臭氧— ozone

By--王晶、多加﹒其米格

大连理工大学大连理工大学

大连理工大学环境化学课程报告

性质、分布、 D.U.

臭氧生成机理

臭氧损耗机理

一、性质、分布和 D.U.

臭氧是氧的同素异形体，分子式为O3，是一种具有刺激性特殊气味的淡蓝色气体，分子结构呈三角形，键角为 116°，其密度是氧气的 1.5倍，在水中的溶解度是氧气的 10 倍 [1]。

臭氧是一种不稳定的气体，接触热、光、大气中的有机物及水等容易分解成氧。臭氧是一种强氧化剂，它在水中的氧化还原电位为 2.07V，仅次于氟（ 2.5V），其氧化能力高于氯（ 1.36V）和二氧化氯（ 1.5V）因此具有消毒、杀菌、除臭、防腐等作用 [2]。

[1] 百度百科 . http://baike.baidu.com/view/18827.htm[2] 苑宝玲，王洪杰 . 《水处理新技术与应用》 .2006.

性质

大气臭氧（O

3）主要存在于平流层中，平流层中臭氧占整个臭氧总量的 90%以上，另外约有 10%存在于对流层。O3浓度的峰值出现在距地球表面 20~25km处，称为臭氧层。

分布

D.U.

20世纪 80年代中期，人们发现南极春季臭氧层浓度大幅度下降，形成

“ ”了所谓的 臭氧洞 。通常用D.U.表示臭氧层的厚度，并将 0 。 C标准海平面压力下， 10-5m后的臭氧定义为 1D.U.

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1956 1960 1964 1968 1972 1976 1980 1984 1988

350

325

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275

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175

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Tot

al o

zon

e (D

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二、臭氧生成机理

天然途径——

平流层中 O3的生成是由 O2在短波紫外辐射作用下光解引发的，主要发生在距地球表面 25km以上的大气中：

NO2 + hv NO + O (λ < 420 nm)

O + O2 + M O3 + M

人为途径——

汽车尾气排放的氮氧化物，复印机、高压电线释放物等在一定条件下都可以转化为臭氧。其中之一为 NO2的光化学过程：

三、臭氧损耗（ Ozone Depletion）机理

天然途径——

其中之一为 O3 的光离解：

动态平衡：上述过程中， O3

生成和耗损的速率相同，臭氧的浓度保持恒定（臭氧层没被污染）。

与

臭氧层耗损Ozone Depletion

由于水蒸气、 NOx 、氟氯烃等污染物进入平流层，它们能加速臭氧耗损过程，破坏臭氧层的稳定状态。

假设可催化臭氧分解的物质为 Y ，则有如下反应：

已知的 Y物种有：

人为途径——

NOx的来源： 平流层中 NO 、 NO2的主要天然来源是 N2O的转化：

人为来源是超音速飞机排放的 NO。NOx损耗臭氧：

㈠、 NOx

HOx 的来源 :

平流层 HOX 主要是由 H2O, CH4 或 H2 与激发态 O 反应而生成的：

HOx 损耗臭氧：

（二）、 HOx

（三）、 ClOx

ClOx 的来源： 平流层中 ClOx 的天然来源是海洋生物产生的CH3Cl ： CH3Cl+hv • C H3+ • Cl 人为来源是制冷剂，如 F-11(CFCl3) 和 F-12(CF2Cl2) ， 它们在波长 175-220 nm的紫外光照射下会产生• Cl：

ClOx 损耗臭氧：

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