臭氧是氧氣的一種同素異形體,化學式是O3。臭氧的濃度從地球近地面大氣到平流層,存在著明顯的垂直分布,不同高度的臭氧對地球生態系統的作用是不相同的。河北福賽生物科技介紹在距離地面10-35km處存在一個高濃度的臭氧層,其臭氧含量占地球大氣臭氧總量的90%以上,臭氧層阻止了太陽短波紫外輻射進入近地面大氣,保護了人類和地球生態系統。但是在對流層中,天然臭氧濃度一般較低,通常在100μg/m3以下。
一、臭氧的來源和光化學煙霧
臭氧的來源主要分兩種,一種是自然來源,一種是人為產生。人為產生臭氧主要是由低空的揮發性有機物(VOCS)、氮氧化物(NOX)及其它一些物質在一定氣象條件(如強日光、低風速和低濕度等)中,且在紫外線照射下發生復雜的光化學反應而生成的,除生成大量臭氧以外,還會產生過氧乙酰胺硝酸酯、含氧有機物(醛類、酮類和有機酸)以及PM2.5等化學物質,這些生成物會對環境造成二次污染。這種由反應物和產物形成的高氧化性混合氣團,就叫光化學煙霧,其中臭氧是大氣光化學氧化劑的主要成分,占總氧化劑濃度的85%以上。因此臭氧常常作為光化學煙霧的代表性污染物,并作為光化學煙霧防治的主要目標污染物。
光化學煙霧污染的成因非常復雜,科學家常用“緩慢燃燒的火焰”來形容大氣光化學反應體系,并且確認導致光化學煙霧形成的前體物(污染源直接排放的污染物)是氮氧化物和揮發性有機物,其主要來源就是機動車尾氣的排放。
二、臭氧的危害
1、臭氧對人體的危害
臭氧的強氧化性導致其具有腐蝕性,環境空氣中較高的臭氧含量對人們的日常生活與生命健康造成一定危害,具體而言包括對鼻黏膜和呼吸道造成破壞,使哮喘、支氣管炎等呼吸道疾病的發病率與罹患率增加,甚至可能對肺部功能造成一定損傷;對眼睛與皮膚造成損害,破壞人體皮膚中的維生素E,出現黑斑;對人體中樞神經造成影響,使人體記憶力減退,出現頭暈惡心癥狀;甚至能夠使人體免疫系統能力降低,誘發染色體病變,加速人體衰老或提升畸形兒產生概率。
2、臭氧對環境的影響
臭氧污染對農作物及植物也有非常明顯的影響。大量實驗研究表明:當O3濃度升高時會導致小麥產量減產,很多綠色植物葉片合成葉綠素的作用也會降低,葉片發黃,影響光合作用的效率;生態系統的地下部分也會受到臭氧污染的影響,而且是一個不斷積累的過程,受直接影響到的是植物對水分和養分的吸收以及生態系統的物質循環,土壤中的碳、氮循環系統受到的影響尤其重要,由此造成對植物的傷害而影響土壤的肥力。
3、臭氧對材料的影響
作為一種強氧化性氣體,臭氧能夠較快地與含有不飽和碳碳鍵的有機化合物反應,包括橡膠、苯乙烯、萜類、倍半裕烯以及不飽和脂肪酸及其脂類。這些有機化合物普遍存在于室內的建筑材料(如乳膠涂料等表面涂層),居家用品(如軟木器具、地毯等),以及橡膠、絲、棉花、醋酸纖維素、尼龍和聚醋的制成品中。因此,含有這些材料的物品就極易被臭氧破壞,從而造成染料褪色、照片圖像層脫色、輪胎老化等現象的出現。
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