臭氧最新研究成果

㈠ 臭氧層空洞的解決方法及目前進展 要簡

1995年1月23日，聯合國大會通過決議，確定從1995年開始，每年的9月16日為「國際保護臭氧層日」。旨在紀念1987年9月16日簽署的《關於消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》，要求所有締約國根據「議定書」及其修正案的目標，採取具體行動紀念這一特殊的日子。
確立「國際保護臭氧層日」的歷史背景
臭氧層破壞是當前面臨的全球性環境問題之一，自70年代以來就開始受到世界各國的關注。聯合國環境規劃署自1976年起陸續召開了各種國際會議，通過了一系列保護臭氧層的決議。尤其在1985年發現了在南極周圍臭氧層明顯變薄，即所謂的「南極臭氧洞」問題之後，國際上保護臭氧層的呼聲更加高漲。
1976年4月，聯合國環境署理事會決定召開一次「評價整個臭氧層」國際會議之後，於1977年3月在美國華盛頓召開了有32個國家參加的「專家會議」。會議通過了第一個「關於臭氧層行動的世界計劃」。這個計劃包括監測臭氧和太陽輻射、評價臭氧耗損對人類健康的影響、對生態系統和氣候的影響，以及發展用於評價控制措施的費用及益處的方法等，並要求聯合國環境署建立一個臭氧層問題協調委員會。這個計劃提出了對受控物質生產和使用的控制。
1980年，協調委員會提出了臭氧耗損嚴重威脅著人類和地球生態系統這一評價結論。
1981年，聯合國環境署理事會建立了一個工作小組，其任務是籌備保護臭氧層的全球性公約。
經過4年的艱苦工作，1985年3月在奧地利首都維也納通過了有關保護臭氧層的國際公約----《保護臭氧層維也納公約》，該公約從1988年9月起生效。這個公約只規定了交換有關臭氧層信息和數據的條款，但對控制消耗臭氧層物質的條款卻沒有約束力。《公約》的宗旨和原則是正確的，促進了各國就保護臭氧層這一問題的合作研究和情報交流。
在《保護臭氧層維也納公約》的基礎上，為了進一步對氯氟烴類物質進行控制，在審查世界各國氯氟烴類物質生產、使用、貿易的統計情況的基礎上，通過多次國際會議協商和討論，於1987年9月16日在加拿大的蒙特利爾會議上，通過了《關於消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》，並於1989年1月1日起生效。
「蒙特利爾議定書」規定，參與條約的每個成員組織（國家或國家集團）將凍結並依照縮減時間表來減少5種氟利昂的生產和消耗；凍結並減少3種溴代物的生產的消耗。
5組氟利昂的大部分消耗量，將從1989年7月1日起，凍結在1986年使用量的水平上；從1993年7月1日起，其消耗量不得超過1986年使用量的80%；從1998年7月1日起，減少到1986年使用量的50%。
「蒙特利爾議定書」實施後的調查表明，根據議定書規定的控制進程並不理想。
1989年3-5月，聯合國環境署連續召開了保護臭氧層倫敦會議與「公約」和「議定書」締約國第一次會議——赫爾辛基會議，進一步強調保護臭氧層的緊迫性，並於1989年5月2日通過了《保護臭氧層赫爾辛基宣言》，鼓勵所有尚未參加《保護臭氧層維也納公約》及《關於消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》的國家盡早參加；同意在適當考慮發展中國家特別情況下，盡可能地但不遲於2000年取消受控氯氟烴類物質的生產和使用；盡可能早地控制和削減其它消耗臭氧的物質；加速替代產品和技術的研究與開發；促進發展中國家獲得有關科學情報、研究成果和培訓，並尋求發展適當資金機制促進以最低價格向發展中國家轉讓技術和替換設備。
1990年6月20-29日，聯合國環境規則署在倫敦召開了關於控制消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書締約國第二次會議。57個締約國中的53個國家的環境部長或高級官員及歐共體代表參加了會議。此外，還有40個非締約國的代表參加了會議。這次大會又通過了若干補充條款，修正和擴大了對有害臭氧層物質的控制范圍，受控物質由原來的2類8種擴大到7類上百種。規定締約國在2000年或更早的時間里淘汰氟利昂和哈龍。到1995年，四氯化碳將減少85%；到2000年將全部淘汰。到2000年，三氯乙烷將減少70%；2005年以前全部淘汰。
氮的氧化物同樣也會破壞臭氧層例如NO2再大氣中發生如下反應:
2NO2+O3=N2O5+O2 N2O5+H2O=2HNO3 4HNO3=4NO2+2H2O+O2
臭氧層與生命
1995年諾貝爾化學獎授於對臭氧層的濃度平衡機制研究卓有成效的3位大氣化學家，克魯岑、羅蘭和莫里那。從1840年Soh」 nbein發現臭氧氣體至今已157年，在這漫長的歲月中，隨著科學及測量技術的不斷進步，人類對臭氧層的認識日益深入，其中有著名的Chapman臭氧層光化學理論（1930年）及羅蘭-莫里那理論（1974年）。1985年，法曼發現南極臭氧層有嚴重損失，1995年初，美國太空總署發布了衛星遙感測量結果，證實了羅蘭-莫里那理論，使人們認識到臭氧層對於生命、全球氣候以及人類的未來至關重要。
在地球的大氣層中，臭氧（O3）的含量極少，僅占空氣的幾百萬分之一，主要集中在離地面10～50km的平流層，臭氧和氧氣是氧元素的同素異構體，呈淡藍色，因有一種魚腥臭味，故名臭氧。1930年（Chapman首次提出了高空臭氧形成和破壞的理論，認為，臭氧的形成及破壞均與太陽中紫外輻射有關。
氧及臭氧層的出現是生物進化發展的一個非常重要的轉折點。據考，約25億年前，地球不存在氣體氧或很少，因而太陽中的紫外輻射可直接到達地球表面，太陽輻射的總能量中，紫外區段佔到近1.5％。高能量的紫外輻射對化學進化乃至生命誕生的化學反應起到很重要的作用，尤其是240～290納米的紫外區段對今天的生命本質物質——核酸和蛋白質有嚴重的破壞作用，假如沒有臭氧層擋住紫外輻射，地球陸地上將荒蕪一片，現在任何形式的生命在陸地上斷難存在，這或許是生命誕生於原始海洋中的原因之一，有些科學家就曾提出，在原始海洋中的一定深度——足以過濾大多數紫外輻射，留下充分的紫外輻射來促成生命前驅的化學反應。
另外，有資料表明，生命在34億年前就已發生，那時的生命只能存在於海洋中，以防止紫外輻射的灼傷致死。其次，其進化速度與後來的生物相比甚為緩慢，因為海洋環境較之陸地環境穩定而均一得多。然而，海洋中的有機物畢竟是有限的，棲息於海洋中的原始生物生息發展最終會因食物匱乏而面臨滅頂這災，在這嚴重的選擇壓力下，能進行光合作用自己製造營養的自養生物誕生了，它們固定太陽能，用CO2合成營養，同時放出O2。由於自養生物不斷發展，地球大氣中O2的濃度不斷升高，當時地球上的原始生物，絕大多數是厭氧的，然而為了生存，有許多形式的生命被迫接受了O2。這樣，O2的大量出現，改變了生物進化的過程，第一，接受了O2的生物由原來的無氧呼吸變成了有氧呼吸，呼吸效率因此而提高了大約19倍，得到迅速而蓬勃的發展；第二，大量氧氣吸收紫外輻射在地球中層大氣形成了臭氧層，為海棲生物登陸發展提供了前所未有的「安全」環境，確實，當初簡單的動物正是有氧後出現並得到進化發展的。在這漫長的二十幾億年的發展中，生命不知經歷了多少次的興衰。然而其間無論是舊種的滅絕，還是新種的誕生，除極少數生命早期遺留下來的厭氧種外，其餘無一例外都是需氧的，尤其是產氧的綠色植物的繁榮發展，使臭氧層與生物相互依賴到了今天。然而，現在，臭氧層越來越受到人類活動的威脅。1985年，英國的約瑟夫·法曼在《自然》雜志上發表了他在南極做了近30年的臭氧觀測結果，南極的臭氧濃度在幾年間劇降了50％。高空臭氧本身存在自然的生成和破壞的動態平衡機制，然而隨著人類工業文明的高度發展，這種平衡正在被人類所打破，尤其是本世紀以來，人造的氯氟碳化物，如CFC-11及CFC-12（俗稱氟城昂）等，被廣泛用作氣霧劑、煙霧劑的壓縮氣體、泡沫充填材料及冰箱等的製冷介質。這些氯氟碳化物會在產品使用過程中或壽命結束後，被排放到大氣中。由於此類物質性質極穩定，唯一的損失途徑是紫外輻射照射下分解。當它們飄至臭氧層上空，高能的紫外輻射破壞其碳氯鍵，釋放出氯原子。氯原子像催化劑一樣，使臭氧破壞而消耗，即 Cl+O3→ClO+O2，ClO+O→Cl+O2。據計算，平均一個氟原子可以消耗10萬個臭氧分子。對臭氧層有嚴重影響的還有氮氧化物，最明顯的是NO。NO的來源主要是微生物的活動及飛機和汽車發動機產生的。此外，甲烷也被認為是對臭氧層破壞有重要影響的物質。據科學家估算，高空臭氧每減少1％，就會有額外2％的紫外輻射到達地球表面。這些紫外輻射會嚴重損傷動植物，並使人類皮膚癌的患病率大大提高。
臭氧層除了屏蔽大量太陽中的紫外輻射外，還參與了大氣環流。臭氧的減少，不僅直接給地球上的生命帶來慘重的損失，而且使地球大氣低層變暖、高層變冷，加重溫室效應，從而導致地球氣候和大氣形式的更大變化。
近年來，大氣臭氧研究在國際組織的協調下顯得十分活躍。相信在21世紀人類定會為保護臭氧層做出卓有成效的努力。
相當於催化臭氧分解成為氧氣，又讓人類提高了生活水平。
人類不斷向地球排放二氧化碳等廢氣，把大氣弄臟了，使地球像在大熱天里穿了一件臟棉襖，體溫不斷地升高。過往我們在冬天穿大棉襖，戴棉手襪，現在只穿一件毛衣也不覺得冷，這就是臭氧層被破壞的表現。由於各種廢氣的排放，使臭氧層產生了「空洞。臭氧層的作用很大：臭氧層能夠吸收太陽光中的波長300 μm以 下的紫外線，保護地球上的人類和動植物免遭短波紫外線的傷害。所以臭氧層猶如一件宇宙服保護地球上的生物。

