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臭氧能量存儲器

發布時間: 2022-05-05 14:52:26

『壹』 為什麼臭氧空洞破在世界三大寒極上空

大氣里的臭氧是在紫外線的作用下生成的,由於寒極的紫外線很弱,所以臭氧破壞後就恢復得慢,容易形成空洞。
補充:高原地帶形成上升氣流,也容易導致臭氧層的破壞。
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『貳』 1800r/min是什麼意思

綜述如下:

1800r/min指的是內燃機的飛輪(曲軸)每分鍾轉1800轉。

四沖程內燃機故名思議:一個工作循環有四個沖程,對外做功一次.飛輪(曲軸)轉動兩周。

1800r/min則:飛輪(曲軸)每秒鍾轉30轉,所以每秒鍾有十五個工作循環,六十個沖程,對外做功十五次。

W=Pt=9000W×(1/15)S=600J

飛輪簡介

飛輪(flying wheel),轉動慣量很大的盤形零件,其作用如同一個能量存儲器。對於四沖程發動機來說,每四個活塞行程做功一次,即只有做功行程做功,而排氣、進氣和壓縮三個行程都要消耗功。因此曲軸對外輸出的轉矩呈周期性變化,曲軸轉速也不穩定。為了改善這種狀況,在曲軸後端裝置飛輪。

『叄』 什麼是相變材料

相變材料(PCM - Phase Change Material)是指隨溫度變化而改變物理性質並能提供潛熱的物質。轉變物理性質的過程稱為相變過程,這時相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。這種材料一旦在人類生活被廣泛應用,將成為節能環保的最佳綠色環保載體,在我國已經列為國家級研發利用序列。
相變材料可分為有機(Organic)和無機(Inorganic) 相變材料。亦可分為水合(Hydrated)相變材料和蠟質(Paraffin Wax)相變材料。
我們最常見的相變材料非水莫屬了,當溫度低至0°C 時,水由液態變為固態(結冰)。當溫度高於0°C時水由固態變為液態(溶解)。在結冰過程中吸入並儲存了大量的冷能量,而在溶解過程中吸收大量的熱能量。冰的數量(體積)越大,溶解過程需要的時間越長。這是相變材料的一個最典型的例子。
從以上的例子可看出,相變材料實際上可作為能量存儲器。這種特性在節能,溫度控制等領域有著極大的意義。因此,相變材料及其應用成為廣泛的研究課題。
有機相變材料和無機相變材料的最大區別在於運用到建築材料等方面耐久性和防火性的差異,後者多優於前者。
參考鏈接:相變材料_網路
http://ke..com/link?url=ICYOk_1pcMwXjCQq_nvG5lx21o8NTX-_VmpOy-ATq

『肆』 臭氧為什麼不沉下來

大氣中臭氧層對地球生物的保護作用現已廣為人知——它吸收太陽釋放出來的絕大部分紫外線,使動植物免遭這種射線的危害。為了彌補日漸稀薄的臭氧層乃至臭氧層空洞,人們想盡一切辦法,比如推廣使用無氟製冷劑,以減少氟利昂等物質對臭氧的破壞。世界上還為此專門設立國際保護臭氧層日。由此給人的印象似乎是受到保護的臭氧應該越多越好,其實不是這樣,如果大氣中的臭氧,尤其是地面附近的大氣中的臭氧聚集過多,對人類來說臭氧濃度過高反而是個禍害。

臭氧是地球大氣中一種微量氣體,它是由於大氣中氧分子受太陽輻射分解成氧原子後,氧原子又與周圍的氧分子結合而形成的,含有3個氧原子。大氣中90%以上的臭氧存在於大氣層的上部或平流層,離地面有10~50千米,這才是需要人類保護的大氣臭氧層。還有少部分的臭氧分子徘徊在近地面,仍能對阻擋紫外線有一定作用。但是,近年發現地面附近大氣中的臭氧濃度有快速增高的趨勢,就令人感到不妙了。

這些臭氧是從哪裡來冒出來的呢?同鉛污染、硫化物等一樣,它也是源於人類活動,汽車、燃料、石化等是臭氧的重要污染源。在車水馬龍的街上行走,常常看到空氣略帶淺棕色,又有一股辛辣刺激的氣味,這就是通常所稱的光化學煙霧。臭氧就是光化學煙霧的主要成分,它不是直接被排放的,而是轉化而成的,比如汽車排放的氮氧化物,只要在陽光輻射及適合的氣象條件下就可以生成臭氧。隨著汽車和工業排放的增加,地面臭氧污染在歐洲、北美、日本以及我國的許多城市中成為普遍現象。根據專家目前所掌握的資料估計,到2005年,近地面大氣臭氧層將成為影響我國華北地區空氣質量的主要污染物。

研究表明,空氣中臭氧濃度在0.012ppm水平時——這也是許多城市中典型的水平,能導致人皮膚刺癢,眼睛、鼻咽、呼吸道受刺激,肺功能受影響,引起咳嗽、氣短和胸痛等症狀;空氣中臭氧水平提高到0.05ppm,入院就醫人數平均上升7%~10%。原因就在於,作為強氧化劑,臭氧幾乎能與任何生物組織反應。當臭氧被吸入呼吸道時,就會與呼吸道中的細胞、流體和組織很快反應,導致肺功能減弱和組織損傷。對那些患有氣喘病、肺氣腫和慢性支氣管炎的人來說,臭氧的危害更為明顯。

