臭氧是氧气的一种同素异形体，化学式是O3，式量47.998，有鱼腥气味的淡蓝色气体。臭氧有强氧化性，是比氧气更强的氧化剂，可在较低温度下发生氧化反应，如能将银氧化成过氧化银，将硫化铅氧化成硫酸铅、跟碘化钾反应生成碘。松节油、煤气等在臭氧中能自燃。有水存在时臭氧是一种强力漂白剂。跟不饱和有机化合物在低温下也容易生成臭氧化物。用作强氧化剂，漂白剂、皮毛脱臭剂、空气净化剂，消毒杀菌剂，饮用水的消毒脱臭。在化工生产中可用臭氧代替许多催化氧化或高温氧化，简化生产工艺并提高生产率。液态臭氧还可用作火箭燃料的氧化剂。存在于大气中，靠近地球表面浓度为0.001～0.03ppm，是由大气中氧气吸收了太阳的波长小于185nm紫外线后生成的，此臭氧层可吸收太阳光中对人体有害的短波（30nm以下）光线，防止这种短波光线射到地面，使生物免受紫外线的伤害。

简介

臭氧，又称三氧，化学式为O3，又称三原子氧、超氧，因其类似鱼腥味的臭味而得名，在常温下可以自行还原为氧气。比重比氧大，易溶于水，易分解。由于臭氧是由氧分子携带一个氧原子构成，决定了它只是一种暂存状态，携带的氧原子除氧化用掉外，剩余的又组合为氧气进入稳定状态，所以臭氧没有二次污染。液态臭氧是深蓝色，密度1.614g/cm3（液，-185.4℃），沸点-111.9℃，固态臭氧是蓝黑色，熔点-192.7℃。分子呈V形，不稳定。常温下分解较慢，在164℃以上或有催化剂存在时或用波长为25nm左右的紫外线照射臭氧时加速分解成氧气。在常温常压下臭氧为气体，其临界温度-12.1℃，临界压力5.31MPa。气态时为浅蓝色，液化后为深蓝色，固态时为紫黑色。气体难溶于水，不溶于液氧，但可溶于液氮及碱液。液态臭氧在常温下缓慢分解，高温下迅速分解，产生氧气，受撞击或摩擦时可发生爆炸。

臭氧在水溶液中的分解速度比其在气相中的分解速度快。臭氧在水中分解半衰期与温度及pH值有关。随着温度升高，分解速度加快。温度超过100℃时，分解剧烈；温度达到270℃时，可立即转化为氧气。pH值越高，分解就越快。在常温常态常压的空气中分解，半衰期约为15～30min。

臭氧的嗅阈值为0.02mL/m3，如果浓度达到0.1mL/m3时，就会刺激粘膜，浓度达到2mL/m3时会引起中枢神经障碍。

特性

强氧化性

臭氧可使大多数有机色素褪色。可缓慢侵蚀橡胶、软木，使有机不饱和化合物被氧化。常用于：饮料的消毒和杀菌，空气净化、漂白、水处理及饮水消毒、粮仓杀灭霉菌及虫卵；与有机不饱和物反应，可生成臭氧化物，这些臭氧化物在水的存在下可分解，原来的不饱和键开链，生成醛、酮和羧酸等。由于产生臭氧分解，故可用作合成手段及确定有机物结构。

臭氧具有极强的氧化性和杀菌性能，是自然界最强的氧化剂之一，在水中氧化还原电位仅次于氟而居第二位。同时，臭氧反应后的产物是氧气，所以臭氧是高效的无二次污染的氧化剂。作为强氧化剂，其特点如下：①可用作选择氧化、主产品得率高；②氧化温度低，在常压下氧化能力也较强，且对敏感物质的氧化有利；③反应速度快，可定量氧化；④使用与制造方便。

臭氧的应用基础是其极强的氧化能力与杀菌能力。臭氧的应用按其作用分类，可分为：杀菌、脱色、脱臭、脱味及氧化分解。按其应用领域分，主要应用在以下领域：水处理；食品加工、存储、保鲜；家用电器；医疗卫生；化学氧化。

监测分析

测分析臭氧分析主要有光谱分析和电化学分析。常用检测方法主要为碘量法、靛蓝二磺酸钠分光光度法、紫外吸收法和化学发光法。实验室常用的是碘量法。将臭氧通入碘化钾溶液中，可使碘游离出来，这一反应可用作臭氧的定量分析。