如何保護臭氧層:
愛護臭氧層的消費者購買帶有"無氯氟化碳"標志的產品；
愛護臭氧層的一家之主合理處理廢舊冰箱和電器，在廢棄電器之前，除去其中的氟氯化碳和氟氯烴製冷劑；
愛護臭氧層的農民不用含甲基溴的殺蟲劑，在有關部門的幫助下，選用適合的替代品，如果還沒有使用甲基溴殺蟲劑就不要開始使用它；
愛護臭氧層的製冷維修師確保維護期間從空調、冰箱或冷櫃中回收的冷卻劑不會釋放到大氣中，做好常規檢查和修理泄漏；
愛護臭氧層的辦公室員工鑒定公司現有設備如空調、清洗劑、滅火劑、塗改液、海綿墊中那些使用了消耗臭氧層的物質，並制定適當的計劃，淘汰它們，用替換物品換掉它們；
愛護臭氧層的公司替換在辦公室和生產過程中所用的消耗臭氧層物質，如果生產的產品含有消耗臭氧層物質，那麼應該用替代物來改變產品的成分；
愛護臭氧層的教師，告訴你的學生，告訴你的家人、朋友、同事、鄰居、保護環境、保護臭氧層的重要性，讓大家了解哪些是消耗臭氧層物質。
有了科學的方法，再加上我們的實際行動，我相信，在不遠的將來，我們將擁有一片美麗而完整的藍天。