從臭氧的性質來看,它既可助人又會害人,它既是上天賜與人類的一把保護傘,有時又像是一劑猛烈的毒葯。目前,對於臭氧的正面作用以及人類應該採取哪些措施保護臭氧層,人們已達成共識並做了許多工作。但是,對於臭氧層的負面作用,人們雖然已有認識,但目前除了進行大氣監測和空氣污染預報外,還沒有真正切實可行的方法加以解決。

臭氧消毒原理可以認為是一種氧化反應。

(1)臭氧對細菌滅活的機理:

臭氧對細菌的滅活反應總是進行的很迅速。與其它殺菌劑不同的是:臭氧能與細菌細胞壁脂類雙鍵反應, 穿入菌體內部,作用於蛋白和脂多糖,改變細胞的通透性,從而導致細菌死亡。臭氧還作用於細胞內的核物質,如核酸中的嘌呤和嘧啶破壞DNA。

(2)臭氧對病毒的滅活機理:

臭氧對病毒的作用首先是病毒的衣體殼蛋白的四條多肽鏈,並使RNA受到損傷,特別是形成它的蛋白質。噬菌體被臭氧氧化後,電鏡觀察可見其表皮被破碎成許多碎片,從中釋放出許多核糖核酸,干擾其吸附到寄存體上。

臭氧殺菌的徹底性是不容懷疑的。

破壞臭氧層,危害我們每一個人。

紫外線從多方面影響著人類健康。人體會發生如曬斑、眼病、免疫系統變化、光變反應和皮膚病(包括皮膚癌)等。皮膚癌是一種頑固的疾病,紫外線的增長會使患這種病的危險性增大。紫外線光子有足夠的能量去破裂雙鍵。中短波紫外線會透人皮膚深處,使人的皮膚產生炎症,人體的遺傳物質DNA(脫氧核糖核酸)受到損害,使正常生長的細胞蛻變成癌細胞並繼續生長成整塊的皮膚癌。也有說太陽光滲透進皮膚的表層。紫外線輻射轟擊著皮膚細胞核內的DNA基本單位,使許多單位溶化成失去作用的碎片。這些毛病的修復過程可能會出現不正常,從而導致癌變。流行病學已證實廠非黑瘤皮膚癌的發病率與日曬緊密相關。各種類型皮膚的人都有患非黑瘤皮膚癌的可能,但在淺色皮膚人群中發病率較高。動物實驗發現,紫外線中,紫外線B波長區是致癌作用最強的波長區域。

據估計,總臭氧量減少1%(即紫外線B增強2%),基礎細胞癌變率將增加約4%。近來的研究發現,紫外線B可使免疫系統功能發生變化。有的實驗結果表明,傳染性皮膚病可能也與由臭氧減少而導致的紫外線B增強有關。據估計總臭氧量減少1%,皮膚癌的發病率將增加5%-7%,白內障患者將增加0.2%—0.6%。自1983年以來,加拿大皮膚癌的發病率己增加235%,1991年皮膚病患者已多達4.7萬人。美國環保局局長說,美國在今後50年內死於皮膚癌者,將比過去預計的增加20萬人。澳大利亞人喜歡曬日光浴,把皮膚曬得黑黑的。盡管科學家反復告誡多曬太陽會導致皮膚癌、他們對黑膚色還是樂此不疲。結果,直到澳大利亞人皮膚癌的發病率比世界上其他地方高出1倍時,才醒悟過來。全世界患皮膚癌的人已佔癌症患者總人數的1/3。

聯合國環境規劃署曾警告說,如果地球的臭氧層會繼續按照目前的速度減少並變薄,那麼到2000年時全世界患皮膚癌的比例將增加26%,達到30萬人。如果下個世紀初臭氧層再減少10%,那麼全世界每年患白內障的人有可能達到160萬-175萬人。

受紫外線侵害還可能會誘發麻疹、水痘、瘧病、疤疹、真菌病、結核病、麻風病、淋巴癌。

紫外線的增加還會引起海洋浮游生物及蝦、蟹幼體、貝類的大量死亡,造成某些生物滅絕。紫外線照射結果還會使成群的兔子患上近視眼,成千上萬只羊雙目失明。

紫外線B削弱光台作用 根據非洲海岸地區的實驗推測,在增強的紫外線B照射下,浮游生物的光合作用被削弱約5%。增強的紫外線B還可通過消滅水中微生物而導致淡水生態系統發生變化,並因而減弱了水體的自凈化作用。增強的紫外線B還可殺死幼魚、小蝦和蟹。如果南極海洋中原有的浮游生物極度下降,則海洋生物從整體上會發生很大變化。但是,有的浮游生物對紫外線很敏感,有的則不敏感。紫外線對不同生物的DNA的破壞程度有100倍的差別。

嚴重阻礙各種農作物和樹木的正常生長 有些植物如花生和小麥,對紫外線B有較好的抵禦能力,而另一些植物如萵苣、西紅柿、大豆和棉花,則是很敏感的。美國馬里蘭大學農業生物技術中心的特倫莫拉用太陽燈對6個大豆品種進行了觀察實驗,結果顯示其中3個大豆品種對紫外線輻射極為敏感。具體表現為,大豆葉片光合作用強度下降,造成減產,同時也使大豆種於蛋白質和油脂含量下降。大氣臭氧層損失1%,大豆也將減產1%。

特倫莫拉還用了4年時間,對高劑量紫外輻射給樹木生長造成的影響進行了觀察。結果表明,木材積累量明顯下降,它們的根部生長也因而受阻。

對全球氣候的不良擾亂作用 平流層上層臭氧的大量減少以及與此有關的平流層下層和對流層上層臭氧量的增長,可能會對全球氣候起不良的擾亂作用。臭氧的縱向重分布可能使低空大氣變暖,並加劇由二氧化碳量增加導致的溫室效應。

光化學大氣污染 過量的紫外線使塑料等高分子材料容易老化和分解,結果又帶來新的污染——光化學大氣污染。

氧氣

.. ..

