一文读懂臭氧：保护地球的卫士与潜在威胁

一、臭氧是什么？

臭氧（O_3）是氧气（O_2）的同素异形体，由三个氧原子组成。在常温常压下，臭氧呈现出浅蓝色，具有特殊的刺激性气味，就像雷雨过后空气中那股清新的味道，其中就有臭氧的 “贡献”。它的稳定性较差，在常温下可自行分解为氧气。臭氧具有极强的氧化性，其氧化能力仅次于氟，这一特性使得它在许多领域都有着重要的应用，但同时也是它在近地面产生危害的根源。

二、臭氧分布在哪里？

平流层（臭氧层）：约 90% 的臭氧分布在距离地球表面 10 - 50 公里的平流层中，在 20 - 25 公里处浓度达到最高，这一区域被称为臭氧层。臭氧层就像地球的 “保护伞”，它能够吸收太阳放射出的大量对人类、动物及植物有害的紫外线辐射（如 UV - B 和 UV - C），为地球上的生命提供了至关重要的保护。如果没有臭氧层，过量的紫外线照射将导致皮肤癌、白内障等疾病的发病率大幅上升，还会对生态系统中的植物生长和海洋浮游生物造成严重影响。

对流层（近地面）：虽然只有约 10% 的臭氧分布在对流层，但近地面的臭氧却与我们的生活息息相关。对流层臭氧主要是由人为排放的氮氧化物（NO_x）和挥发性有机物（VOCs）在强烈日照和高温条件下，通过复杂的光化学反应生成的。这些前体物主要来源于机动车尾气、工业排放、发电厂、燃煤锅炉、水泥炉窑以及日常生活中的装修、干洗、餐饮等活动

三、臭氧有哪些应用？

水处理领域

饮用水消毒：我国约 40% 的饮用水厂使用臭氧消杀水体。臭氧不仅能有效杀灭水中的微生物，还可去除水中的铁、锰等可溶性盐类，且无污染、无残留，不会产生异味，也不影响水质的口感。经臭氧处理后的自来水，是优质的生饮水。

污水处理：臭氧在污水处理工艺中具有杀菌、除臭、去污、分解化学污染物等作用。其优势在于氧化能力强、反应速度快、使用方便且不产生二次污染。例如，在处理工业废水时，臭氧能够将有害成分如含酚化物等氧化为无害成分。

泳池消毒：1937 年，世界上第一座使用臭氧处理的商业游泳池在美国启用，目前臭氧已成为奥运水中竞赛项目指定的水质消毒方式。它能有效杀灭泳池水中的细菌和病毒，为游泳者提供安全、健康的水环境。

医疗卫生领域

空气消毒：手术室、病房等场所使用臭氧进行空气消毒，臭氧可深入房间的各个角落，在温度低、湿度大的环境下杀灭效果更好。此外，在臭氧消毒柜中对医疗器械进行灭菌消毒，简便快捷。

疾病治疗：臭氧可以杀菌、消炎、镇痛、活化细胞、促进新陈代谢等。目前医用臭氧在临床上可广泛治疗内、外、妇、儿、口腔等诸多疾患，如烫伤、妇科炎症等，都取得了较好的治疗效果。

食品行业

加工车间消毒：食品加工车间和包装间对卫生要求极高，使用臭氧灭菌，扩散性好，消杀后会转化为氧气，无污染、无残留。同时，用臭氧水浸泡和冲洗食品厂内的管路、设备及容器，消毒灭菌效果显著。

食品贮存与保鲜：在冷库中，臭氧可杀灭嗜低温性细菌、霉菌及酵母菌，保障蔬果、鸡蛋、肉类、海鲜等食品的贮存安全。在果蔬的贮藏运输过程中，臭氧还能氧化分解其呼出的催熟剂，延长果蔬的保鲜期。

农业领域

种子处理：用低浓度臭氧水浸泡种子，可杀灭种子表面的病毒、病菌和虫卵，同时促进种子发芽。

大棚种植：臭氧气体用于大棚植物，能有效防治番茄、黄瓜、香瓜的灰霉病、霜霉病等，并能去除盆花、蘑菇类、茄子等的霉杂菌及蚜虫，促进植物生长。用臭氧水喷淋、滴灌，可预防和治疗病虫害、致病菌，减少农药的使用。

禽类养殖：现代禽类养殖场常应用臭氧对养殖舍内空气进行杀菌、消毒。定时喂养臭氧水，能有效预防如鸡白痢等肠道疾病，促进禽类健康生长。

水产养殖：臭氧在水产养殖、育苗中可起到杀菌消毒、分解水中污染物的作用，增加水体氧气含量，且不会造成二次污染。它可提高育苗成活率，促进水产动物生长，提高产量，同时避免水质恶化和池底污染。

其他领域

化工行业：利用臭氧能与色素分子反应，将其氧化破坏的特点，臭氧可用作漂白剂，用于油脂、蜡、淀粉、纸浆及纺织品的制造。此外，臭氧还能用于测定有机物的结构。

空气净化：在家庭、办公室、会议室、娱乐场所等，将臭氧排气管挂在 1.7 米以上高度，排放臭氧 20 - 30 分钟，即可有效去除室内烟尘或装饰材料的异味，降尘灭菌，增加空气含氧量，清新空气，让人们享受雨后森林般清新的空气。

四、臭氧的危害

对人体健康的危害：近地面臭氧对人体健康具有极大的危害性。短期暴露在高浓度臭氧环境中，会引发眼睛刺痛、咳嗽、咽喉肿痛等症状。长期接触则可能导致肺功能下降，加重哮喘、慢性阻塞性肺病等呼吸道疾病。复旦大学公共卫生学院研究显示，臭氧浓度每提升 10 微克 / 立方米，尽管只是短期暴露，心血管疾病、高血压、冠心病、中风所致日均死亡率就会分别提升 0.24％、0.27％、0.60％、0.24％以及 0.29％。

对生态系统的危害：臭氧会抑制植物的光合作用，影响植物的生长发育，造成农作物减产。同时，它还会对森林、草原等自然生态系统造成破坏，影响生态平衡。

五、臭氧污染如何防治？

减少 排放：涉VOCs企业进行深度治理及错峰生产，餐饮服务单位安装高效净化设备，加油站加强油气回收等措施，都能有效减少VOCs的排放。

减少 排放：通过工业企业升级改造，锅炉提标改造，减少机动车尾气排放等方式，降低NO_x的排放量。

个人防护：当室外臭氧浓度高时，建议减少外出及室外活动，在室内也要避免开窗。尤其是在夏季午后，臭氧浓度在每天中午一两点后最高，建议在午后 1 点到下午 3 点之间，儿童、老人等体弱人群尽量减少外出。

臭氧，这位地球大气中的 “双面侠”，既在高空守护着我们，又在近地面给我们带来挑战。了解臭氧的知识，采取有效的防治措施，既能充分利用它的益处，又能减少它带来的危害，让我们共同为保护地球环境和人类健康努力。