㈡ 臭氧空洞的現狀

美國國家宇航局（NASA）的科學家前不久宣布，到2000年10月，南極上空臭氧洞的面積大約為2900萬平方英里，這是迄今為止觀測到臭氧空洞的最大面積。從NASA發布的圖片上可以看到，臭氧洞像一個大的藍水滴，完全罩在南極的上空，並延伸到南美的南端。臭氧空洞增大的速度是驚人的，特別是近南極上空的臭氧空洞有惡化的趨勢。根據全球總臭氧觀測的結果表明，在過去10-15年間，每到春天南極上空平流層的臭氧都會發生急劇的大規模耗損。1987年10月，南極上空的臭氧濃度下降到了1957-1978年間的一半，臭氧洞面積則擴大到足以覆蓋整個歐洲大陸。
從那以後，臭氧濃度下降的速度還在加快，有時甚至減少到只剩30%，臭氧洞的面積也在不斷擴大。1994年10月觀測到臭氧洞曾一度蔓延到了南美洲最南端的上空。臭氧洞的深度和面積等仍在繼續擴展，1995年觀測到的臭氧洞的天數是77天，到1996年幾乎南極平流層的臭氧全部被破壞，臭氧洞發生天數增加到80天。1997年至今，科學家進一步觀測到臭氧洞發生的時間也在提前，1998年臭氧洞的持續時間超過100天，是南極臭氧洞發現以來的最長記錄，而且臭氧洞的面積比1997年增大約15%，幾乎可以相當三個澳大利亞的面積。這一跡象表明，南極臭氧洞的損耗狀況正在惡化之中。臭氧在大氣中從地面到70千米的高空都有分布，其最大濃度在中緯度24千米的高空，向極地緩慢降低，最小濃度在極地17千米的高空。20世紀50年代末到70年代就發現臭氧濃度有減少的趨勢。1985年英國南極考察隊在南緯60°地區觀測發現臭氧層空洞，引起世界各國極大關注。臭氧層的臭氧濃度減少，使得太陽對地球表面的紫外輻射量增加，對生態環境產生破壞作用，影響人類和其他生物有機體的正常生存。關於臭氧層空洞的形成，在世界上佔主導地位的是人類活動化學假說：人類大量使用的氯氟烷烴化學物質（如製冷劑、發泡劑、清洗劑等）在大氣對流層中不易分解，當其進入平流層後受到強烈紫外線照射，分解產生氯游離基，游離基同臭氧發生化學反應，使臭氧濃度減少，從而造成臭氧層的嚴重破壞。為此，於1987年在世界范圍內簽訂了限量生產和使用氯氟烷烴等物質的蒙特利爾協定。另外還有太陽活動說等說法，認為南極臭氧層空洞是一種自然現象。關於臭氧層空洞的成因，尚有待進一步研究。
2008年形成的南極臭氧空洞的面積到9月第二個星期就已達2700萬平方公里，而2007年的臭氧空洞面積只有2500萬平方公里。2000年，南極上空的臭氧空洞面積達創記錄的2800萬平方公里，相當於4個澳大利亞。科學家目尚不清楚2008年的臭氧空洞面積是否會打破這個記錄。
科學家認為，臭氧空洞面積較小的主要原因在於氣候，而不是因為破壞臭氧層的化學氣體排放減少。英國南極考察科學家阿蘭·羅傑說，南極上空臭氧空洞縮小在歷史記錄上應被看作是個別現象。因此，臭氧層空洞面積有可能進一步擴大。
大氣圈的臭氧入不敷出，濃度降低。科學家在1985年首次發現： 1984年9、10月間，南極上空的臭氧層中，臭氧的濃度較20世紀70年代中期降低40%，已不能充分阻擋過量的紫外線，造成這個保護生命的特殊圈層出現「空洞」，威脅著南極海洋中浮游植物的生存。據世界氣象組織的報告：1994年發現北極地區上空平流層中的臭氧含量，也有減少，在某些月份比20世紀60年代減少了25-30%。而南極上空臭氧層的空洞還在擴大，1998年9月創下了面積最大達到2500萬Km2的歷史記錄。
臭氧層為什麼會出現「空洞」？許多科學家認為，是使用氟利昂作製冷劑及在其他方面使用的結果。氟利昂由碳、氯、氟組成，其中的氯離子釋放出來進入大氣後，能反復破壞臭氧分子，自己仍保持原狀，因此盡管其量甚微，也能使臭氧分子減少到形成「空洞」。我國科學家新近提出，僅僅是氟利昂的作用還不夠，太陽風射來的粒子流在地磁場的作用下向地磁兩極集中，並破壞了那裡的臭氧分子，這才是主要原因。（楊學祥，1999）而無論如何，人為地將氯離子送進大氣，終是一種有害行為。
本世紀70年代，當時英國的科學家通過觀測首先發現，在地球南極上空的大氣層中，臭氧的含量開始逐漸減少，尤其在每年的9-10月(這時相當於南半球的春季)減少更為明顯。美國的「雲雨7號」衛星進一步探測表明，臭氧減少的區域位於南極上空，呈橢圓形，1985年已和美國整個國土面積相似。這一切就好像天空塌陷了一塊似的，科學家把這個現象稱為南極臭氧洞。南極臭氧洞的發現使人們深感不安，它表明包圍在地球外的臭氧層已經處於危機之中。於是科學家在南極設立了研究中心，進一步研究臭氧層的破壞情況。1989年，科學家又赴北極進行考察研究，結果發現北極上空的臭氧層也已遭到嚴重破壞，但程度比南極要輕一些。
臭氧是大氣中的微量氣體之一，其主要濃集在平流層中20-25km的高空，即大氣的臭氧層。臭氧層對保護地球上的生命界以及調節地球的氣候都具有極為重要的作用。然而，近些年來，由於在平流層內運行的飛行器日益增多，人類活動產生的一些痕量氣體如NO。和氯氟烴等進入平流層，使臭氧層遭到破壞，以致於在南極上空出現了「臭氧空洞」。
導致大氣中臭氧減少和耗竭的物質，主要是平流層內超音速飛機排放的大量NO。以及人類大量生產與使用的氯氟烴化合物（氟利昂），如CFCl3（氟利昂-11）、CF2Cl2（氟利昂-12）等。1973年，全球這兩種氟利昂的產量達480萬、，其大部分進入低層大氣，再進入臭氧層。氟利昂在對流層內性質穩定，但進入臭氧層後，易與臭氧發生反應而消耗臭氧，以致降低臭氧層中O3濃度。
2011年，據國家衛星氣象中心監測數據顯示，風雲三號衛星臭氧總量探測儀在北極上空監測到一個明顯的臭氧低值區，在該低值區內臭氧總量是正常情況下平均值的一半左右，部分地區的臭氧總量達到了臭氧洞的標准(220DU)。雖然沒有形成南極上空那樣規模的臭氧洞，但由於北半球人口密度遠高於南半球，臭氧低值區覆蓋的范圍內紫外線對人類健康的影響比南極臭氧洞更重要。導致北極臭氧洞形成的主要原因是春季極寒冷的極渦內生成了極地平流層雲，在太陽紫外線的作用下釋放出破壞臭氧的鹵素原子
衛星同期監測到的北半球臭氧總量分布，可以看出：一般情況下在三月份北極地區的臭氧含量很高，大部分地區范圍在400DU以上，其中接近或大於500DU的區域占很大比例。而2012年3月份北極圈內的大部分地區臭氧總量降到了200～300DU，部分地區達到了臭氧洞的標准。
此結論與國外科學家的最新地面觀測結果基本一致。德國物理學家馬庫斯·雷克斯表示，北極30個臭氧監測站獲得的初始數據顯示，冬季臭氧濃度下降的情況比以往更嚴重。他說，在春天來臨之前，「第一個北極臭氧洞也許已經形成，這種發展速度非常驚人，可能將被載入史冊。目前下定論還為時尚早，不過請靜候我們的進一步消息」。據專家說，臭氧濃度較低的地區可能向南最遠已經延伸到紐約上空，他們發出警告說，皮膚癌風險或將提升。
北極上空2011年春天臭氧減少狀況超出先前觀測記錄，首次像南極上空那樣出現臭氧空洞，
這個臭氧空洞主要因北極地區罕見長時間寒冬而形成。