:O::O:

臭氧

.. ..

:O::O::O:

就是這樣了。

臭氧的電子式可以在二氧化碳的電子式上更改而得:

.. ..

:O::C::O:

但要注意:臭氧和二氧化碳雖然電子式類似,但分子結構不同。臭氧是折線形,二氧化碳是直線形。對此的解釋要用到大學的無機化學知識。

美國航空航天局的科學家們最近發現,在地球南極洲上空的巨大臭氧空洞在9月份發生了明顯變化,從原先的旋渦狀變成了兩頭大、中間小的「變形蟲」形狀。

雖然這兩年,臭氧空洞面積看上去在縮小,但科學家警告說,目前就斷言臭氧層在「修復還原」還為時尚早。航空航天局的臭氧專家包羅-紐曼介紹,大氣層的溫度不斷上升造成了空洞的縮小。在2000年,南極洲的臭氧空洞面積曾經一度達到280萬平方公里,相當於3個美國大陸的面積;在2002年9月初,航空航天局的科學家們估算,空洞縮小到150萬平方公里。

澳大利亞一個臭氧層研究小組曾向全世界報告了一條好消息:由於環保措施這些年來得到有效地執行,南極洲上空的臭氧空洞正在不斷縮小,預計到2050年之前,這個「臭名昭著」的巨大空洞就可以完全被「填補」上了。

據報道,南極洲上空的臭氧空洞一直是困擾全世界環保人士的難題之一。最嚴重的時候,臭氧空洞的面積曾一度有3個澳大利亞那麼大。科學家們研究發現,「吞噬」臭氧的罪魁禍首原來是大氣層中的氯氟烴——一種含有氯、氟、碳三種元素的有機化合物(俗稱「氟里昂」)。

為了防止臭氧空洞進一步加劇,保護生態環境和人類健康,1990年各國制定了《蒙特利爾議定書》,對氯氟烴的排放量規定了嚴格的限制。如今,這些年來環保組織的不懈努力終於獲得了回報:臭氧又回來了!澳大利亞英聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)的大氣研究專家保羅·弗雷舍激動地說:「這是一條重大新聞。我們期待這一天已經很久了!」他說,雖然影響臭氧空洞縮小進度的因素還有很多,比如溫室效應、氣候變化等等,「但我們在將各種因素綜合起來考慮之後,得出了這一結論:南極洲上空的臭氧空洞不出50年便會完全消失」。

據悉,從50年代起,隨著電冰箱和空調(氯氟烴的主要生產源)的大量普及,大氣層中的氯氟烴含量逐年遞增,到2000年達到峰值。後來,由於新型無氟冰箱的誕生,氯氟烴含量才開始明顯下降。
科學家發現土壤中的臭氧抑制植物生長

歐洲科學家的一項聯合研究發現,臭氧層是使地表生物免遭太陽紫外線危害的天然屏障,但土壤中的臭氧卻是植物生長的大敵,它能抑制各種植物的生長,給農業生產帶來重大損失。

臭氧是大氣中自然產生的一種具有特殊臭味的微量無色氣體,絕大部分臭氧存在於離地面25公里左右處的大氣平流層中,這就是人們通常所說的臭氧層。臭氧量往往隨緯度、季節和天氣等因素的變化而不同。

法國研究人員介紹說,天空中的臭氧層能夠吸收99%以上的太陽紫外線,為地球上的生物提供了天然的保護屏障,而當臭氧存在於土壤中時卻是一種嚴重的污染。最新得出的研究結果表明,光照越強的地方,土壤中臭氧造成的損失,尤其是對於農作物造成的損失越大。

法國研究人員認為,造成土壤中臭氧含量增高的主要原因是石油產品等礦物燃料在燃燒過程中產生氮氧化物,這些氮氧化物在空氣中四處漂浮,其中的部分氧原子慢慢地與空氣中的氧氣結合,構成由3個氧原子組成的臭氧。他們強調說,太陽光照能夠加速這種化學反應,因此在氣候不同的地區,土壤中臭氧對植物生長的影響程度也不一樣。

