臭氧。紫外照射法产生臭氧的特点是臭氧浓度低，优点是不易产生氧化物，不需要复杂转换设备。但是紫外照射法不适合于大量生产臭氧，只适合于少量、低浓度要求的各种试验，如空气消毒、灭菌、除臭等。

电解法
电解法制备臭氧技术创立于1840年，主要通过采用低压直流电对水进行电解，使水在阳极-溶液界面上发生氧化反应产生臭氧。该臭氧制备装置由电解质溶液和阴阳两极构成。臭氧在阳极析出，阴极可分为两种，分别为析氢阴极和氧还原阴极。 八十年代以前，电解液多为水内添加酸、盐类电解质，电解面积比较小，臭氧产量低，运行费用高。经过人们对极板材料、电解液与电解机理、过程方面的大量研究，电解法制臭氧技术有了很大的进步。近来发展的SPE（固态聚合物电解质）电极与金属氧化催化技术，使电解纯净水得到14%以上的高浓度臭氧。电解法产生臭氧具有浓度较高、成份纯净、水中溶解度高 、对进料空气无须进行预处理且不会产生氮氧化物；此外，该臭氧生产设备小且轻便，结构简单，无噪声、便携，因此其应用前景非常广阔。其主要缺点是能耗较大，经过进一步改进，设法降低成本和电耗后，有可能与目前广泛使用的介质阻挡放电法相竞争。
在电解法制备臭氧的方法中，其中以二氧化铅作电极的方法占主流，如何提高臭氧产生效率是电解法产生臭氧的主要研究方向。我们知道，在电化学反应中，pH、温度、电流密度和电极的种类是最关键的，现在有很多对二氧化铅电极进行改性的文献报道，比如在二氧化铅电极中掺少量的二氧化钛，可以大大提高二氧化铅电极的电流效率和导电性，但未能改变二氧化铅的腐蚀问题；而β型二氧化铅的稳定性更好，且价格适中，且产生的臭氧浓度可达13%以上，同时不产生有害的氮氧化合物。但是β型二氧化铅在高电压和酸性条件下易重结晶，造成阳极催化层β型二氧化铅催化效率不稳定；阴阳极催化层容易脱附，使膜电极工作的寿命很短，严重时还会导致短路；现有的膜电极催化层制备工艺不够稳定，而造成这种问题的主要原因是催化层与在膜上附着的不是很紧密。基于二氧化铅及SPE膜电极的优缺点，后续研究二氧化铅与SPE复合膜电极是非常有必要的。

放射化学法
放射化学法是利用各种放射源核辐射离解氧分子生成臭氧。该法已有两种工艺用于工业型臭氧生产，一是氧同裂变产物接触，由辐射、氧同裂变产物及二次辐射的热碰撞产生臭氧。二是仅在辐射下生成臭氧，该方法因采用放射源其成本高、安全性差，只适用于某些特殊情况，不适合于工业大量生产。

介质阻挡放电法
也称无声放电法（简称DBD法）。通过交变高压电场在气体中产生电晕，电晕中的自由高能电子离解氧气分子，经碰撞聚合为臭氧分子。介质阻挡放电法具有能耗相对较低、单机臭氧产量大，气源可用干燥空气、氧气或含氧浓度较高的富氧气体等优点，因此工业上合成臭氧大多采用此法。
上个世纪，人们通常生产获取臭氧是采用热化学方法。虽然热化学理论所计算得到的臭氧率（产生臭氧的能量利用效率）理论值是1200g/（kW·h），可实际生产中只有4%～12%的转换比。剩余的能量都转化成了热量逸散，实际产率远远达不到理论值。21世纪以来，为了提高密封容器中臭氧浓度和产率，使生产成本降低，科学家们进行了众多的学术研讨交流。 随着理论研究不断进行，技术工艺不断完善，其中主要研究方向集中在不同的原料、相关的气体、不同的电极形式、不同的反应介质、电极材料以及放电形式等方面。
等离子体放电过程中产生臭氧的基本原理是含氧气体在放电反应器内所形成的低温等离子体氛围中，一定能量的自由电子将氧分子分解成氧原子，之后通过三体碰撞反应形成臭氧分子，同时也发生着臭氧的分解反应。

‘伍’ 臭氧是怎样产生的

产生臭氧的方法主要有紫外照射法、电解法、放射化学法和介质阻挡放电法。

1、紫外照射法紫外照射法是利用紫外线照射干燥的氧气，使一部分氧分子被激活离解成氧原子，进而形成臭氧。紫外照射法产生臭氧的特点是臭氧浓度低，优点是不易产生氧化物，不需要复杂转换设备。

2、电解法电解法制备臭氧技术创立于1840年，主要通过采用低压直流电对水进行电解，使水在阳极－溶液界面上发生氧化反应产生臭氧。该臭氧制备装置由电解质溶液和阴阳两极构成。

3、放射化学法放射化学法是利用各种放射源核辐射离解氧分子生成臭氧。该法已有两种工艺用于工业型臭氧生产，一是氧同裂变产物接触，由辐射、氧同裂变产物及二次辐射的热碰撞产生臭氧。

4、介质阻挡放电法也称无声放电法（简称DBD法）。通过交变高压电场在气体中产生电晕，电晕中的自由高能电子离解氧气分子，经碰撞聚合为臭氧分子。

臭氧消毒优点

1）消毒无死角，杀菌效率高，除异味。消毒进行时臭氧发生装置产生一定量的臭氧，在相对密闭的环境下，扩散均匀，通透性好，克服了紫外线杀菌存在的消毒死角的问题，达到全方位、快速、高效的消毒杀菌目的。