碘量法利用臭氧与KI生成 I2，以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠滴定，也可用淀粉试剂显色后，根据颜色深浅，在550nm处比色测定。

发展简史

早在1785年，德国物理学家冯·马鲁姆用大功率电机进行实验时发现，当空气流过一串火花时，会产生一种特殊气味，但并未深究。此后，舒贝因于1840年也发现在电解和电火花放电实验过程中有一种独特气味，并断定它是由一种新气体产生的，从而宣告了臭氧的发现。

第一次世界大战期间，一些德国士兵最早将臭氧应用于治疗厌氧菌感染所致的皮肤坏疽；1936 年，法国医生P.Aubourg最早提倡将臭氧注入直肠治疗结肠炎。从此以后，医务科研人员、医务工作者对臭氧在临床上的应用取得了日新月异的发展。臭氧在国外，尤其是在欧洲临床上应用已有50 余年的历史，九十年代后，臭氧应用进入我国，主要将臭氧应用于治疗腰间盘突出、清除自由基抗衰老等方面、之后臭氧在临床的应用迅速发展起来，正成为一种应用广泛，作用强大的新药物、新方法。

我国从20世纪80年代初期，已开始采用臭氧对饮用水消毒和工业废水深度处理予以注意，但发展较慢。在我国目前的城市供水中，绝大多数水厂均采用混凝、沉淀、过滤、消毒的处理工艺，其中消毒工艺主要采用氯气和漂白粉，使用臭氧的比例很低。同时，将臭氧应用于冷却水处理方面的实践，也还刚刚开始。但由于臭氧法处理的经济性、可靠性及绝对无毒、无二次污染等一系列优点，可以预言，臭氧在我国也必将得到普及。

产生方法

综述

产生臭氧的方法主要有紫外照射法、电解法、放射化学法和介质阻挡放电法。

紫外照射法

紫外照射法是利用紫外线照射干燥的氧气，使一部分氧分子被激活离解成氧原子，进而形成臭氧。紫外照射法产生臭氧的特点是臭氧浓度低，优点是不易产生氧化物，不需要复杂转换设备。但是紫外照射法不适合于大量生产臭氧，只适合于少量、低浓度要求的各种试验，如空气消毒、灭菌、除臭等。

电解法

电解法制备臭氧技术创立于1840年，主要通过采用低压直流电对水进行电解，使水在阳极-溶液界面上发生氧化反应产生臭氧。该臭氧制备装置由电解质溶液和阴阳两极构成。臭氧在阳极析出，阴极可分为两种，分别为析氢阴极和氧还原阴极。八十年代以前，电解液多为水内添加酸、盐类电解质，电解面积比较小，臭氧产量低，运行费用高。经过人们对极板材料、电解液与电解机理、过程方面的大量研究，电解法制臭氧技术有了很大的进步。近来发展的SPE（固态聚合物电解质）电极与金属氧化催化技术，使电解纯净水得到14%以上的高浓度臭氧。电解法产生臭氧具有浓度较高、成份纯净、水中溶解度高、对进料空气无须进行预处理且不会产生氮氧化物；此外，该臭氧生产设备小且轻便，结构简单，无噪声、便携，因此其应用前景非常广阔。其主要缺点是能耗较大，经过进一步改进，设法降低成本和电耗后，有可能与目前广泛使用的介质阻挡放电法相竞争。

在电解法制备臭氧的方法中，其中以二氧化铅作电极的方法占主流，如何提高臭氧产生效率是电解法产生臭氧的主要研究方向。我们知道，在电化学反应中，pH、温度、电流密度和电极的种类是最关键的，现在有很多对二氧化铅电极进行改性的文献报道，比如在二氧化铅电极中掺少量的二氧化钛，可以大大提高二氧化铅电极的电流效率和导电性，但未能改变二氧化铅的腐蚀问题；而β型二氧化铅的稳定性更好，且价格适中，且产生的臭氧浓度可达13%以上，同时不产生有害的氮氧化合物。但是β型二氧化铅在高电压和酸性条件下易重结晶，造成阳极催化层β型二氧化铅催化效率不稳定；阴阳极催化层容易脱附，使膜电极工作的寿命很短，严重时还会导致短路；现有的膜电极催化层制备工艺不够稳定，而造成这种问题的主要原因是催化层与在膜上附着的不是很紧密。基于二氧化铅及SPE膜电极的优缺点，后续研究二氧化铅与SPE复合膜电极是非常有必要的。

