地球的保护伞也会“要人命”？臭氧污染治理迫在眉睫
【仪器网 时事聚焦】据生态环境部举行的新闻发布会上获悉，我国近5年夏季，臭氧平均浓度保持在150微克/立方米左右，臭氧超标天数比例平均为11.1%，以轻度污染为主，约占88%。2022年3月以来，我国部分重点区域气温同比偏高、相对湿度偏低、降水偏少，有利于臭氧生成。目前，臭氧已经成为现阶段夏季主要大气污染物。
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臭氧是氧气的一种同素异形体，在常温下是一种具有特殊气味的淡蓝色气体，有着很强的氧化性和化学活性。臭氧是一种纯天然的氧化性痕量气体，在地球中自然存在，作为大气中天然存在的重要组成部分，臭氧分布在从地球近地面大气到平流层的各个高度之中。
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臭氧除了自然来源，也有人为产生。臭氧主要是由低空的挥发性有机物、氮氧化物及其他一些物质在特定环境下发生光化学反应而生成的。例如机动车尾气的排放、石油化工生产物质的气体排放、燃煤发电以及其他生物质燃烧，都会产生这些物质，这些物质在经过一定的光化反应后，便形成了臭氧。臭氧的稳定情况关系到地球生物的生存和发展，大气臭氧浓度的变化受到科学界乃至普通大众的关切与广泛重视。
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臭氧运用深入生活
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臭氧对于微生物杀灭作用的根本就是其所具有的强氧化性可以导致有机体细胞必要成分的逐步氧化，细菌的细胞表面将成为氧化的初步靶细胞。现在利用臭氧来处理饮用水已经成为了趋势，臭氧可以杀灭饮用水中超过99.99%的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等病原菌，同时还能够除掉水中的异味，改善水浊度，提高出水水质。
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近些年来，随着人们对于快捷生活方式的要求的提高以及消费水平的增长，鲜切果蔬在大型商超中的占有率也逐年增长。臭氧能够有效地杀灭或抑制鲜切果蔬中的细菌、霉菌、酵母菌、寄生虫以及病毒之外，还能够氧化乙烯，抑制蔬果呼吸作用及参与代谢的酶类反应，从而延长果蔬的货架期，并且臭氧其强大的氧化作用还可以有效地降解蔬果上残留的农药、化肥、洗涤剂等有机物。
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在工业迅速发展的现代，工业废水的种类逐渐繁多并且成分复杂，还时常含有有毒物质。臭氧氧化法是一种有效去除有机微污染物的方法，并且臭氧对污染物的平均去除率可大于80%。臭氧能够将废水中难以降解的有机物氧化为小分子有机物，从而提高废水的可生化性。
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臭氧在对病房、手术室空气进行消毒时表现也是突出的，不仅在我国是推广臭氧的主要方向，在国外也开展了很多治疗的应用研究试验。国外一些内科和牙科医生，多年来都在运用臭氧进行治疗，例如口腔手术中用利用臭氧水来保持口腔无菌，或是注射臭氧气体来治疗瘘痔、静脉曲张等。
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不可忽视的臭氧污染
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尽管臭氧已经成为人们生活中广为适用的一种气体，但臭氧污染问题也愈发严重。臭氧污染是一种典型的大气二次污染，其危害性比PM2.5的危害性更强，并且已经成为我国部分工业和城市化发展较快地区的首要污染物。臭氧污染在感官上很容易被人们所忽略，但却对人体和环境有着十分严重的危害。
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臭氧会使土壤营养物质降低，给农作物带来危害。当臭氧浓度处于较高的环境下时，农作物中的小麦产量就会下降，而且对于很多绿色植物叶片合成叶绿素的作用也会降低，从而影响到叶片光合作用的效果，进而使环境的协调失去平衡。长时间下来，就会影响自然生态的平衡，危害生态环境系统，导致农作物减产。
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高浓度的臭氧还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。
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作为一种强氧化剂，臭氧被大量吸入人体后会氧化细胞组成物质及生命活性物质，给人体带来巨大的伤害。人们通过呼吸吸入臭氧后， 会出现咽喉肿痛、头疼、胸闷气短，并会刺激、损害眼睛导致视力下降，还可能会导致一些人患上支气管炎等相关疾病。不仅如此，臭氧甚至会使人体免疫系统能力降低，诱发染色体病变，加速人体衰老或提升畸形儿产生概率。
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时刻警惕臭氧浓度
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“十四五”时期，是我国生态环境质量改善由量变到质变的关键时期。《“十四五”生态环境监测规划》明确，要拓展监测工作深度和广度，加强PM2.5与O3协同控制监测，分类开展非甲烷总烃自动监测、PM2.5与挥发性有机物(VOCs)组分监测。据《2021中国生态环境状况公报》显示，景观臭氧仍然是较为突出的污染源，但与2020年相比，污染物浓度有所下降。
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为支撑臭氧污染防治，相关政府部门将加快建立完善现代化生态环境监测体系，健全环境质量、生态质量、污染源全覆盖的监测网络，重点补齐细颗粒物和臭氧协同控制、水生态、新污染物、温室气体排放等领域监测短板，推进PM2.5和臭氧协同监测能力建设，加强VOCs、氮氧化物等对臭氧生成影响较大前体物的监测，掌握其浓度水平、主要来源、生成机理，支撑大气污染协同治理。
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近年来，新技术、新装备与检测业务都得到了有效融合。例如在自动在线监测领域，空气和水质主要指标自动在线监测技术已经较为成熟，并得到了规模化应用，颗粒物组分、挥发性有机物组分、温室气体、水质重金属等在线监测的应用场景也逐渐增多。在应急监测方面，无人机/无人船、便携式GC-MS、便携式傅里叶红外、飞行时间质谱走航等技术也得到充分运用。遥感遥测新技术也实现了对生态环境高精度、全方位、短周期的监测，构建了天地一体、星地协同的现代化生态环境监测体系。
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开发零能耗分解臭氧的催化剂的需求也变得紧迫起来。南开大学电子信息与光学工程学院王卫超教授课题组首次在三元氧化物催化剂莫来石上实现无能耗超低温臭氧分解。而目前，研究团队已经实现了该材料的宏量制备，可满足各类工业应用需求。该成果的推广应用将为新型大气污染物臭氧在超低温环境下的降解提供有力的技术支撑，并在商业航空等领域发挥积极作用。
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接下来，有关部门还将继续积极推进高新技术在生态环境监测领域中的运用，加大集成化、自动化、智能化、小型化监测装备研发与推广力度，加强卫星遥感遥测、便携式现场快速监测、全自动实验室等设备技术验证，促进监测技术与业务的革命性创新，实现更科学、更精准、更全面、更快速。
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大气中的臭氧层是地球重要的保护伞，能够有效防止紫外线的侵蚀，加强对臭氧层的保护是我们的任务目标。但同样，生存环境中的臭氧一旦超过标准，不仅会对环境和农作物产生危害，还会危及到我们的生命安全。因此，深化实时监测臭氧浓度是大势所趋，加强对臭氧污染的防治势在必行。绿水青山就是金山银山，为了我们每一个人的绿色健康生活，治理工作已经刻不容缓。
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(资料参考来源：中国新闻网、科技日报、新华社、生态环境部、百科等)