另外，由于它的杀菌谱广，既可以杀灭细菌繁殖体，芽孢，病毒，真菌和原虫孢体等多种微生物，还可以破坏肉毒杆菌和毒素及立克次氏体等，同时还具有很强的除霉、腥、臭等异味的功能。

2）无残留、无污染。臭氧利用空气中的氧气产生的，消毒氧化过程中，多余的氧原子在30min后又结合成为分子氧，不存在任何残留物质，解决了消毒剂消毒时残留的二次污染问题，同时省去了消毒结束后的再次清洁。

‘陆’ 工业上是如何制取臭氧的

工业上制取臭氧也是利用臭氧发生器，但它在结构上比实验室里用的仪器复杂，也更有效。在工业生产中，臭氧被用来作杀菌剂和漂白剂。在仓库、矿井、船舱中通入少量臭氧，可以消毒空气。用臭氧代替氯气进行饮水消毒，杀菌效力较大，速度较快。臭氧是油脂、蜡、纺织品等的漂白剂。

‘柒’ 什么是臭氧污染

日常所说的臭氧污染其实就是指的光化学烟雾。

光化学烟雾的宏观表现就是大气中烟雾弥漫，能见度显着降低。光化学烟雾的实质是由汽车、工厂等污染源排入大气的氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物。

在太阳紫外线的照射下发生光化学反应，生成臭氧、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等二次污染物，参与光化学反应过程的一次污染物和新形成的二次污染物的混合物共同导致大气出现一种具有刺激性的蓝色或棕色烟雾。

污染控制

针对日益凸显的臭氧污染，我国实施的新《环境空气质量标准》（GB 3095-2012)中，增加了臭氧（03)监测项目。新国标关于臭氧的控制标准为臭氧8小时浓度日平均值一级为100微克／立方米，二级为160微克／立方米。纳入标准开展监测，是臭氧污染防治的第一步。

减少来源，控制前体物排放。臭氧是典型的二次污染物，控制其前体物排放是治理的关键。臭氧的前体物主要是氮氧化物和挥发性有机污染物，而这两种污染物同样也是二次细颗粒物的前体物。因此，有效控制这两项前体物的排放不仅对控制臭氧污染非常重要，对防治PM2.5同样重要。

此外，臭氧的产生与地区性的交通运输、石化行业和燃煤锅炉等工业生产污染源的排放特征，以及地形和气象条件也密切相关。

以上内容参考 网络——臭氧污染

‘捌’ 臭氧是如何形成的

臭氧是一种无色而有特殊臭味的气体。在近地层中，汽车尾气、森林火灾、火山爆发、自然闪电、人工放电以及核爆炸等，均会产生臭氧。但大气中臭氧的主要来源还是太阳紫外线辐射的作用。

在高层大气中，氧分子经太阳紫外线辐射的作用而离解为氧原子，这种氧原子在第三种分子的介入下与氧分子碰撞而结合成臭氧分子。

由于太阳紫外辐射离地面越高处越强，大气密度离地面越高处越小，因此，就形成了20～25公里高度上的臭氧含量出现极大值，这就是臭氧层。一般臭氧层的界限可取为15～50公里高度。

‘玖’ 大气中臭氧的主要来源是什么

臭氧是一种无色而有特殊臭味的气体。在近地层中，汽车尾气、森林火灾、火山爆发、自然闪电、人工放电以及核爆炸等，均会产生臭氧。但大气中臭氧的主要来源还是太阳紫外线辐射的作用。

在高层大气中，氧分子经太阳紫外线辐射的作用而离解为氧原子，这种氧原子在第三种分子的介入下与氧分子碰撞而结合成臭氧分子。

由于太阳紫外辐射离地面越高处越强，大气密度离地面越高处越小，因此，就形成了20～25公里高度上的臭氧含量出现极大值，这就是臭氧层。一般臭氧层的界限可取为15～50公里高度。

臭氧在大气中的含量很少。形象些说，如果把单位面积上的大气柱变换到约8000米的高度，那么臭氧层则仅占3毫米厚。尽管臭氧层如此薄，但它的作用却不容忽视。

臭氧能够强烈吸收太阳紫外辐射，使得波长短于0.3微米的紫外辐射几乎不能到达地面。这种太阳紫外辐射对生物有很大的影响，它的数量过多，会危害人和动物的生命，妨碍植物生长，所以，如果大气中一旦失去了臭氧层，则一切生物都将被太阳紫外辐射所伤害。

如前所述，近年来超音速飞机的频繁飞行、农业肥料和工业氟利昂冷冻剂的大量使用都将使臭氧减少，从而破坏大气臭氧层，这种自毁家园的行为已受到广泛的重视。另一方面，一种气象战的想法也由此产生，即用人工方法使臭氧层暂时产生一个空隙，让太阳紫外辐射穿过空隙投射到敌方进行杀伤。

这种想法不幸被言中，20世纪80年代人们发现南极地区上空存在“臭氧洞”。在南极大陆上，自70年代中期起每年春季（9～10月前后）高空大气中的臭氧含量急剧减少，减少量甚至达臭氧正常含量的50%以上。从空间分布看，形成一个类似于低谷的大洞，“臭氧洞”由此而得名。人类不能自毁家园，所以世界各国行动起来，签署了《气候变化框架公约》，经过一系列努力和磋商，最终在1997年12月达成协议，通过了《京都议定书》，确定发达国家必须减排温室气体，到2010年要比1990年减少5.2%，这是人类保护地球环境的良好开端。

‘拾’ 臭氧污染从哪儿来

近地面造成污染的臭氧，其中一部分，来自于高空臭氧层的流入，还有一些来自于土壤、闪电、生物排放等等，这些可以归为“天然源”，本来就在自然界存在。