這項研究由來自美國、加拿大、芬蘭、丹麥、日本等9個國家的研究人員完成，研究報告發表於英國《自然》雜志網路版。
2014年，美國國家海洋和大氣管理局與宇航局共同對南極洲上空的臭氧空洞進行了持續的觀察，臭氧空洞在9月11日達到了年度峰值。2014年臭氧空洞最大時有2410萬平方公里，幾乎與2013年的峰值相當。它還遠未達到曾經創下的單日最高紀錄，衛星在2000年觀測到的面積達到了2990萬平方公里。這一狀況在1998年到2006年間最糟糕，現在臭氧空洞似乎正在逐漸恢復。

㈢ 物理學界2019年最新研究成果

量子控制方面的最新發現，將可能會實現基於量子力學的超快量子計算：光誘導無能隙超導，超導電流的量子節拍。太赫茲和納米尺度的物質和能量的量子世界（每秒幾萬億次周期和十億分之一米），對我們大多數人來說仍然是一個謎。愛荷華州立大學物理學和天文學教授王繼剛（音譯）說：我喜歡研究超導率超過千兆赫(每秒數十億次)的量子控制，這是目前最先進的量子計算應用瓶頸。



使用太赫茲光作為控制旋鈕來加速超電流，超導性是電在某些材料中無電阻的運動，通常發生在非常非常冷的溫度下。太赫茲光是高頻率光，每秒幾萬億次的頻率周期，它本質上是非常強和強大的微波爆發，在很短的時間內發射。王和一組研究人員證明，這種光可以用來控制超導態的一些基本量子特性。