『伍』 臭氧與超氧負離子有什麼不同

超氧負離子 超氧(O3)又稱"臭氧",英文為「OZONE」。(臭氧O3)是1785年德國科學家馮馬魯姆發現,其特點為電為高、不穩定、藍色、溶解性強,散發出一種淡淡的腥味。雷電暴雨過後的森林散發的清腥味即為"臭氧",自然空氣中臭氧濃度約0.01~0.04PPM是一種"實際無毒無色氣體",對人類的健康有相當的保護作用。
目前空氣的污染使水質惡化,人類大量使用化學葯物而破壞了臭氧層,大自然的臭氧越來越少,相反的人類和動物的病毒也就越來越多。運用電子技術同樣也能使空氣中的氧轉成臭氧,臭氧最適宜的方式是將臭氧溶解於水中,形成所謂"臭氧水",歐美國家稱"萬能水",能瞬間殺滅水中細菌、消毒、除異味、降解農葯、分解肉類化學抗生素的作用效果及強,它的殺菌速度比氯快許多倍,臭氧殺菌作用也強於紫外線,紫外線以光波殺菌,照射不到的地方則無法殺菌。事實上安全使用的臭氧完全可以保證人的健康不受危害,國際臭氧協會標准規,濃度在呼吸0.1PPM以下濃度臭氧時,對人體會有保健作用,有人把臭氧比作美酒,是有其道理的。臭氧應用一百多年來,至今世界上無一例因臭氧中毒死亡事故發生。而臭氧能自動分解還原成氧氣,對人體有益無任何副作用,臭氧能有效殺滅空氣中及水質多種細菌,分解有毒化合物、灰菌等,保證學校、飯店、餐廳、家庭用水干凈安全,空氣更清新。本產品經國家指定最佳綠色環保,也是歐美國家臭氧水處理產品。
O3超氧(SUPER OXYGEN)負離子對人們生活空間的改善效果雷雨大作之後,空氣總是特別清新,有一股淡淡的鮮草味,這就是超氧!O3超氧(SUPER OXYGEN)與負離子結合後所產品的功能更加強大,被稱為全新的活氧0F5
O3超氧負離子(康益家)清新好空氣,可改善浴室空氣、水質以及磁場能量。經常洗泡超氧溫水浴,能快速去除皮膚黴菌,洗後肌膚滑嫩細致(氧化作用)、潔白(漂白作用)、並且改善香港腳、皮膚病(殺菌作用)等。促進人體組織的氧氣利用率,改善細胞活力;根據1966年諾貝爾獎得主溫伯格(Dr.Felix WARBURG);正常細胞需氧氣來營養是謂嗜氧性;而癌細胞是靠醣發酵來營養,是謂嫌氧性。假如我們的身體氧氣供應充足,就可以預防癌症的發生。

臭氧對人體有害,負離子有益
負離子知識
1、負離子:是指帶負電荷的氧離子,無色無味。
2、負離子產生的原因:空氣分子在高壓或強射線的作用下被電離所產生的自由電子大部分被氧氣所獲得,因而,常常把空氣負離子統稱為「負氧離子」。
3、負離子的主要功能:負離子有鎮靜、催眠、鎮痛、鎮咳、止癢、利尿、增食慾、降血壓之效。比如雷雨過後,空氣的負離子增多,人們感到心情舒暢。而在空調房間,因空氣中負離子經過一系列空調凈化處理和漫長通風管道後幾乎全部消失,人們在其中長期停留會感到胸悶、頭暈、乏力、工作效率和健康狀況下降,被稱之為「空調綜合症」
臭氧
是地球上存在的天然物質,因大氣臭氧層的存在而廣為人知。臭氧是一種強氧化劑和廣譜高效殺菌劑,具有獨特的腥臭味。1785年,德國人在使用電機時,發現在電機放電時產生一種異味。1840年德國科學家舒貝因(Schonbein)將此異味確定為O3,而命名為OZONE(臭氧)。自此以後,歐洲的科學家率先開始研究臭氧的特性和功用,發現廣譜的滅菌效果後,開始工業生產應用,其中瑞典一家牛肉公司用於臭氧對牛肉存儲的保鮮,自1870年開始,一直沿用至今。
臭氧有毒

『陸』 什麼 叫 相變材料!

相變材料(PCM - Phase Change Material)是指隨溫度變化而改變形態並能提供潛熱的物質。相變材料由固態變為液態或由液態變為固態的過程稱為相變過程,這時相變材料將吸收或釋放大量的潛熱。

相變材料可分為有機(Organic)和無機(Inorganic) 相變材料。亦可分為水合(Hydrated)相變材料和蠟質(Paraffin Wax)相變材料.

我們最常見的相變材料非水莫屬了,當溫度低至0°C 時,水由液態變為固態(結冰)。當溫度高於0°C時水由固態變為液態(溶解)。在結冰過程中吸入並儲存了大量的冷能量,而在溶解過程中吸收大量的熱能量。冰的數量(體積)越大,溶解過程需要的時間越長。這是相變材料的一個最典型的例子。

從以上的例子可看出,相變材料實際上可作為能量存儲器。這種特性在節能,溫度控制等領域有著極大的意義。因此,相變材料及其應用成為廣泛的研究課題。

目前,不同相變溫度的相變材料已經被研製成功並具有應用價值。下表列出本網代理的相變材料的參數及技術指標。

『柒』 能量存儲器是什麼

能量存儲器(如左圖)是狀態葯水類道具.
獲得方式:通過打怪有機率獲得.
作用:任務物品.
以上答案僅供參考,請以實際情況為准.

『捌』 [化學]如何製取臭氧

臭氧,是地球上存在的天然物質,因大氣臭氧層的存在而廣為人知。臭氧是一種強氧化劑和廣譜高效殺菌劑,具有獨特的腥臭味。1785年,德國人在使用電機時,發現在電機放電時產生一種異味。1840年德國科學家舒貝因(Schonbein)將此異味確定為O3,而命名為OZONE(臭氧)。自此以後,歐洲的科學家率先開始研究臭氧的特性和功用,發現廣譜的滅菌效果後,開始工業生產應用,其中瑞典一家牛肉公司用於臭氧對牛肉存儲的保鮮,自1870年開始,一直沿用至今。

