臭氧的成分有哪些？他是如何形成的？ - 社會議題

By Charlotte
at 2006-07-19T00:00

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為何臭氧層會遠離地面?他是有哪些化學成分組成?
聽說臭氧可以殺菌，是真的嗎？

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By Ida
at 2006-07-22T00:50

臭氧是天然的強力氧化劑、殺菌劑。臭氧的化學式是以 "O3"表示，也就是由三個氧原子所構成的分子。臭氧（O3）是一種在常溫下低濃度無色的氣體，若濃度高於12%（ wt ）以上時，則呈現淡藍色且具有特殊的「草鮮味」，所以用希臘語「 OZEIN 」命名（英文名稱為 OZONE），翻譯成中文就是「臭氧」的意思。如果你還是覺得很抽象，可以試想，每當大雷雨過後，空氣總是特別清新，而且有一股淡淡的鮮草味，這就是臭氧的氣味。另外，在森林裡、瀑布下、海邊、河川，你都可以聞到這樣的氣味，所以可別因為它名為「臭氧」就覺得氣味不好聞。包圍地球的大氣，其特性會隨高度不同而有許多變化，科學家便依照氣溫梯度，來劃分大氣的垂直結構。最接近地表的是「對流層」，其次為「平流層」、「中氣層」和「熱氣層」。熱氣層是大氣的最外圈，大氣愈向外愈稀薄，並沒有一條明顯的界限。由於大氣是受地球重力吸引而環繞在地球四周，因此離地表越近，空氣密度越高，大約90%的空氣都聚集在離地表30公里的範圍之內；到了離地100公里處，大氣密度已不及海平面的百萬分之一，故若與地球半徑約6370公里相比，大氣的確只有薄薄一層而已。平流層的位置大約在離地10~50公里處，但大氣中的臭氧絕大部分都集中在離地面大約25~30公里的上平流層中，稱為「臭氧層」。名雖為一層，但實際上臭氧分布各地並不均勻，而且大氣中臭氧的總含量非常少，尚不到1ppm。好的臭氧：在臭氧層吸收太陽光的有害紫外線，保護地表的生物。臭氧工業所製造的高純度臭氧，則是取代氯消毒，廣泛應用於自來水處理、包裝水、醫藥 / 食品製程用水、表面殺菌、管線內殺菌，游泳池、冷卻水塔、養殖循環水淨化、專業空氣淨化。或是氧化難生物分解有機物、廢氣氧化處理、化妝品級高嶺土漂白、紙漿漂白、清洗衣物等領域。在2001年6月美國FDA 正式核准臭氧可以和食品接觸作生物抑制劑，臭氧在食品工業的用途更加廣闊。不好的臭氧：在都會地區，大量汽車排放的氮氧化物，經過陽光中的紫外線照射產生的臭氧是骯髒有害的臭氧。這種混雜於光化學煙霧內的臭氧，並不受控制，而且對人體的呼吸道有強的刺激性，與臭氧工業使用的高純度臭氧絕然不同。人類及動物不能在沒有臭氧及氧氣情況下存活，臭氧層具有吸收來自太陽的有害紫外線，保護地表的生物。許多大都會區經常錯誤報導臭氧濃度高達 3-5ppm。科學家已證實在污染空氣中最高的臭氧濃度僅有1.0ppm，通常不會超過0.3ppm。所以將臭氧濃度報導成與來自汽車廢氣產生的氮氧化物（光化學煙霧）具有相同的濃度是錯誤的。臭氧的性質活潑，是強力的氧化劑。臭氧的標準還原電位 2.07比次氯酸1.49更高，而且臭氧不會產生致癌的三鹵甲烷類消毒副產物。臭氧不會殘留，會自動回復成氧氣是優良的消毒劑，因此臭氧像是優良的工匠，工作時很有效率，離開時也不拖泥帶水，收拾的乾乾淨，沒有殘留副產物。臭氧在水中的功能：殺菌、氧化、微聚凝化、脫色除臭，高級氧化。臭氧在空氣中功能：除臭，化學氧化、食物保鮮、抑制微生物。人體暴露於高濃度臭氧也是有害的，故使用臭氧時必須注意安全。臭氧的殺菌力為氯的 3000 倍，消毒力為甲酚原液的 30 倍。細菌以蛋白質、 RNA、 DNA為主要成分，由多糖類、蛋白質、脂質等構成。病毒則是由蛋白質、 RNA、 DNA所構成。要使細菌或病毒死亡以及不活性化，必須損傷其成分或加以破壞、分解。臭氧能滲透到細菌或病毒中，使其變成酵素。而RNA 、溶霉菌等物質會被分解，DNA 則於受損後被擊潰。臭氧脫臭的構造在於其電氣分解的秘密。臭氧的構成原子─氧原子 (O) 帶有負電，氧分子 (O2) 帶有正電，臭氧則是帶有負電。若找帶有正電的結合對象，臭氧即會氧化，這種作用與造成極大脫臭效果的電氣分解有關。亦即，惡臭的臭味多帶有正電，而臭氧與其結合（離子結合）後，會反應成為其它物質。即可達到脫臭效果，這種作用與殺菌相同，藉由氧化分解後達到脫臭效果，並非利用臭氧獨特的氣味來掩蓋惡臭，而是將臭味根源物質加以分解。更多更詳細的解說：http://www.phoenix-biotech.com.tw/beautiful15all.h... http://content.edu.tw/senior/chemistry/tp_sc/surro...