放射化学法

放射化学法是利用各种放射源核辐射离解氧分子生成臭氧。该法已有两种工艺用于工业型臭氧生产，一是氧同裂变产物接触，由辐射、氧同裂变产物及二次辐射的热碰撞产生臭氧。二是仅在辐射下生成臭氧，该方法因采用放射源其成本高、安全性差，只适用于某些特殊情况，不适合于工业大量生产。

介质阻挡放电法

也称无声放电法（简称DBD法）。通过交变高压电场在气体中产生电晕，电晕中的自由高能电子离解氧气分子，经碰撞聚合为臭氧分子。介质阻挡放电法具有能耗相对较低、单机臭氧产量大，气源可用干燥空气、氧气或含氧浓度较高的富氧气体等优点，因此工业上合成臭氧大多采用此法。

上个世纪，人们通常生产获取臭氧是采用热化学方法。虽然热化学理论所计算得到的臭氧率（产生臭氧的能量利用效率）理论值是1200g/（kW·h），可实际生产中只有4%～12%的转换比。剩余的能量都转化成了热量逸散，实际产率远远达不到理论值。21世纪以来，为了提高密封容器中臭氧浓度和产率，使生产成本降低，科学家们进行了众多的学术研讨交流。随着理论研究不断进行，技术工艺不断完善，其中主要研究方向集中在不同的原料、相关的气体、不同的电极形式、不同的反应介质、电极材料以及放电形式等方面。

等离子体放电过程中产生臭氧的基本原理是含氧气体在放电反应器内所形成的低温等离子体氛围中，一定能量的自由电子将氧分子分解成氧原子，之后通过三体碰撞反应形成臭氧分子，同时也发生着臭氧的分解反应。

臭氧消毒技术及应用

臭氧消毒优点

（1）消毒无死角，杀菌效率高，除异味。消毒进行时臭氧发生装置产生一定量的臭氧，在相对密闭的环境下，扩散均匀，通透性好，克服了紫外线杀菌存在的消毒死角的问题，达到全方位、快速、高效的消毒杀菌目的。另外，由于它的杀菌谱广，既可以杀灭细菌繁殖体，芽孢，病毒，真菌和原虫孢体等多种微生物，还可以破坏肉毒杆菌和毒素及立克次氏体等，同时还具有很强的除霉、腥、臭等异味的功能。

（2）无残留、无污染。臭氧利用空气中的氧气产生的，消毒氧化过程中，多余的氧原子在30min后又结合成为分子氧，不存在任何残留物质，解决了消毒剂消毒时残留的二次污染问题，同时省去了消毒结束后的再次清洁。

消毒作用

臭氧是一种强氧化剂，其分子极不稳定，能分解产生氧化能力极强的单原子氧(O)和羟基(OH)，是独有的融菌型制剂，可迅速融入细胞壁，破坏细菌、病毒等微生物的内部结构，对各种致病微生物有极强的杀灭作用。灭菌过程属生物化学氧化反应。其作用主要是通过以下三种形式实现的：（1）臭氧能氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶，使细菌灭活死亡；（2）作用于细菌细胞内的核物质，如核酸中的嘌呤和嘧啶，破坏它们的细胞器和DNA、RNA，使细菌的新陈代谢受到破坏，导致细菌死亡；（3）臭氧与细菌细胞壁脂类双链反应，透过细胞膜组织，侵入细胞内，作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生通透性畸变而溶解死亡；（4）臭氧作用于病毒的衣体壳蛋白的4条多肽链，并使RNA受到损伤，破坏形成它的蛋白质。噬菌体被臭氧氧化后，其表皮被破碎成许多碎片，从中释放出许多核糖核酸，干扰其吸附到寄存体上。

臭氧的作用主要集中在抗炎抗感染、止疼阵痛、氧化胆固醇、提高机体免疫力、向缺血组织供氧五个方面。但因臭氧分子结构是三个氧原子组成的特殊分子，虽有很强的氧化性，但也非常不稳定，常温常压下，20 分钟后会自动还原为氧。所以，临床上应用的臭氧都是现用现制的，常用臭氧发生器制取。其生成原理可通过高压放电、电晕放电、电化学、光化学、原子辐射等方法得到，原理是利用高压电力或化学反应，使空气中的部分氧气分解后聚合为臭氧，是氧的同素异形体转变的一种过程。制成臭氧后，可以根据需要，溶解于灭菌水中、血液中、体液中、或者直接作用于组织，达到不同的治疗目的。