在19世紀,人們就認識到了臭氧的強氧化作用,發現臭氧對木材、稻草、澱粉、植物色素、天然橡膠、脂肪、動植物油與酒精等物質都有氧化作用。1868 年,德·格貝斯(de·Gebeth)獲得了臭氧應用技術的第一項專利,用臭氧將煤焦油混合物氧化為適於塗料、油漆使用的產品。1873年,歐洲將臭氧在食糖精製和亞麻漂白方面投入使用。一百多年來臭氧應用已深入到多個領域,對人類的生產技術發展做出了重大貢獻。臭氧應用按用途分為水質處理、化學氧化、食品加工保鮮和醫療四個領域,各個領域的應用研究與設備開發都已達到相當高的水平。世界已經形成了獨立的臭氧技術產業和部門,1973年建立的國際臭氧協會(IOA)設在加拿大。該協會每兩年一次舉辦國際會議交流各國發展臭氧技術的論文、報告,發達國家都普遍建立了IOA地區性組織,進行學術交流。

二戰以後,國際上臭氧應用技術獲到了長足發展。首先,1902年,德國帕德博恩建立了第一座用臭氧處理水質的大規模水廠,開創了臭氧水處理的先河,現在世界上已有數千座臭氧水廠歐美、日本、加拿大等國家的自來水廠應用臭氧已達到普及程度。礦泉水、純凈水廠家幾乎都裝備了臭氧設備。美國七十年代初開始利用臭氧處理生活污水,主要是為了滅菌消毒、去除污染物、脫色等達到排放標准。日本則在缺水地區將污水用臭氧處理後作為中水使用。美、日、德、法等國家近年來都建立了大規模的臭氧污水處理廠。其次,工業應用臭氧也已非常普遍,主要用於化工、石油、造紙、紡織和制葯、香料工業。食品行業的應用更為普及, 1904年歐洲就利用臭氧對保存牛奶、肉製品、乳酪、蛋白等食品進行保鮮處理,三十年代末,美國80%的冷藏蛋庫都安裝了臭氧發生器。二戰後,歐美、日在食品果品、蔬菜保鮮中將臭氧運用到儲存、製造、運輸等各個環節。在醫療方面,二戰時日本就利用臭氧進行人體理療,俄羅斯則用於強氣(臭氧化空氣)體育人應用。目前,國際上在醫療方面已有多種用途:如病房、手術室的空氣消毒,利用臭氧水進行醫用器械消毒,採用臭氧進行牙科疾病治療(口腔手術及保持口腔無菌),採用臭氧與放射理療結合治療癌症,喝臭氧水治療婦女病,注射臭氧氣體治療瘺痔、靜脈曲張等。在保健方面,日本、台灣流行吸強氣(含低濃度臭氧的空氣)以強身,用臭氧化水淋浴身體殺體菌和美容。現在流行的高科技美容,事實上就是應用臭氧。

臭氧消毒技術是近年才引入食品加工業的一項衛生消毒新技術。隨著人們對其認識的不斷深入,己逐漸得到越來越多的應用。臭氧氣體和臭氧水的殺菌消毒特點,使其具備了在某些食品生產環節替代現行紫外線和化學消毒方法的優勢。還能解決某些食品不能採用熱消毒辦法的問題,同時減少能源的消耗。

『玖』 臭氧方面的知識

臭氧
愛恨交加說臭氧

大氣中臭氧層對地球生物的保護作用現已廣為人知——它吸收太陽釋放出來的絕大部分紫外線,使動植物免遭這種射線的危害。為了彌補日漸稀薄的臭氧層乃至臭氧層空洞,人們想盡一切辦法,比如推廣使用無氟製冷劑,以減少氟利昂等物質對臭氧的破壞。世界上還為此專門設立國際保護臭氧層日。由此給人的印象似乎是受到保護的臭氧應該越多越好,其實不是這樣,如果大氣中的臭氧,尤其是地面附近的大氣中的臭氧聚集過多,對人類來說臭氧濃度過高反而是個禍害。

臭氧是地球大氣中一種微量氣體,它是由於大氣中氧分子受太陽輻射分解成氧原子後,氧原子又與周圍的氧分子結合而形成的,含有3個氧原子。大氣中90%以上的臭氧存在於大氣層的上部或平流層,離地面有10~50千米,這才是需要人類保護的大氣臭氧層。還有少部分的臭氧分子徘徊在近地面,仍能對阻擋紫外線有一定作用。但是,近年發現地面附近大氣中的臭氧濃度有快速增高的趨勢,就令人感到不妙了。

這些臭氧是從哪裡來冒出來的呢?同鉛污染、硫化物等一樣,它也是源於人類活動,汽車、燃料、石化等是臭氧的重要污染源。在車水馬龍的街上行走,常常看到空氣略帶淺棕色,又有一股辛辣刺激的氣味,這就是通常所稱的光化學煙霧。臭氧就是光化學煙霧的主要成分,它不是直接被排放的,而是轉化而成的,比如汽車排放的氮氧化物,只要在陽光輻射及適合的氣象條件下就可以生成臭氧。隨著汽車和工業排放的增加,地面臭氧污染在歐洲、北美、日本以及我國的許多城市中成為普遍現象。根據專家目前所掌握的資料估計,到2005年,近地面大氣臭氧層將成為影響我國華北地區空氣質量的主要污染物。

研究表明,空氣中臭氧濃度在0.012ppm水平時——這也是許多城市中典型的水平,能導致人皮膚刺癢,眼睛、鼻咽、呼吸道受刺激,肺功能受影響,引起咳嗽、氣短和胸痛等症狀;空氣中臭氧水平提高到0.05ppm,入院就醫人數平均上升7%~10%。原因就在於,作為強氧化劑,臭氧幾乎能與任何生物組織反應。當臭氧被吸入呼吸道時,就會與呼吸道中的細胞、流體和組織很快反應,導致肺功能減弱和組織損傷。對那些患有氣喘病、肺氣腫和慢性支氣管炎的人來說,臭氧的危害更為明顯。