包括宏觀超電流流動、對稱性破壞以及獲得某些被認為是對稱性所禁止的超高頻量子振盪。這聽起來既深奧又奇怪，但它可以有非常實際的應用。光誘導的超導電流為電磁設計量子工程應用的涌現，材料特性和集體相干振盪開辟了一條前進的道路，其研究於2019年7月1日發表在《自然光子學》(Nature Photonics)上。換句話說，這一發現可以幫助物理學家通過推動超電流，創造出速度極快的量子計算機。



如何控制、訪問和操縱量子世界的特殊特性，並將它們與現實世界的問題聯系起來，是當今科學界的一大推動。美國國家科學基金會(National Science Foundation)將這一「量子飛躍」納入了未來研發的「十大理念」。科學基金會對量子研究的支持總結說：通過利用這些量子系統的相互作用，下一代用於感測、計算、建模和通信的技術將更加精確和高效。

㈣ 「最新研究成果」真的新嗎

不知道 求懸賞

㈤ 為什麼臭氧近期變得很多

污染氣壓低

㈥ 臭氧的所有資料

臭氧 【中文名稱】臭氧
【英文名稱】ozone
【結構或分子式】
O原子以sp2雜化軌道形成σ鍵。分子形狀為V形。
【相對分子量或原子量】48.00
【密度】氣體密度（ 0℃，g/L）2.144；液體密度（-150℃，g/cm3 ）1.473
【熔點（℃）】（固）-251
【沸點（℃）】（液）-112
【性狀】
氣態臭氧厚層帶藍色，有特殊臭味，濃度高時與氯氣氣味相像；液態臭氧深藍色，固態臭氧紫黑色。
【用途】
用於水的消毒和空氣的臭氧化，在化學工業中用作強氧化劑。
【制備或來源】
主要的制臭氧技術有：電解法、核輻射法、紫外線、等離子體及電暈放電法等幾種。應用比較廣泛的是臭氧發生器放電氧化空氣或純氧氣成臭氧。即應用高能量互動式電流作用空氣中的氧氣使氧氣分子電離而成臭氧。

