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，比如推廣使用無氟制冷劑，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，它是由于大氣中氧分子受太陽輻射分解成氧原子后，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％以上的臭氧存在于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。

　　這些臭氧是從哪里來冒出來的呢？同鉛污染、硫化物等一樣，它也是源于人類活動，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、氣短和胸痛等癥狀；空氣中臭氧水平提高到0.05ppm，入院就醫人數平均上升7％～10％。原因就在于，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藥。目前，對于臭氧的正面作用以及人類應該采取哪些措施保護臭氧層，人們已達成共識并做了許多工作。但是，對于臭氧層的負面作用，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，作用于蛋白和脂多糖，改變細胞的通透性，從而導致細菌死亡。臭氧還作用于細胞內的核物質，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臭氧的衣體殼蛋白的四條多肽鏈，并使RNA受到損傷，特別是形成它的蛋白質。噬菌體被臭氧氧化后，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，使人的皮膚產生炎癥，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并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，紫外線溶解氧O2B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，美國在今后50年內死于皮膚癌者，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占癌癥患者總人數的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并變薄，那么到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％，那么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削弱光臺作用 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，并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有較好的抵御能力，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，同時也使大豆種于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，并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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　　:O::O:

　　臭氧

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　　: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：

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　　: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，相當于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：由于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個澳大利亞那么大。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于獲得了回報：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后，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。后來，由于新型無氟冰箱的誕生，氯氟烴含量才開始明顯下降。臭氧是在大氣中產生的一種氣體。平流層中的氧氣在太陽紫外輻射下發生反應生成臭氧。臭氧分子由三個氧原子組成。人為污染引起的近地表的化學反應也可以產生臭氧。臭氧吸收一部分太陽紫外輻射，因此減少了有潛在危害的UV-B射線到達地球表面。

臭氧是一種強氧化劑。通過氧化有機物的細胞分子，它可以破壞與其接觸的任何有機物。這一特性常被用于對飲用水和游泳池用水的殺菌消毒。對哺乳動物來說，少量吸入臭氧是有害的，而大量吸入則是有毒的。在低空大氣中臭氧是污染導致的光化學煙霧的有害組分之一（有害的臭氧）。而在在平流層中，臭氧吸收紫外輻射從而使環境避免遭受UV-B射線的有害影響（有益的臭氧）。臭氧是在大氣中產生的一種氣體。平流層中的氧氣在太陽紫外輻射下發生反應生成臭氧。臭氧分子由三個氧原子組成。人為污染引起的近地表的化學反應也可以產生臭氧。臭氧吸收一部分太陽紫外輻射，因此減少了有潛在危害的UV-B射線到達地球表面。臭氧是一種強氧化劑。通過氧化有機物的細胞分子，它可以破壞與其接觸的任何有機物。這一特性常被用于對飲用水和游泳池用水的殺菌消毒。對哺乳動物來說，少量吸入臭氧是有害的，而大量吸入則是有毒的。在低空大氣中臭氧是污染導致的光化學煙霧的有害組分之一（有害的臭氧）。而在在平流層中，臭氧吸收紫外輻射從而使環境避免遭受UV-B射線的有害影響（有益的臭氧）。