從臭氧的性質來看,它既可助人又會害人,它既是上天賜與人類的一把保護傘,有時又像是一劑猛烈的毒葯。目前,對於臭氧的正面作用以及人類應該採取哪些措施保護臭氧層,人們已達成共識並做了許多工作。但是,對於臭氧層的負面作用,人們雖然已有認識,但目前除了進行大氣監測和空氣污染預報外,還沒有真正切實可行的方法加以解決。

臭氧消毒原理可以認為是一種氧化反應。

(1)臭氧對細菌滅活的機理:

臭氧對細菌的滅活反應總是進行的很迅速。與其它殺菌劑不同的是:臭氧能與細菌細胞壁脂類雙鍵反應, 穿入菌體內部,作用於蛋白和脂多糖,改變細胞的通透性,從而導致細菌死亡。臭氧還作用於細胞內的核物質,如核酸中的嘌呤和嘧啶破壞DNA。

(2)臭氧對病毒的滅活機理:

臭氧對病毒的作用首先是病毒的衣體殼蛋白的四條多肽鏈,並使RNA受到損傷,特別是形成它的蛋白質。噬菌體被臭氧氧化後,電鏡觀察可見其表皮被破碎成許多碎片,從中釋放出許多核糖核酸,干擾其吸附到寄存體上。

臭氧殺菌的徹底性是不容懷疑的。

破壞臭氧層,危害我們每一個人。

紫外線從多方面影響著人類健康。人體會發生如曬斑、眼病、免疫系統變化、光變反應和皮膚病(包括皮膚癌)等。皮膚癌是一種頑固的疾病,紫外線的增長會使患這種病的危險性增大。紫外線光子有足夠的能量去破裂雙鍵。中短波紫外線會透人皮膚深處,使人的皮膚產生炎症,人體的遺傳物質DNA(脫氧核糖核酸)受到損害,使正常生長的細胞蛻變成癌細胞並繼續生長成整塊的皮膚癌。也有說太陽光滲透進皮膚的表層。紫外線輻射轟擊著皮膚細胞核內的DNA基本單位,使許多單位溶化成失去作用的碎片。這些毛病的修復過程可能會出現不正常,從而導致癌變。流行病學已證實廠非黑瘤皮膚癌的發病率與日曬緊密相關。各種類型皮膚的人都有患非黑瘤皮膚癌的可能,但在淺色皮膚人群中發病率較高。動物實驗發現,紫外線中,紫外線B波長區是致癌作用最強的波長區域。

據估計,總臭氧量減少1%(即紫外線B增強2%),基礎細胞癌變率將增加約4%。近來的研究發現,紫外線B可使免疫系統功能發生變化。有的實驗結果表明,傳染性皮膚病可能也與由臭氧減少而導致的紫外線B增強有關。據估計總臭氧量減少1%,皮膚癌的發病率將增加5%-7%,白內障患者將增加0.2%—0.6%。自1983年以來,加拿大皮膚癌的發病率己增加235%,1991年皮膚病患者已多達4.7萬人。美國環保局局長說,美國在今後50年內死於皮膚癌者,將比過去預計的增加20萬人。澳大利亞人喜歡曬日光浴,把皮膚曬得黑黑的。盡管科學家反復告誡多曬太陽會導致皮膚癌、他們對黑膚色還是樂此不疲。結果,直到澳大利亞人皮膚癌的發病率比世界上其他地方高出1倍時,才醒悟過來。全世界患皮膚癌的人已佔癌症患者總人數的1/3。

聯合國環境規劃署曾警告說,如果地球的臭氧層會繼續按照目前的速度減少並變薄,那麼到2000年時全世界患皮膚癌的比例將增加26%,達到30萬人。如果下個世紀初臭氧層再減少10%,那麼全世界每年患白內障的人有可能達到160萬-175萬人。

受紫外線侵害還可能會誘發麻疹、水痘、瘧病、疤疹、真菌病、結核病、麻風病、淋巴癌。

紫外線的增加還會引起海洋浮游生物及蝦、蟹幼體、貝類的大量死亡,造成某些生物滅絕。紫外線照射結果還會使成群的兔子患上近視眼,成千上萬只羊雙目失明。

紫外線B削弱光台作用 根據非洲海岸地區的實驗推測,在增強的紫外線B照射下,浮游生物的光合作用被削弱約5%。增強的紫外線B還可通過消滅水中微生物而導致淡水生態系統發生變化,並因而減弱了水體的自凈化作用。增強的紫外線B還可殺死幼魚、小蝦和蟹。如果南極海洋中原有的浮游生物極度下降,則海洋生物從整體上會發生很大變化。但是,有的浮游生物對紫外線很敏感,有的則不敏感。紫外線對不同生物的DNA的破壞程度有100倍的差別。

嚴重阻礙各種農作物和樹木的正常生長 有些植物如花生和小麥,對紫外線B有較好的抵禦能力,而另一些植物如萵苣、西紅柿、大豆和棉花,則是很敏感的。美國馬里蘭大學農業生物技術中心的特倫莫拉用太陽燈對6個大豆品種進行了觀察實驗,結果顯示其中3個大豆品種對紫外線輻射極為敏感。具體表現為,大豆葉片光合作用強度下降,造成減產,同時也使大豆種於蛋白質和油脂含量下降。大氣臭氧層損失1%,大豆也將減產1%。