臭氧是氧的同素異形體，在常溫下，它是一種有特殊臭味的藍色氣體。
分子式：O3
英文臭氧（Ozone）一詞源自希臘語ozon，意為「嗅」。
西班牙文名稱為Ozono
臭氧具有等腰三角形結構，三個氧原子分別位於三角形的三個頂點，頂角為116.79度。
1840年德國C.F.舍拜恩在電解稀硫酸時 ，發現有一種特殊臭味的氣體釋出 ，因此將它命名為臭氧 。當大氣層中的氧氣發生光化學作用時，便產生了臭氧，因此，在離地面垂直高度15～25千米處形成臭氧層，它的濃度為0.2ppm。臭氧的氣體明顯地呈藍色，液態呈暗藍色，固態呈藍黑色。它的分子結構呈三角形 。臭氧不穩定，在常溫下慢慢分解 ，200℃時迅速分解 ，它比氧的氧化性更強，能將金屬銀氧化為過氧化銀 ，將硫化鉛氧化為硫酸鉛，它還能氧化有機化合物，如靛藍遇臭氧會脫色 。臭氧在水中的溶解度較氧大，0℃和1×10帕時，一體積水可溶解0.494體積臭氧。臭氧能刺激粘液膜 ，它對人體有毒 ，長時間在含0.1ppm臭氧的空氣中呼吸是不安全的。臭氧層能吸收大部分波長短的射線（如紫外線 ），起著保護人類和其他生物的作用，但氯氣和氮氧化物促使臭氧分解為氧 ，破壞了臭氧保護層，成為人類關注的重要環境問題之一。通常都藉助無聲放電作用從氧氣或空氣制備臭氧，臭氧發生器即根據這一原理製造。利用臭氧和氧氣沸點的差別，通過分級液化可得濃集的臭氧。臭氧是強力漂白劑，用於漂白麵粉和紙漿，用臭氧消毒飲用水，水中只含氧，無特殊氣味。它還用於污水處理。
臭氧極易分解，很不穩定。它不溶於液態氧，四氯化碳等。有很強的氧化性，在常溫下可將銀氧化成氧化銀，將硫化鉛氧化成硫酸鉛。臭氧可是許多有機色素脫色，侵蝕橡膠，很容易氧化有機不飽和化合物。臭氧在冰中極為穩定，其半衰期為2000年。
臭氧主要存在於距地球表面20公里的同溫層下部的臭氧層中。它吸收對人體有害的短波紫外線，防止其到達地球。
1785年，德國人在使用電機時，發現在電機放電時產生一種異味。1840年法國科學家克里斯蒂安·弗雷德日將它確定為臭氧。
在紫外線輻射下，通過電子放射或暴曬從雙原子氧氣可自然形成臭氧。工業上，用乾燥的空氣或氧氣，採用5~25kv的交流電壓進行無聲放電製取。另外，在低溫下電解稀硫酸，或將液體氧氣加熱都可製得臭氧。
臭氧可用於凈化空氣，漂白飲用水，殺菌，處理工業廢物和作為漂白劑。
在夏季，由於工業和汽車廢氣的影響，尤其在大城市周圍農林地區在地表臭氧會形成和聚集。地表臭氧對人體，尤其是對眼睛，呼吸道等有侵蝕和損害作用。地表臭氧也對農作物或森林有害。
臭氧的物理性質
性質 數據
分子量 47.99828
沸點ºC -111.9
熔點℃ -193
臨界溫度ºC -5
臨界壓力atm 92.3
等張比容（90.2K） 75.7
生成熱，KJ/mol -144
在水中的溶解度ml/100ml 49.4
愛恨交加說臭氧
大氣中臭氧層對地球生物的保護作用現已廣為人知——它吸收太陽釋放出來的絕大部分紫外線，使動植物免遭這種射線的危害。為了彌補日漸稀薄的臭氧層乃至臭氧層空洞，人們想盡一切辦法，比如推廣使用無氟製冷劑，以減少氟利昂等物質對臭氧的破壞。世界上還為此專門設立國際保護臭氧層日。由此給人的印象似乎是受到保護的臭氧應該越多越好，其實不是這樣，如果大氣中的臭氧，尤其是地面附近的大氣中的臭氧聚集過多，對人類來說臭氧濃度過高反而是個禍害。
臭氧是地球大氣中一種微量氣體，它是由於大氣中氧分子受太陽輻射分解成氧原子後，氧原子又與周圍的氧分子結合而形成的，含有3個氧原子。大氣中90％以上的臭氧存在於大氣層的上部或平流層，離地面有10～50千米，這才是需要人類保護的大氣臭氧層。還有少部分的臭氧分子徘徊在近地面，仍能對阻擋紫外線有一定作用。但是，近年發現地面附近大氣中的臭氧濃度有快速增高的趨勢，就令人感到不妙了。
這些臭氧是從哪裡來冒出來的呢？同鉛污染、硫化物等一樣，它也是源於人類活動，汽車、燃料、石化等是臭氧的重要污染源。在車水馬龍的街上行走，常常看到空氣略帶淺棕色，又有一股辛辣刺激的氣味，這就是通常所稱的光化學煙霧。臭氧就是光化學煙霧的主要成分，它不是直接被排放的，而是轉化而成的，比如汽車排放的氮氧化物，只要在陽光輻射及適合的氣象條件下就可以生成臭氧。隨著汽車和工業排放的增加，地面臭氧污染在歐洲、北美、日本以及我國的許多城市中成為普遍現象。根據專家目前所掌握的資料估計，到2005年，近地面大氣臭氧層將成為影響我國華北地區空氣質量的主要污染物。
研究表明，空氣中臭氧濃度在0.012ppm水平時——這也是許多城市中典型的水平，能導致人皮膚刺癢，眼睛、鼻咽、呼吸道受刺激，肺功能受影響，引起咳嗽、氣短和胸痛等症狀；空氣中臭氧水平提高到0.05ppm，入院就醫人數平均上升7％～10％。原因就在於，作為強氧化劑，臭氧幾乎能與任何生物組織反應。當臭氧被吸入呼吸道時，就會與呼吸道中的細胞、流體和組織很快反應，導致肺功能減弱和組織損傷。對那些患有氣喘病、肺氣腫和慢性支氣管炎的人來說，臭氧的危害更為明顯。
從臭氧的性質來看，它既可助人又會害人，它既是上天賜與人類的一把保護傘，有時又像是一劑猛烈的毒葯。目前，對於臭氧的正面作用以及人類應該採取哪些措施保護臭氧層，人們已達成共識並做了許多工作。但是，對於臭氧層的負面作用，人們雖然已有認識，但目前除了進行大氣監測和空氣污染預報外，還沒有真正切實可行的方法加以解決。
臭氧消毒原理可以認為是一種氧化反應。
（1）臭氧對細菌滅活的機理：
臭氧對細菌的滅活反應總是進行的很迅速。與其它殺菌劑不同的是：臭氧能與細菌細胞壁脂類雙鍵反應, 穿入菌體內部，作用於蛋白和脂多糖，改變細胞的通透性，從而導致細菌死亡。臭氧還作用於細胞內的核物質，如核酸中的嘌呤和嘧啶破壞DNA。
（2）臭氧對病毒的滅活機理：
臭氧對病毒的作用首先是病毒的衣體殼蛋白的四條多肽鏈，並使RNA受到損傷，特別是形成它的蛋白質。噬菌體被臭氧氧化後，電鏡觀察可見其表皮被破碎成許多碎片，從中釋放出許多核糖核酸，干擾其吸附到寄存體上。
臭氧殺菌的徹底性是不容懷疑的。
破壞臭氧層，危害我們每一個人。
紫外線從多方面影響著人類健康。人體會發生如曬斑、眼病、免疫系統變化、光變反應和皮膚病(包括皮膚癌)等。皮膚癌是一種頑固的疾病，紫外線的增長會使患這種病的危險性增大。紫外線光子有足夠的能量去破裂雙鍵。中短波紫外線會透人皮膚深處，使人的皮膚產生炎症，人體的遺傳物質DNA(脫氧核糖核酸)受到損害，使正常生長的細胞蛻變成癌細胞並繼續生長成整塊的皮膚癌。也有說太陽光滲透進皮膚的表層。紫外線輻射轟擊著皮膚細胞核內的DNA基本單位，使許多單位溶化成失去作用的碎片。這些毛病的修復過程可能會出現不正常，從而導致癌變。流行病學已證實廠非黑瘤皮膚癌的發病率與日曬緊密相關。各種類型皮膚的人都有患非黑瘤皮膚癌的可能，但在淺色皮膚人群中發病率較高。動物實驗發現，紫外線中，紫外線B波長區是致癌作用最強的波長區域。
據估計，總臭氧量減少1％(即紫外線B增強2％)，基礎細胞癌變率將增加約4％。近來的研究發現，紫外線B可使免疫系統功能發生變化。有的實驗結果表明，傳染性皮膚病可能也與由臭氧減少而導致的紫外線B增強有關。據估計總臭氧量減少1％，皮膚癌的發病率將增加5％-7％，白內障患者將增加0．2％—0．6％。自1983年以來，加拿大皮膚癌的發病率己增加235％，1991年皮膚病患者已多達4．7萬人。美國環保局局長說，美國在今後50年內死於皮膚癌者，將比過去預計的增加20萬人。澳大利亞人喜歡曬日光浴，把皮膚曬得黑黑的。盡管科學家反復告誡多曬太陽會導致皮膚癌、他們對黑膚色還是樂此不疲。結果，直到澳大利亞人皮膚癌的發病率比世界上其他地方高出1倍時，才醒悟過來。全世界患皮膚癌的人已佔癌症患者總人數的1／3。
聯合國環境規劃署曾警告說，如果地球的臭氧層會繼續按照目前的速度減少並變薄，那麼到2000年時全世界患皮膚癌的比例將增加26％，達到30萬人。如果下個世紀初臭氧層再減少10％，那麼全世界每年患白內障的人有可能達到160萬-175萬人。
受紫外線侵害還可能會誘發麻疹、水痘、瘧病、疤疹、真菌病、結核病、麻風病、淋巴癌。
紫外線的增加還會引起海洋浮游生物及蝦、蟹幼體、貝類的大量死亡，造成某些生物滅絕。紫外線照射結果還會使成群的兔子患上近視眼，成千上萬只羊雙目失明。
紫外線B削弱光台作用 根據非洲海岸地區的實驗推測，在增強的紫外線B照射下，浮游生物的光合作用被削弱約5％。增強的紫外線B還可通過消滅水中微生物而導致淡水生態系統發生變化，並因而減弱了水體的自凈化作用。增強的紫外線B還可殺死幼魚、小蝦和蟹。如果南極海洋中原有的浮游生物極度下降，則海洋生物從整體上會發生很大變化。但是，有的浮游生物對紫外線很敏感，有的則不敏感。紫外線對不同生物的DNA的破壞程度有100倍的差別。
嚴重阻礙各種農作物和樹木的正常生長 有些植物如花生和小麥，對紫外線B有較好的抵禦能力，而另一些植物如萵苣、西紅柿、大豆和棉花，則是很敏感的。美國馬里蘭大學農業生物技術中心的特倫莫拉用太陽燈對6個大豆品種進行了觀察實驗，結果顯示其中3個大豆品種對紫外線輻射極為敏感。具體表現為，大豆葉片光合作用強度下降，造成減產，同時也使大豆種於蛋白質和油脂含量下降。大氣臭氧層損失1％，大豆也將減產1％。
特倫莫拉還用了4年時間，對高劑量紫外輻射給樹木生長造成的影響進行了觀察。結果表明，木材積累量明顯下降，它們的根部生長也因而受阻。
對全球氣候的不良擾亂作用 平流層上層臭氧的大量減少以及與此有關的平流層下層和對流層上層臭氧量的增長，可能會對全球氣候起不良的擾亂作用。臭氧的縱向重分布可能使低空大氣變暖，並加劇由二氧化碳量增加導致的溫室效應。
光化學大氣污染 過量的紫外線使塑料等高分子材料容易老化和分解，結果又帶來新的污染——光化學大氣污染。

