臭氧又名为超氧，化学式为O3。臭氧是一种强氧化性的物质，它的氧化还原电位仅次氟，其氧化能力高于氯和二氧化氯，具有极优的杀菌消毒能力和去除异味的作用，目前已得到了广泛的应用。臭氧的应用基础是其氧化能力和杀菌性。早在19世纪，人们就认识到了臭氧的强氧化性。1968年德·洛贝斯利用臭氧将煤焦油混合物氧化为适于涂料、油漆使用的产品，获得了臭氧应用技术的第一项专利。1873年报道了臭氧在食糖精制和亚麻漂白方面的生产。一百多年来臭氧的应用已经深入到多个领域,如医学、卫生、化工生产、污水处理和饮用水杀菌消毒等行业，并取得了显著效果。随着人们对周围环境空气质量的重视，近年来臭氧在室内空气净化领域的应用得到了广泛的关注。
1 臭氧的理化性质
常温常圧下, O3是一种不稳定的有毒淡蓝色气体.微量时有“清新”味,，浓度高时有强烈的漂白粉味。标准情况下O3的溶解度为0.68g/L，比O2大10倍左右，溶解系数为0.32，密度为2.143g/ml。理论上， O3的溶解度随温度的升高而降低, O3易热分解, 270℃时迅速分解为O2。它在醋酸、 乙酸酐、丙酸、丙酸酐、二氯乙酸、氯仿及四氯化碳中的溶解度比在水溶液中大。
2 臭氧的特点
2.1强氧化性
臭氧具有强氧化性,可以与多种无机物(如硫化物)和有机物 (如烯烃类化合物)发生氧化反应。此外，臭氧可破坏分解细胞内部氧化葡萄糖所必须的葡萄糖氧化酶，也可以直接与细菌、病毒发生作用,破坏细胞、核糖核酸。从而达到杀菌的目的。
2.2环保性
臭氧在与其他物质反应的过程中，多余的部分会重新分解还原为普通氧分子,不存在任何有毒残留物,同时可改善空气品质,具有绿色环保的特点, 被誉为绿色消毒剂。
2.3便捷性
在使用时，臭氧的发生量可以根据需要智能调节，并可以智能设置臭氧的产生时间，且臭氧产品设计越发小巧便携，操作简单方便。最典型的代表就是vber臭氧消毒器。
3臭氧在空气净化中的应用
臭氧作为一种强氧化性的物质，可以和大多数有机物发生反应，如甲醛、甲苯、二甲苯、硫化氢及一些不饱和烃类化合物，同时臭氧对于细菌、病毒等微生物也具有很强的杀灭作用,因此在空气净化领域中得到了广泛的应用。
近年来,甲醛、苯、二甲苯等voc污染由于其危害性大、来源广、 释放用期长等原因受到了人们的日益重视.如何将其有效的清除一直是研究的热点。 臭氧由于具有强氧化性,在一定波度下可以与甲醛、苯、二甲苯等污染物发生氧化还原反应，因此可用于对室内化学性污染的净化处理。在考察了低浓度臭氧对室内空气甲醛污染的净化效果后表明,在臭氧波度低0.075mg/m3的条件下,臭氧对甲醛的净化率为41.7%。在利用臭氧空气净化器对甲醛等净化效果进行实验研究后发现，臭氧对甲醛的净化有着良好的效果。
此外，对化学性污染物的净化也常利用臭氧的强氧化性，通过臭氧催化氧化的方法来大幅度提高净化效果，该方法更适用于低浓度的气体污染物的净化处理。在二氧化锰催化剂存在的条件下考察苯的净化效果时，发现臭氧能够有效降低反应的活化能，最高可降至无臭氧环境的三分之一，从而大幅度提高苯的净化效率。
4存在问题及应用前景
臭氧的强氧化性是一把双刃剑，它在有效净化空气、给人们生活带来洁净环境的同时，如果使用不当也能造成浓度超标，危害人体健康。美国规定了空气中臭氧浓度不得超过0.1ppm,我国在室内空气质量标准 也对臭氧浓度作出了严格限制：室内环境中的臭氧波度1 h均值不得超过0.16ppm。因此需要注意的是，使用高浓度臭氧消毒灭菌时，人需要离开消毒区域。
但从整体来看，臭氧对空气净化的应用研究是一个十分有前景的课题，其应用范围也尚存在巨大空间，值得推广。
■茆京来
碧空如洗，高照的艳阳将雾霾的纷扰一扫而光，千姿百态的云絮悠然点缀着澄澈明净的天空，缱绻美景沁人心脾。抬眼凝望，仿若看到被誉为“地球卫士”的臭氧正在蓝天白云之上，与明媚阳光中的紫外线“相爱相杀”，保护地球生物免受辐射之害。
今年9月16日是一年一度的国际臭氧层保护日，也是《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》缔结三十周年纪念日。李克强总理在贺信中提到，保护臭氧层、应对气候变化，是全球面临的共同挑战。