特倫莫拉還用了4年時間,對高劑量紫外輻射給樹木生長造成的影響進行了觀察。結果表明,木材積累量明顯下降,它們的根部生長也因而受阻。

對全球氣候的不良擾亂作用 平流層上層臭氧的大量減少以及與此有關的平流層下層和對流層上層臭氧量的增長,可能會對全球氣候起不良的擾亂作用。臭氧的縱向重分布可能使低空大氣變暖,並加劇由二氧化碳量增加導致的溫室效應。

光化學大氣污染 過量的紫外線使塑料等高分子材料容易老化和分解,結果又帶來新的污染——光化學大氣污染。

氧氣

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臭氧

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就是這樣了。

臭氧的電子式可以在二氧化碳的電子式上更改而得:

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但要注意:臭氧和二氧化碳雖然電子式類似,但分子結構不同。臭氧是折線形,二氧化碳是直線形。對此的解釋要用到大學的無機化學知識。

美國航空航天局的科學家們最近發現,在地球南極洲上空的巨大臭氧空洞在9月份發生了明顯變化,從原先的旋渦狀變成了兩頭大、中間小的「變形蟲」形狀。

雖然這兩年,臭氧空洞面積看上去在縮小,但科學家警告說,目前就斷言臭氧層在「修復還原」還為時尚早。航空航天局的臭氧專家包羅-紐曼介紹,大氣層的溫度不斷上升造成了空洞的縮小。在2000年,南極洲的臭氧空洞面積曾經一度達到280萬平方公里,相當於3個美國大陸的面積;在2002年9月初,航空航天局的科學家們估算,空洞縮小到150萬平方公里。

澳大利亞一個臭氧層研究小組曾向全世界報告了一條好消息:由於環保措施這些年來得到有效地執行,南極洲上空的臭氧空洞正在不斷縮小,預計到2050年之前,這個「臭名昭著」的巨大空洞就可以完全被「填補」上了。

據報道,南極洲上空的臭氧空洞一直是困擾全世界環保人士的難題之一。最嚴重的時候,臭氧空洞的面積曾一度有3個澳大利亞那麼大。科學家們研究發現,「吞噬」臭氧的罪魁禍首原來是大氣層中的氯氟烴——一種含有氯、氟、碳三種元素的有機化合物(俗稱「氟里昂」)。

為了防止臭氧空洞進一步加劇,保護生態環境和人類健康,1990年各國制定了《蒙特利爾議定書》,對氯氟烴的排放量規定了嚴格的限制。如今,這些年來環保組織的不懈努力終於獲得了回報:臭氧又回來了!澳大利亞英聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)的大氣研究專家保羅·弗雷舍激動地說:「這是一條重大新聞。我們期待這一天已經很久了!」他說,雖然影響臭氧空洞縮小進度的因素還有很多,比如溫室效應、氣候變化等等,「但我們在將各種因素綜合起來考慮之後,得出了這一結論:南極洲上空的臭氧空洞不出50年便會完全消失」。

據悉,從50年代起,隨著電冰箱和空調(氯氟烴的主要生產源)的大量普及,大氣層中的氯氟烴含量逐年遞增,到2000年達到峰值。後來,由於新型無氟冰箱的誕生,氯氟烴含量才開始明顯下降。
科學家發現土壤中的臭氧抑制植物生長

歐洲科學家的一項聯合研究發現,臭氧層是使地表生物免遭太陽紫外線危害的天然屏障,但土壤中的臭氧卻是植物生長的大敵,它能抑制各種植物的生長,給農業生產帶來重大損失。

臭氧是大氣中自然產生的一種具有特殊臭味的微量無色氣體,絕大部分臭氧存在於離地面25公里左右處的大氣平流層中,這就是人們通常所說的臭氧層。臭氧量往往隨緯度、季節和天氣等因素的變化而不同。

法國研究人員介紹說,天空中的臭氧層能夠吸收99%以上的太陽紫外線,為地球上的生物提供了天然的保護屏障,而當臭氧存在於土壤中時卻是一種嚴重的污染。最新得出的研究結果表明,光照越強的地方,土壤中臭氧造成的損失,尤其是對於農作物造成的損失越大。

法國研究人員認為,造成土壤中臭氧含量增高的主要原因是石油產品等礦物燃料在燃燒過程中產生氮氧化物,這些氮氧化物在空氣中四處漂浮,其中的部分氧原子慢慢地與空氣中的氧氣結合,構成由3個氧原子組成的臭氧。他們強調說,太陽光照能夠加速這種化學反應,因此在氣候不同的地區,土壤中臭氧對植物生長的影響程度也不一樣。 在水處理系統中,水箱、交換柱以及各種過濾器、膜和管道,均會不斷的滋生和繁殖細菌。消毒殺菌的方法雖然都提供了除去細菌和微生物的能力,但這些方法中沒有哪一種能夠在多級水處理系統中除去全部細菌及水溶性的有機污染。目前在高純水系統中能連續去除細菌和病毒的最好方法是用臭氧。