临床应用

臭氧在临床的应用已经从最开始的治疗结肠炎，皮肤坏疽发展到今天的治疗脑中风、风湿性疾病、关节疾病、椎间盘突出症、抗自由基防衰老、急慢性肝炎、前列腺炎、压疮引起的慢性伤口、阴道炎等方面，但从治疗效果、操作技术、推广应用等方面主要体现在以下几方面：

治疗椎间盘突出症

在临床上应用最广泛，技术比较成熟的是治疗颈、腰间盘突出症。现在一般采用经皮激光汽化减压术联合臭氧介入治疗方法，在局麻下采用弯针技术，在激光汽化时将针尖位置不断调整，直到理想位置，置入激光光纤，分两次汽化，汽化后，将一定浓度（50μg/mL）的臭氧用注射器注入椎间盘及椎旁间隙，从而达到消炎，止痛等功效。用此种方法治疗后不容易复发，而且对患者没有副作用，目前是各医院相继采用的一项新技术。

治疗病毒性肝病

臭氧治疗急慢性病毒性肝炎效果也比较显著。病毒性肝炎患者由于肝细胞受到病毒侵害，发生水肿、变性等炎性反应，臭氧是一种强氧化剂，可以迅速使病毒的RNA 变性，细菌的新陈代谢停止，因此，起到消炎作用。

由于臭氧还有增强人体免疫力，并且诱导产生细胞因子，保护肝脏的作用，因此，臭氧被应用于治疗病毒性肝炎。研究资料还显示，臭氧治疗很快能够降低患者体内的转氨酶，能够退黄，还能够降低体内病毒水平，抑制病毒复制，是一种无毒副作用的新治疗方法。2000年，臭氧治疗病毒性肝炎在欧洲被批准应用于临床，2004年，此项技术被批准应用于我国临床治疗。

治疗缺血缺氧疾病

Tylicki 等报道，动脉硬化并发下肢动脉血栓的12 名血透患者分别进行了9次高压臭氧大自血治疗，结果，总胆固醇平均下降了8.34%，低密度脂蛋白平均下降了17.9%，而Ⅷ因子活性未出现有意义的改变，这说明此法不危害患者的血管内皮系统，而总胆固醇和低密度脂蛋白的降低则有利于患者下肢动脉硬化的改善。

在国内，已经把臭氧应用于治疗妇科感染，如念珠菌性阴道炎；也有把臭氧水冲洗结合微波治疗慢性宫颈炎、把臭氧自血疗法应用在支气管哮喘的患者身上，并取得较好疗效以及将臭氧用于治疗烧伤引起的创面愈合，效果非常显著的报道。

臭氧自从应用于临床以来，虽然时间不超过50 年，但是已经在很多方面显示出了它的优势，并在逐渐代替一些传统的治疗手段。1999 年，意大利发起并建立了国际医疗臭氧协会（IMOS），主要目的是为了促进臭氧的基础研究和临床应用，并为临床提供治疗的规范标准。

目前，该协会正和广大的医务工作者一起，寻找臭氧应用于临床的新方法、新方向，例如：在治疗腰间盘突出症时，考虑多途径穿刺入路、臭氧技术与胶原酶技术结合、双针技术等等。相信很快将会有更多更好的臭氧新技术应用于临床，为越来越多的患者带来福音。由此看来，臭氧的发展前景应该十分广阔。但是，臭氧在临床的应用上也存在禁忌症。

首先，臭氧不能被直接吸收入肺，因为直接吸入会引起肺泡上皮细胞破坏；其次，蚕豆病的患者不能进行臭氧血疗；第三，臭氧治疗会引发极少的过敏反应；第四，在进行臭氧治疗时，过大的浓度和剂量会引发中毒反应。