臭氧分子結構：中心有個3中心4電子的派鍵，4個電子被3個氧原子共用，另外兩黑線邊式正常共價鍵，臭氧是對稱的所以是非極性的。
但要注意：臭氧和二氧化碳雖然電子式類似，但分子結構不同。臭氧是折線形，二氧化碳是直線形。對此的解釋要用到大學的無機化學知識。
美國航空航天局的科學家們最近發現，在地球南極洲上空的巨大臭氧空洞在9月份發生了明顯變化，從原先的旋渦狀變成了兩頭大、中間小的「變形蟲」形狀。
雖然這兩年，臭氧空洞面積看上去在縮小，但科學家警告說，目前就斷言臭氧層在「修復還原」還為時尚早。航空航天局的臭氧專家包羅-紐曼介紹，大氣層的溫度不斷上升造成了空洞的縮小。在2000年，南極洲的臭氧空洞面積曾經一度達到280萬平方公里，相當於3個美國大陸的面積；在2002年9月初，航空航天局的科學家們估算，空洞縮小到150萬平方公里。
澳大利亞一個臭氧層研究小組曾向全世界報告了一條好消息：由於環保措施這些年來得到有效地執行，南極洲上空的臭氧空洞正在不斷縮小，預計到2050年之前，這個「臭名昭著」的巨大空洞就可以完全被「填補」上了。
據報道，南極洲上空的臭氧空洞一直是困擾全世界環保人士的難題之一。最嚴重的時候，臭氧空洞的面積曾一度有3個澳大利亞那麼大。科學家們研究發現，「吞噬」臭氧的罪魁禍首原來是大氣層中的氯氟烴——一種含有氯、氟、碳三種元素的有機化合物(俗稱「氟里昂」)。
為了防止臭氧空洞進一步加劇，保護生態環境和人類健康，1990年各國制定了《蒙特利爾議定書》，對氯氟烴的排放量規定了嚴格的限制。如今，這些年來環保組織的不懈努力終於獲得了回報：臭氧又回來了!澳大利亞英聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)的大氣研究專家保羅·弗雷舍激動地說：「這是一條重大新聞。我們期待這一天已經很久了!」他說，雖然影響臭氧空洞縮小進度的因素還有很多，比如溫室效應、氣候變化等等，「但我們在將各種因素綜合起來考慮之後，得出了這一結論：南極洲上空的臭氧空洞不出50年便會完全消失」。
據悉，從50年代起，隨著電冰箱和空調(氯氟烴的主要生產源)的大量普及，大氣層中的氯氟烴含量逐年遞增，到2000年達到峰值。後來，由於新型無氟冰箱的誕生，氯氟烴含量才開始明顯下降。
科學家發現土壤中的臭氧抑制植物生長
歐洲科學家的一項聯合研究發現，臭氧層是使地表生物免遭太陽紫外線危害的天然屏障，但土壤中的臭氧卻是植物生長的大敵，它能抑制各種植物的生長，給農業生產帶來重大損失。
臭氧是大氣中自然產生的一種具有特殊臭味的微量無色氣體，絕大部分臭氧存在於離地面25公里左右處的大氣平流層中，這就是人們通常所說的臭氧層。臭氧量往往隨緯度、季節和天氣等因素的變化而不同。
法國研究人員介紹說，天空中的臭氧層能夠吸收99％以上的太陽紫外線，為地球上的生物提供了天然的保護屏障，而當臭氧存在於土壤中時卻是一種嚴重的污染。最新得出的研究結果表明，光照越強的地方，土壤中臭氧造成的損失，尤其是對於農作物造成的損失越大。
法國研究人員認為，造成土壤中臭氧含量增高的主要原因是石油產品等礦物燃料在燃燒過程中產生氮氧化物，這些氮氧化物在空氣中四處漂浮，其中的部分氧原子慢慢地與空氣中的氧氣結合，構成由3個氧原子組成的臭氧。他們強調說，太陽光照能夠加速這種化學反應，因此在氣候不同的地區，土壤中臭氧對植物生長的影響程度也不一樣。 在水處理系統中，水箱、交換柱以及各種過濾器、膜和管道，均會不斷的滋生和繁殖細菌。消毒殺菌的方法雖然都提供了除去細菌和微生物的能力，但這些方法中沒有哪一種能夠在多級水處理系統中除去全部細菌及水溶性的有機污染。目前在高純水系統中能連續去除細菌和病毒的最好方法是用臭氧。
1905年起，臭氧就開始用於水處理。它較用氯處理水優越，能除去水中的鹵化物。此方法在國內水系統中的應用僅處於起步階段。在國外，這種消毒方式已非常普遍，這是由於臭氧不會產生有害的殘留物。
使用臭氧消毒並在用水點前安裝紫外燈減少臭氧殘留，是制葯用水系統、尤其是純化水系統消毒的常用方法之一。
（1）化學性質及功效