臭氧（O3）又称活氧、超氧，于1840年被德国科学家发现并命名，是氧气（O2）的同素异形体，密度是氧气的1.5倍，水中溶解度是氧气的10倍，极易分解。自然界中的臭氧，大多分布在距地面20~50千米的大气平流层中，也就是人们常说的臭氧层。臭氧层中的臭氧主要由阳光中的短波紫外线照射氧气生成，大气中的氧气以分子状态存在，被短波紫外线照射后，就会分解成为极不稳定的氧原子状态，极易与其他物质发生反应，氧原子与氧气发生反应后，就会形成臭氧。臭氧比氧气更重，会逐渐向臭氧层底层移动，一旦被长波紫外线照射，就会再度还原成氧气。
臭氧层通过这种氧气与臭氧相互转换并实现动态平衡的方式，吸收了绝大部分的紫外线，为地球上的生物提供庇护。研究表明，紫外线辐射对人体危害很大，尤其是皮肤、眼睛及免疫系统。当大气平流层中臭氧减少时，人体免疫系统机能就会减退，皮肤癌患者数量增加，大气平流层中的臭氧每减少1％，全世界就会增加1万~1.5万人因白内障而失明。
臭氧其实并不臭，只是在浓度高时会产生刺激性腥味，空气中的臭氧半衰期仅为20~30分钟，也不会累积浓度，很快就会分解成氧气，所以人们在自然界中不会闻到高浓度臭氧。当有强紫外线照射时，空气中会生成低浓度臭氧，散发着清新怡人的淡淡鲜草味，雨过天晴以后空气中常常弥漫着一股清新的味道，那就是由低浓度臭氧散发出来的。
臭氧的氧化性很强，具有广谱杀微生物的作用，能够杀灭细菌繁殖体、病毒、真菌等，经常作为强氧化剂和消毒剂使用，并广泛应用于食品、水处理、化工、医疗、餐饮、储藏、养殖等领域。随着科技水平的提高，一些发达国家在臭氧制备技术、测试技术和控制技术上不断取得重大突破，形成了较大规模的臭氧产业。而我国对臭氧的利用起步较晚，发展缓慢，臭氧技术开发应用的价值尚未得到应有重视和充分认识。
臭氧的强氧化性不但会腐蚀大多数金属和非金属材料，让植物叶片坏死、脱落、长漂白斑、生长受抑制，造成农作物减产，还会破坏细胞壁，刺激、损害人的黏膜组织，空气中每立方米臭氧含量每增加100微克，人的呼吸功能就会减弱3%。高浓度臭氧会危害人的眼睛、呼吸系统和肺部，造成咽喉肿痛、胸闷咳嗽、引发支气管炎和肺气肿等症状，严重时还会引发神经中毒，头晕头痛、视力下降、记忆力衰退等问题。此外，臭氧还会破坏人体皮肤中的维生素E，使得皮肤起皱、出现黑斑；破坏人体免疫机能，诱发淋巴细胞染色体病变，加速衰老，致使孕妇生畸形儿。我们日常办公用的复印机、打印机、传真机等设备，多以静电和紫外线为工作原理，使用时产生的臭氧及有机废气是强致癌物，会引发各类癌症和心血管疾病。
这些特性让臭氧“在天是佛，近地成魔”——高空中的地球守卫者、人类保护者，近地后却变身为空气主要污染物和人类的“健康杀手”。
与遮天蔽日、声势浩大的雾霾相比，臭氧要低调许多，隐匿在蓝天白云之下，很难被人察觉。如果不是有频频超标的空气质量监测数据，人们恐怕很难发现，臭氧已逐步成为一些城市夏季空气污染的首要污染物。
臭氧污染通常是指近地臭氧引起的光化学烟雾，会导致空气中烟雾弥漫，降低能见度。光化学烟雾的实质是由汽车、工厂等污染源排入大气的氮氧化物和碳氢化合物等一次污染物，在太阳紫外线的照射下发生光化学反应，生成臭氧、过氧乙酰硝酸酯（PAN）等二次污染物，参与光化学反应过程的一次污染物和新形成的二次污染物的混合物共同导致大气出现一种具有刺激性的蓝色或棕色烟雾，这种光化学反应引起的烟雾状污染，被人们称为光化学烟雾。从近几年空气质量监测数据来看，我国臭氧平均浓度有所上升，整体在可控范围内，不会引起危害性较大污染问题。作为人类历史八大公害事件之一，发生在上世纪50年代的美国洛杉矶光化学烟雾事件，时刻警醒着我们要重视臭氧污染，重视机动车尾气等氮氧化物的治理和挥发性有机物的治理。
臭氧污染有很强的迷惑性，往往发生在风和日丽、天高气爽之时，令人难以察觉，甚至会给人带来“天气真好”的错觉。通过简单常识来判断臭氧浓度并减少在臭氧中的暴露时间，可以减少受到臭氧伤害的几率，尤其是夏秋季节午后光照强、温度高、湿度低，臭氧浓度也相对最高，比较容易发生臭氧超标，此时应尽量减少室外活动，待在室内关闭门窗，并远离工作状态下的复印机、打印机、传真机、消毒机等室内臭氧排放源。
《中国科学报》 (2017-09-15 第4版 自然)