蔬菜病害防治

用臭氧防治蔬菜病害在国外早有研究，国内近几年陆续也有相关报道。利用温室植物病害臭氧防治器产生的低质量分数的臭氧，可以防治温室黄瓜、青椒、茄子等果菜类作物的所有气传病害和大部分土传病害。低质量分数的臭氧能有效预防黄瓜霜霉病、白粉病、炭疽病、蔓枯病、花叶病毒的大面积发生，对茄子、菜豆灰霉病也有预防作用。除对病害有显著防治效果外，臭氧对部分虫害也有防治效果，如对蚜虫的防治率达63%～68%。

去除蔬菜农药残留

吃蔬菜时，最让人担心的就是农药残留问题。尽管农业行政管理部门对降低农药残留问题已制定了很多的办法，强调要合理使用农药，提倡使用生物农药和高效、低毒、低残留农药，但是，还是经常有蔬菜农药中毒事件的发生。传统的去除农药残留的方法有：浸泡水洗、碱水浸泡、去皮、贮存、加热等。中国农业大学潘灿平博士指出，传统的清水浸泡办法几乎不能去除蔬果残留农药，高浓度臭氧浸泡才能有效去除农药残留。有研究表明，用臭氧培养豆芽，臭氧可以有效降解豆芽上的农药。将豆芽用3mg/L的臭氧水浸泡30min后再培养8h，其上的农药降解如下：克菌丹100%，二嗪农76%，敌敌畏96%。用臭氧处理蔬菜上的百菌清、氧化乐果、敌百虫和敌敌畏，处理后的农药残留均达到国际允许标准。

蔬菜保鲜加工

蔬菜的清洗与消毒

利用臭氧的氧化和杀菌作用，采用含臭氧水清洗果蔬，不仅能有效地杀死蔬菜表面上附着的致病菌和腐败菌，而且能除去蔬菜表面残存的其他有毒物质。它是保持和提高新蔬菜食品安全性的方法之一。研究表明，该方法可使果蔬表面的细菌总数降低90%以上，尤其是对埃希氏大肠杆菌的杀灭效果特别明显。

蔬菜鲜切

西方发达国家早在20世纪50年代就开始研究并生产鲜切蔬菜，现已形成完整、先进、系统的加工体系。随着人们生活步伐的加快以及对食品安全性认识的提高，鲜切蔬菜在我国也逐步流行。但是，目前，一般超市出售的鲜切蔬菜大都是经过简单清洗、分切等粗加工处理，缺少先进的净化处理加工工艺，消费者心中仍有所顾虑，对它的安全、卫生仍有所质疑。臭氧对蔬菜表面的微生物有良好的杀灭作用，且它的氧化性可将果蔬产生的伤乙烯氧化破坏，对延缓蔬菜后熟，保持蔬菜新鲜品质有理想的效果。最近，国内外对臭氧在鲜切蔬菜中的应用进行了一些研究，研究表明，经臭氧水浸泡，不但可以显著减少鲜切蔬菜表面的微生物 ，提高产品在微生物方面的安全性，还能明显抑制了鲜切蔬菜中叶绿素的降解，对多酚氧化酶的活性有抑制作用，保护了维生素C，但对还原糖可能具有一定的氧化作用。

蔬菜贮藏

蔬菜采收后仍是活的有机体，呼吸作用是蔬菜采收后最主要的生理活动之一。抑制了呼吸作用，就可以使蔬菜的保鲜期延长。有众多实验表明，在蔬菜的贮藏中臭氧可以明显地抑制其呼吸作用。其作用的原理就是蔬菜在贮藏过程中容易释放乙烯，而臭氧可以氧化除去乙烯，从而减缓果蔬的新陈代谢作用。另外，臭氧还能破坏有机物或无机物的污浊气味，具有除臭、净化空气的作用，因此可用于蔬菜贮藏环境的消毒和维持有利于蔬菜活力保持的环境。

盐渍菜脱盐

蔬菜旺季容易出现吃不完，淡季不够吃。人们通常把一些蔬菜做成泡菜、盐渍菜。如榨菜、雪菜、萝卜等是主要的腌渍蔬菜，在腌制加工时，一般采用8%～15%，甚至更高浓度的食盐进行腌制，致使味道太咸，无法直接食用，甚至可能出现食盐中毒。所以盐渍蔬菜需脱盐后食用，传统的脱盐方法采用自来水浸泡，脱盐后微生物大量繁殖，尤其是夏季，易出现长膜、生花、发软等现象。臭氧具有杀灭多种微生物的特点，有研究表明，利用臭氧浸泡进行脱盐处理的盐渍菜，相对于自来水浸泡处理的盐渍菜，微生物数量明显下降。

