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空气净化:臭氧的负面影响
2020/2/23 10:12:54
 

臭氧的毒性和腐蚀性
臭氧属于有害气体,浓度为 6.25×10 -6 mol/L(0.3mg/m3 ) 时,对眼、鼻、喉有刺激的感觉;浓度 (6.25-62.5)×10 -5 mol/L(3 ~ 30mg/m3 ) 时,出现头疼及呼吸器官局部麻痹等症 ; 臭氧浓度为 3.125×10 -4 ~ 1.25×10 -3 mol/L(15 ~ 60mg/m 3 ) 时 , 则对人体有危害。其毒性还和接触时间有关,例如长期接触 1.748×10 -7 mol/L(4ppm) 以下的臭氧会引起永久性心脏障碍,但接触 20ppm 以下的臭氧不超过 2h ,对人体无永久性危害。因此,在浓度高于1.5ppm以上时,人员须离开现场,臭氧浓度的允许值定为 4.46×10 -9 mol/L(0.1ppm)8h.

为此,国际臭氧协会(IOA)制定卫生标准:国际臭氧协会:0.1ppm,接触10小时;美国:0.1ppm,接触8小时;中国:0.15ppm,接触8小时,臭氧浓度在0.02ppm时,嗅觉灵敏的人便可觉察,称为感觉临界值,浓度在0.15ppm时为嗅觉临界值,一般人都能嗅出,也是卫生标准点。当浓度达到1-10ppm时,称为刺激范围。事实上安全使用臭氧完全可以保证人的健康不受危害,由于臭氧的臭味很浓,浓度为 4.46×10 -9 mol/L(0.1ppm) 时,人们就感觉到,因此,世界上使用臭氧已有一百多年的历史,至今也没有发现一例因臭氧中毒而导致死亡的报道。


【臭氧的氧化性】
臭氧具有很强的氧化性,除了金和铂外,臭氧化空气几乎对所有的金属都有腐蚀作用。铝、锌、铅与臭氧接触会被强烈氧化,但含铬铁合金基本上不受臭氧腐蚀。基于这一点,生产上常使用含 25 % Cr 的铬铁合金(不锈钢)来制造臭氧发生设备和加注设备中与臭氧直接接触的部件。
臭氧对非金属材料也有了强烈的腐蚀作用,即使在别处使用得相当稳定得聚氯乙烯塑料滤板等,在臭氧加注设备中使用不久便见疏松、开裂和穿孔。在臭氧发生设备和计量设备中,不能用普通橡胶作密封材料,必须采用耐腐蚀能力强的硅橡胶或耐酸橡胶等。

臭氧对聚合物的影响主要是聚合物材料里是否含有C=C,因为C=C很容易被臭氧氧化产生断链或再次交联,一般地塑料几乎不含C=C,所以其抗臭氧能力较强;而诸如天然橡胶等二烯烃聚合的橡胶,由于其分子结构中含有较多的C=C(未完全硫化),因此其抗臭氧能力较差。

【臭氧化学反应】
臭氧很不稳定,在常温下即可分解为氧气。臭氧、氯和二氧化氢的氧化势(还原电位)分别是2.07、1.36、1.28伏特,可见臭氧在处理水中是氧化力量最强的一种。臭氧的氧化作用导致不饱和的有机分子的破裂。使臭氧分子结合在有机分子的双键上,生成臭氧化物。臭氧化物的自发性分裂产生一个羧基化合物和带有酸性和碱性基的两性离子,后者是不稳定的,可分解成酸和醛。
臭氧与有机物反应
臭氧与有机物以三种不同的方式反应:一是普通化学反应;二是生成过氧化物;三是发生臭氧分解或生成臭氧化物。如有害物质二甲苯与臭氧反应后,生成无毒的水及二氧化碳。所谓臭氧分解是指臭氧在与极性有机化合物的反应,是在有机化合物原来的双键的位置上发生反应,把其分子分裂为二。由于臭氧的氧化力极强,不但可以杀菌,而且还可以除去水中的色味等有机物,这是它的优点,然而它的自发性分解性、性能不稳,只能随用随生产,不适于储存和输送,这是它的缺点。当然,如果从净化水和净化空气的角度来看,由于其分解快而没有残留物质存在,又可以说成是臭氧的一大优点。
臭氧与无机物反应
除铂、金、铱、氟以外,臭氧几乎可与元素周期表中的所有元素反应。臭氧可与K、Na反应生成氧化物或过氧化物,在臭氧化物中的阴离子O3实质上是游离基。臭氧可以将过渡金属元素氧化到较高或最高氧化态,形成更难溶的氧化物,人们常利用此性质把污水中的Fe2+、Mn2+及Pb、Ag、Cd、 Hg、Ni等重金属离子除去。此外,可燃物在臭氧中燃烧比在氧气中燃烧更加猛烈,可获得更高的温度。

【生活中常见的影响】
1、对人体危害:国际环境空气质量标准(National Ambient Air Quality Standards,NAAQS)提出,人在一个小时内可接受臭氧的极限浓度是260μg/m3。 在320μg/m3臭氧环境中活动1h就会引起咳嗽、呼吸困难及肺功能下降。臭氧还能参与生物体中的不饱和脂肪酸、氨基及其他蛋白质反应,使长时间直接接触高浓度臭氧的人出现疲乏、咳嗽、胸闷胸痛、皮肤起皱、恶心头痛、脉搏加速、记忆力衰退、视力下降等症状。
2、对植物危害:臭氧也会使植物叶子变黄甚至枯萎,对植物造成损害,甚至造成农林植物的减产、经济效益下降等。
3、对建材的危害:臭氧能够较快地与室内的建筑材料(如乳胶涂料等表面涂层)、居家用品(如软木器具、地毯等)、丝、棉花、醋酸纤维素、 尼龙和聚酯的制成品中含不饱和碳碳键的有机化合物(包括橡胶、 苯乙烯、不饱和脂肪酸及其酯类)发生反应,从而造成染料褪色、照片图像层脱色、轮胎老化等。

(DVOL本文转自:中国DV传媒 http://www.dvol.cn)

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