1905年起,臭氧就開始用於水處理。它較用氯處理水優越,能除去水中的鹵化物。此方法在國內水系統中的應用僅處於起步階段。在國外,這種消毒方式已非常普遍,這是由於臭氧不會產生有害的殘留物。
使用臭氧消毒並在用水點前安裝紫外燈減少臭氧殘留,是制葯用水系統、尤其是純化水系統消毒的常用方法之一。
(1)化學性質及功效
臭氧(O3)是氧的同素異形體,它是一種具有特殊氣味的淡藍色氣體。分子結構呈三角形,鍵角為116°,其密度是氧氣的1.5倍,在水中的溶解度是氧氣的10倍。臭氧是一種強氧化劑,它在水中的氧化還原電位為2.07V,僅次於氟(2.5V),其氧化能力高於氯(1.36V)和二氧化氯(1.5V),能破壞分解細菌的細胞壁,很快地擴散透進細胞內,氧化分解細菌內部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶等,也可以直接與細菌、病毒發生作用,破壞細胞、核糖核酸(RNA),分解脫氧核糖核酸(DNA)、RNA、蛋白質、脂質類和多糖等大分子聚合物,使細菌的代謝和繁殖過程遭到破壞。細菌被臭氧殺死是由細胞膜的斷裂所致,這一過程被稱為細胞消散,是由於細胞質在水中被粉碎引起的,在消散的條件下細胞不可能再生。應當指出,與次氯酸類消毒劑不同,臭氧的殺菌能力不受PH值變化和氨的影響,其殺菌能力比氯大600-3000倍,它的滅菌、消毒作用幾乎是瞬時發生的,在水中臭氧濃度0.3-2mg/L時,0.5-1min內就可以致死細菌。達到相同滅菌效果(如使大腸桿菌殺滅率達99%)所需臭氧水葯劑量僅是氯的0.0048%。
臭氧對酵母和寄生生物等也有活性,例如可以用它去除以下類型的微生物和病毒。
①病毒 已經證明臭氧對病毒具有非常強的殺滅性,例如Poloi病毒在臭氧濃度為0.05-0.45mg/L時,2min就會失去活性。
②孢囊 在臭氧濃度為0.3mg/L下作用2.4min就被完全除掉。
③孢子 由於孢衣的保護,它比生長態菌的抗臭氧能力高出10-15倍。
④真菌 白色念珠菌(candida albicans)和青黴屬菌(penicillium)能被殺滅。
⑤寄生生物 曼森氏血吸蟲(schistosoma mansoni)在3min後被殺滅。
此外,臭氧還可以氧化、分解水中的污染物,在水處理中對除嗅味、脫色、殺菌、去除酚、氰、鐵、錳和降低COD、BOD等都具有顯著的效果。
應當注意,雖然臭氧是強氧化劑,但其氧化能力是有選擇性的,像乙醇這種易被氧化的物質卻不容易和臭氧作用。
(2)臭氧的發生及常用濃度
臭氧的半衰期僅為30-60min。由於它不穩定、易分解,無法作為一般的產品貯存,因此需在現場製造。用空氣製成臭氧的濃度一般為10-20mg/L,用氧氣製成臭氧的濃度為20-40mg/L。含有1%-4%(質量比)臭氧的空氣可用於水的消毒處理。
產生臭氧的方法是用乾燥空氣或乾燥氧氣作原料,通過放電法製得。另一個生產的臭氧的方法是電解法,將水電解變成氧元素,然後使其中的自由氧變成臭氧。
使用電解系統生產臭氧的主要優點是:
① 沒有離子污染;
② 待消毒處理的水是用來產生臭氧的原料,因此沒有來自系統外部的其他污染;
③ 臭氧在處理過程中一生成就被溶解,即可以用較少的設備進行臭氧處理。
若在加壓條件下,可生產出較高濃度的臭氧。
(3)殘留臭氧去除法
經臭氧消毒處理過的水在投入葯品生產前,應當將水中殘存(過剩)的臭氧去除掉,以免影響產品質量。臭氧的殘留量一般應控制在低於0.0005-0.5mg/L的水平。從理論說,去除或降低臭氧殘留的方法有活性炭過濾、催化轉換、熱破壞、紫外線輻射等。然而在制葯工藝應用最廣的方法只是以催化分解為基礎的紫外線法。具體做法是在管道系統中的第一個用水點前安裝一個紫外殺菌器,當開始用水或生產前,先打開紫外燈即可。晚上或周末不生產時,則可將紫外燈關閉。一般消除1mg/L臭氧殘留所需的紫外線照射量為90000µW·s/cm2。

(4)注意事項
臭氧最適用於水質及用水量比較穩定的系統,當其發生變化時應及時調整臭氧的用量。在實際生產中,及時進行調節有一定的困難。
另一個須考慮的問題是水中有機物的含量,當水的混濁度小於5mg/L時,對臭氧消毒滅菌的效果影響極微,混濁度增大,影響消毒效果。如果有機物含量很高時,臭氧的消耗量將會升高,其消毒能力則下降,因為臭氧將首先消耗在有機物上,而不是殺滅細菌方面。因此,國外製葯業在制葯用水系統中增加了總機碳(TOC)的監控項目。但糟糕的是,在受到嚴重有機物污染的進水中用臭氧處理後,大的有機物分子會破裂成微生物新陳代謝的營養源,因此,在沒有維持管網臭氧濃度的情況下,反會使得粘泥增多,進而使水質惡化。
在許多方面,作為消毒劑的臭氧和氯氣,它們的優點是互補的。臭氧具有快速殺菌和滅活病毒的作用,對於除嗅、味和色度,一般都有好的效果。氯氣則具有持久、靈活、可控制的殺菌作用,在管網系統中可連續使用。所以臭氧和氯氣結合起來使用,看來是水系統消毒最為理想的方式。