By Isabella
at 2006-07-21T12:06

臭氧的特性：
臭氧為無毒、無色而有青草鮮味的氣體，因其比氧氣(O2)多含有一初生態氧原子(O)，有極強的活潑性，其活潑性約為氯的600倍，當遇到細菌、黴菌或有毒物質及臭味時能立即產生氧化反應，可有效達到去黴、除臭、殺菌及解毒功能。
人類使用臭氧迄今已百餘年，相關研究報告亦時有發表。由於臭氧的殺菌立極強，且有不殘餘的優點，應用在飲用水的殺菌及廢水處理有明顯效果。目前在歐美國家水處理工程上已逐漸取代氯系藥品，成位高級氧化處理的新寵。
由自然界及人為因素所產生的臭氧其濃度約為 0.01 ~ 0.04ppm，使得自然界中的細菌及黴菌的繁殖能保持一定的平衡。但是它的濃度並非均勻的分散在地表上，而是隨著季節、區域、經緯度及高度而有所不同。一般來說，臭氧在高山及海岸較多，都市較少；低氣壓過後、海浪滿朝及退潮較高；落雷區臭氧濃度較高。至於季節則以春季較多、秋季較少。經緯則以南北兩極較多，赤道最少。
臭氧在濃度<0.1ppm時具有獨特的青草味，當臭氧發揮其作用後 10 ~ 15秒就還原成氧氣，具有效力強、不殘留、無副作用的特點。同時臭氧又能吸收部分波長之光波，能減低電視、電腦所釋出之輻射線。臭氧以水為媒介共存時，可將水中的有機物質分解、使重金屬離子沉澱，並殺菌、除臭及分解非自然的粒子(去色)，達到完全淨化水質的目的。

臭氧的化學式：
氧分子經過紫外線的照射會分裂成兩個氧原子，而這兩個新產生的氧原子會藉由碰撞、吸附的原理與氧分子結合，最後產生臭氧。
臭氧極不穩定，並不會在室溫下生存很久，很快的又會還原成氧分子；但是在脫氧的過程中，卻會藉由氧離子(O¯)與其他東西結合，我們也是藉由此物達到殺菌、除臭、解毒、除色.........的效果。

除色
天然生成的顏色(例如：茶葉水、天然墨汁)，無法去除；而化學合成的顏色(例如：甲基藍、合成墨汁、碘酒等)，均可去除。
實驗(可以回家試試)：
將A、B兩杯水分別倒入合成墨汁及天然墨汁，再將臭氧機的矽膠管放入這兩杯水，靜待 5 ~ 10分鐘(視倒入的量而定)。
未通入臭氧
已通入臭氧

A、合成墨汁
黑色
透明

B、天然墨汁
黑色
黑色

殺菌
臭氧的殺菌力在1873年首次發表於全球。臭氧的殺菌能力在於其本身具有“強力氧化”的作用；而法國及德國也分別在1899年及1901年應用於飲水的殺菌處理。經實驗結果證實，臭氧水溶液具有強大的滅菌、殺病毒、原蟲的能力。要使細菌或病毒死亡或失去其活化性，必須損傷、破壞或分解其成分(蛋白質、RNA、DNA、多糖類、酯質)。臭氧能夠滲透到細菌或病毒中，使其變成酵素。而RNA、酯質等物質會被分解，DNA則於細菌或病毒受損後被擊潰。
若單純以殺菌力作比較，1ml臭氧的殺菌力為氯的3000倍，消毒力為甲酚原液的300倍。再加上其無殘餘副作用的特性，臭氧可以說是最好的殺菌劑。
除臭
臭氧殺菌的二次效應就是脫臭效果。臭氧的除臭原理是藉由氧化分解的原理，與臭氧殺菌的原理相同。藉由氧原子(O¯)與異味的結合，並且釋放出氧氣(O2)；除了能去除異味之外，更能使空氣中的氧分子(O2)純度提高喔！它並不是利用臭氧本身獨特的氣味來掩蓋惡臭，而是將臭味的根源加以分解。
日常生活中總有些“刺鼻的臭味”例如：腐敗的魚臭味、水溝臭味、糞屎的臭味、汗臭味等等。臭氧能夠瞬間氧化分解臭味喔(除了水果臭以外)。
解毒
臭氧解毒的功能是已經證實的了。由於現今污染的嚴重，除了人類容易生病外，我們所畜養的家畜也是很容易生病，因此為了能讓家畜長得漂亮、“看起來”健康，許多的畜農都會施打抗生素、荷爾蒙。雖然我們不是直接吃抗生素，但是殘留在它體內的抗生素及荷爾蒙卻間接的累積在我們的體內。長期的吃含有抗生素的肉類會影響我們的身體，搞不好還會造成耐藥性的產生。
另外，為了避免蔬果被大量的昆蟲所吃，農民們會施予農藥。或許我們吃的時候已經過了農藥的半衰期，但是畢竟還是會有些殘留的農藥。
抗輻射
其實這裡所指的是大氣臭氧成的特性，而非臭氧機的功能與特性。
臭氧層減少是已經眾所週知的了，但是臭氧層的減少到底對我們有什麼影響呢？舉例說明：若臭氧量減少為現在的 10%，則到達地表的紫外限量會增加 20%。或許 10%的數字較為極端，以減少 1%為例，則白內障患者會增加 0.5%。
有些文獻指出：臭氧具有吸收部分波長之光波，能減低電視、電腦所釋出之輻射線(我想這應該是指臭氧含量很多時)，所以長期坐在電腦桌前的朋友，無聊何不妨弄台臭氧機用用。

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