㈦ 臭氧層的最新成果

研究臭氧層的300多位科學家，在布伊諾斯艾利斯舉行的國際會議上預測，臭氧專層大洞大屬概會在50年內閉合。研究人員說，臭氧層大洞的縮小主要是由於1987年各國開始採取措施限制向大氣中排放氟利昂等化學物質收到了預期效果。
研究人員同時指出，歐洲科學家在北極釋放高空探測氣球對不同高度的雲層進行取樣分析，並發表報告指出，雲層會加速臭氧層中臭氧的消耗、加劇臭氧層的破壞，這是因為雲層中的微粒會激活大氣中的含氟化合物。
科學家發現，雲層中的微粒對氯化物的激活作用要比太陽更為厲害，這些微粒冬天被雲層中的冰晶包裹，但到了春天，冰晶中的水分會被陽光蒸發，從而導致大量微粒出現於雲層中，這是為什麼春天大氣臭氧層的破壞程度最為嚴重的一個原因。

㈧ 臭氧空洞的現狀和發展趨勢是什麼

雖然人類已採取多種措施保護臭氧層，但南極上空的臭氧空洞依然很大，臭氧層修復的速度遠非預期的那樣快。美國宇航局、美國國家海洋與大氣管理局和美國國家大氣研究中心共同進行的一項研究認為，南極地區的臭氧空洞將一直持續到2068年，而原先科學家曾預估該臭氧空洞將在2050年後完全消失。

根據美國宇航局公布的消息，新的研究綜合了分別來自該局的衛星觀測結果、美國國家海洋與大氣管理局的地面測量數據和美國國家大氣研究中心利用飛機獲得的空中信息，結合目前南極上空對臭氧層有破壞作用的氯和溴的含量，分析計算出了未來南極地區臭氧層的變化情況。美國宇航局說，用計算機模擬的方法預測南極臭氧變化時，未來南極的氣候模式以及氯和溴等有害物質由地面擴散至南極同溫層的速度均為重點關注的因素。

臭氧層是法國科學家法布里於20世紀初發現的，它位於距離地面25—30千米處的大氣平流層，能吸收99%%以上對人類有害的太陽紫外線，是地球上所有生物的天然保護屏障。上世紀70年代以來，臭氧層發生嚴重耗損，80年代中期科學家在南極上空首先發現了臭氧空洞。隨後，各國政府迅速制定了《蒙特利爾協定》，限制氟氯化碳等破壞臭氧層的氣體的排放。20多年後的今天，雖然情況有所好轉，全球臭氧含量大致保持恆定狀態，但南極上空仍然有很大的空洞，2005年臭氧空洞面積達到24萬平方千米，相當於北美洲的面積。

項目研究負責人、美國戈達德太空飛行中心的科學家保羅•紐曼表示，南極上空的臭氧含量呈季節性變化，每年春季會下降70%%左右，用新的方法將會更精確地估算出南極上空含氯或溴等人造化學物質隨時間的變化情況和對臭氧的耗損情況，從而計算出臭氧空洞的大小。利用計算機進行模擬，科學家們已精確地再現了過去27年間南極臭氧空洞的范圍。科學家認為，南極臭氧空洞並未如預期的那樣很快縮小，只有到了2018年前後臭氧空洞的尺寸才會有顯著的變化。