臭氧氧化技术及应用

氧化机理

臭氧具有的强氧化性是因为臭氧分子中氧原子具有强亲电子或亲质子性。臭氧分解后产生新生态氧原子，在水中可形成具有强氧化作用基团-羟基自由基，可快速除去废水中的有机污染物，而自身分解为氧，不会造成二次污染。

目前认为臭氧与有机物的反应有2种途径：

（1） 臭氧以氧分子形式与水体中的有机物直接反应。

该方法选择性较强，一般攻击带有双键的有机物，对芳香烃类和不饱和脂肪烃有机化合物的效果更好。

（2） 碱性条件下臭氧在水体中分解后产生氧化性很强的羟基自由基等中间产物，羟基自由基与有机化合物发生氧化反应。

该氧化方式无选择性。

废水处理

臭氧氧化技术用于废水处理有如下2种情况：（1）臭氧作为预处理或后处理，与其他方法联合使用，如絮凝+臭氧、臭氧+生物滤池（生物活性炭法等）、臭氧+膜处理；（2）臭氧自身氧化处理，如：臭氧、臭氧-双氧水、臭氧-双氧水/UV光氧化、臭氧/UV光氧化、臭氧-固体催化剂（固体催化剂如活性炭等）。

混凝 – 臭氧氧化技术

混凝-臭氧氧化技术是在投加混凝剂条件下，利用臭氧氧化技术处理废水。臭氧能改变水中悬浮物的性质，从而改变混凝操作单元去除效果，此方法可使水中悬浮颗粒变大，使处于溶解状态的有机物变成可混凝胶体颗粒，从而减少混凝剂投加量，降低化学药剂耗量。

臭氧 – 生化法

利用臭氧催化氧化联合生物活性炭滤池处理废水专利近几年有较多报道，统称为利用臭氧预处理废水，破坏水中难降解有机物，提高可生化性，再利用活性炭生物滤池进一步处理的技术。该技术充分利用了臭氧的强氧化性、也利用了生物滤池的成本优势，两者结合后处理效果良好。

臭氧-膜处理技术

有专利公布了一种臭氧催化氧化-陶瓷膜过滤深度处理焦化废水系统，通过臭氧催化氧化与陶瓷膜分离联用实现了粉末催化剂在动态反应器中的应用。

反应系统确保在单一反应器中分段进行臭氧氧化和催化臭氧氧化，降低了单独臭氧氧化和催化臭氧氧化过程中的传质阻力，提高了羟基自由基利用率和有机物去除率，最终实现了焦化废水深度处理出水COD、色度和浊度达标。

臭氧直接曝气处理

采取二级生化出水经两级臭氧催化氧化处理方法，即一级臭氧催化氧化池底部与二级臭氧催化氧化池相连，二级臭氧催化氧化池设有总出水口，实现节能和降低成本。能提高COD去除率20%。

有专利公布了一种降低有机胺废水中COD浓度的臭氧处理系统，利用臭氧氧化来降低有机胺废水COD。该系统将臭氧反应池分为前、中、后3个接触氧化反应池，分别用隔板进行分割，且3个接触氧化池体积依次减小。利用该法接触氧化地进行氧化处理，来实现含有机胺废水的治理，达到排放标准。

臭氧-双氧水联合氧化作用

臭氧-双氧水系统是污水处理的一种高级氧化方法。臭氧和过氧化氢协同作用可以产生具有极强氧化作用的羟基自由基，能有效去除水中的有机污染物。机理显示加入过氧化氢会促进羟基自由基生成，同时pH值影响也很明显。过氧化氢阴离子浓度是影响羟基自由基生成的关键因素，而pH值对过氧化氢阴离子浓度也有较大影响，所以pH值是影响反应的重要条件；同时，臭氧-双氧水比例也是影响有机污染物去除效果的关键因素。此外，臭氧 – 双氧水工艺对于去除天然水体中的有机污染物也很有效。

臭氧-双氧水-UV光氧化

氧化联合催化氧化技术UV光氧化-臭氧法是将臭氧与紫外光辐射相结合的一种高级氧化过程，始于1970年。臭氧-双氧水-UV光氧化法对处理难氧化物质比较有效，可使氧化速度提高10~10000倍。

UV光氧化-臭氧法中的氧化反应为自由基型，即液相臭氧在紫外光辐射下分解产生·OH自由基，由·OH自由基与水中的溶解物进行反应。

臭氧 – 固体催化剂技术

臭氧-固体催化剂技术固体催化剂包括活性炭、金属及其氧化物。臭氧/活性炭联用体系能显著提高COD、TOC去除率，且显示出良好的协同作用，实现难降解制药有机废水可生化性改善。活性炭吸附-催化臭氧氧化技术对苯乙酮的去除率随臭氧进气量、活性炭投加量增加而提高，在最优工艺条件下，苯乙酮去除率可达92.3%。

臭氧氧化处理废水，无论是臭氧-紫外组合，还是臭氧-双氧水协同催化氧化技术，本质都是羟基自由基氧化降解废水中的各类污染物，不形成二次污染，在废水处理中应用前景广阔。

目前影响臭氧高级氧化技术应用的主要问题是臭氧利用率低。臭氧在各类废水处理领域的研究和应用日益增多。臭氧技术在处理废水方面具有氧化性强、原料制备廉价易得、能处理多种污染物、反应后不出现二次污染等特点。臭氧虽然能氧化水中许多难降解有机物，但不易将有机物彻底分解为CO2和H2O，其产物常常为羧酸类易于生物降解有机物，如：一元醛、二元醛、醛酸、一元羧酸、二元羧酸类有机小分子，因此，在大多数情况下，臭氧更适宜于和其它净化技术配合使用来达到最终的废水处理目标。

烟气净化

臭氧应用于烟气净化领域具有广阔的前景：（1）臭氧是一种清洁氧化剂，不会产生二次污染物；（2）它能够在良好的脱硫脱硝的基础上，同时实现对汞的高效去除；（3）臭氧对烟气中氯化物、氟化物、VOCS以及二噁英也有一定的去除能力，它对多种污染物的协同脱除能力是应用到实际过程中最有利的优点。尽管臭氧法是烟气净化领域高效的污染控制方法，但现阶段臭氧的制备成本较高，应用技术不够成熟，限制了该技术的广泛推广使用，因此，高效、节能、环保的臭氧发生装置仍是臭氧法运用的关键。

危害

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。

其他危害

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。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。

臭氧污染防治

臭氧污染来源

臭氧的来源分为自然源和人为源 。自然源的臭氧主要指平流层的下传。1962年，Junge研究认为，在波长小于240nm 紫外线的辐射条件下，平流层中的臭氧会分解，产生的氧原子与氧分子结合产生臭氧，平流层臭氧向下传输到对流层，成为对流层中臭氧的源。

人为源的臭氧主要是由人为排放的NOx、VOCs等污染物的光化学反应生成。在晴天、紫外线辐射强的条件下，NO2等发生光解生成一氧化氮和氧原子，氧原子与氧反应生成臭氧。臭氧是强氧化剂，在洁净大气中，臭氧与一氧化氮反应生成为NO2，而臭氧分解为氧气，上述反应的存在使臭氧在大气中达到一种平衡状态，不会造成臭氧累积。当空气中存在大量VOCs等污染物时，VOCs等产生的自由基与一氧化氮反应生成二氧化氮，此反应与臭氧和一氧化氮的反应形成竞争，不断取代消耗二氧化氮光解产生的NO、HO2、RO2、H、OH引起了NO向NO2转化，使上述动态平衡遭到破坏，导致臭氧逐渐累积，达到污染难度级别。NOx、VOCs、CO等臭氧前体物都是一次污染物，主要来源于交通工具的尾气排放、石油化工和火力发电等工业污染源排放及饮食、印刷、房地产等行业的污染源排放等。秸秆等生物质的大量燃烧，也会产生大量的VOCs和NOx等臭氧前体物。

臭氧污染监测

我国2012年2月发布的《环境空气质量标准》（GB3095-2012）规定，臭氧的日最大8小时平均值二级浓度限值为160μg/m3。作为空气中六大污染物之一，臭氧污染监测是臭氧污染预报和防治的重要内容之一。1929年Dobson分光光度计的研制成功，奠定了大气臭氧地面观测的基础。我国在20世纪50年代开始对臭氧总含量进行观测，先后建立了香河市臭氧观测站和昆明臭氧观测站，所用仪器均为Dobson臭氧分光光度计。测定臭氧的方法有试纸比色法、微分光谱法、库仑法、极谱法、气相色谱法、化学发光及荧光法等十几种。

我国目前测定臭氧的标准方法主要有《环境空气臭氧的测定 靛蓝二磺酸钠分光光度法》（HJ 504-2009）和《环境空气臭氧的测定 紫外光度法》（HJ 590-2010）两种手工分析方法，自动监测方法主要有紫外荧光法和差分吸收光谱分析法。

“十二五”末，我国建成国家环境空气质量监测网。国家环境空气质量监测网由城市站、区域站和背景站组，监测内容包括SO2、NO2、PM10、PM2.5、O3和CO等6项监测指标的实时小时浓度值、日均浓度值等，可以实时掌握监测点的臭氧指标数据，摸清重点区域污染特征，提高空气质量预报预警能力。2013年7月30日发布的《环境空气气态污染物连续自动监测系统技术要求及检测方法》（HJ 654-2013），规定了环境空气气态污染物连续自动监测系统的组成、技术要求、性能指标和检测方法。之后又陆续发布《环境空气自动监测标准传递管理规定（试行）》（环办监测函〔2017〕242号）和《国家环境空气质量监测网城市站运行管理实施细则》（环办监测函〔2017〕290号）。2017年10月17日，环境保护部又发布《环境空气臭氧一级校准作业指导书（试行）》《环境空气臭氧标准参考光度计间接比对作业指导书（试行）》《环境空气臭氧传递标准间逐级校准作业指导书（试行）》《环境空气臭氧自动监测现场比对核查作业指导书（试行）》4项涉及臭氧监测的作业指导书，完善了全国臭氧监测质量管控体系，并将对臭氧进行统一标准定期监督检查。

2018年2月22日，为贯彻落实《2018年重点地区环境空气挥发性有机物监测方案》，生态环境部发布了《环境空气臭氧前体有机物手工监测技术要求（试行）》（环办监测函〔2018〕240号），进一步规范环境空气臭氧前体有机物手工监测工作。

臭氧的预报

早在20世纪70年代，欧洲就建立了中期天气预报平台（ECMWF）。1979年，欧洲第一次成功发布了中期数值预报。在20世纪末，中国科学院大气物理所建立了“城市空气质量数值预报模拟系统”，并对天津、沈阳等市空气污染物进行了数值预报。2007年12月16日，上海气象台首次发布每日臭氧预报。当时，为评估大气环境对生态和人类健康的影响，欧美国家都已经开展了类似预报，其中臭氧预报是天气预报的主要产品之一。

随着臭氧污染程度的加重以及人们对臭氧危害认识的加深，对臭氧的准确预报显得尤为重要。上海、广东等省市已连续多年开展臭氧预报。2018年1月16日，中国气象局负责人表示，2018年将开展全国臭氧气象预报，为生态环境部门提供支撑。

控制对策

我国对于臭氧污染的控制防治尚处于起步阶段。臭氧污染与雾霾不同，其产生机制复杂，治理难度很大。在公众层面，不仅要注意个人健康防护，而且应积极参与到臭氧防治工作。臭氧污染时，戴口罩基本阻挡不了臭氧的吸入。因此，在臭氧污染严重时，儿童和老人等敏感人群应尽量避免在午后日照强烈时外出，远离马路边、装修污染严重的地方。在国家层面，目前主要要建立臭氧和PM2.5协同控制机制，制定行之有效的臭氧污染防治对策。

挥发性有机化合污染物和氮氧化物是臭氧形成的重要前体物，控制臭氧污染，就要协同控制好挥发性有机化合物和氮氧化物的排放。如：使用天然气、太阳能、风能、生物质能等清洁能源，整治各类散乱污企业，限制煤炭等的消费总量；优化发展方式，改进工艺设计，在火电、钢铁、水泥建材、焦化、有色、石油炼制、化工、农药医药、包装印刷等重点行业实施清洁生产，减少污染物排放；控制城市机动车数量，进一步严格尾气排放标准，鼓励购买和使用清洁能源汽车，减少机动车尾气排放量。按《大气污染防治行动计划》，通过采取综合防治措施，坚持政府调控与市场调节相结合、全面推进与重点突破相配合、区域协作与属地管理相协调、总量减排与质量改善相同步，形成政府统领、企业施治、市场驱动、公众参与的大气污染防治新机制。