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第74章 臭氧很臭吗

臭氧很臭吗?的确很臭。1840年,德国化学家C.F.舍拜思博士在电解稀硫酸时,发现有一种特殊臭味的气体释出,因此将它命名为臭氧,其英文名为ozone,类似于希腊文的ozezn(意为“难闻”)。

臭氧极易分解,很不稳定。它不溶于液态氧、********等,有很强的氧化性。臭氧可使许多有机色素脱色,侵蚀橡胶,很容易氧化有机不饱和化合物。但臭氧在冰中极为稳定,其半衰期为2000年。

当大气层中的氧气发生光化学作用时,也能产生了臭氧,并在离地面垂直高度15~25千米处形成臭氧层。它的浓度为0.2ppm。臭氧的气体明显地呈蓝色,液态呈暗蓝色,固态呈蓝黑色。它的分子结构呈三角形。臭氧不稳定,在常温下慢慢分解,到200℃时迅速分解,它比氧的氧化性更强,能将金属银氧化为过氧化银,将硫化铅氧化为硫酸铅;它还能氧化有机化合物,如靛蓝遇臭氧会脱色。

臭氧虽臭,但它却是我们的朋友,也是我们地球不能少的伙伴。大自然中臭氧是存在于太空之大气层(约在37~74千米)。它是由大气中的氧分子受到太阳紫外线长期照射的作用而形成,再漂浮到大气层同温层的边缘形成臭氧层,保护着地球,免受太阳的紫外线侵犯,我们的皮肤可不能直接接受太多的紫外线,会得皮肤癌的,所以在阳光强的地方,人们都会用防晒霜。

当空气中臭氧浓度在0.012ppm水平时,能导致人皮肤刺痒,眼睛、鼻咽、呼吸道受刺激,肺功能受影响,引起咳嗽、气短和胸痛等症状;空气中臭氧水平提高到0.05ppm,入院就医人数平均上升7%~10%。原因就在于,臭氧是个十分好动的气体,当它进入我们的身体后,就会打扰我们身体里面各个组织细胞的正常工作。当臭氧被吸入呼吸道时,就会与呼吸道中的细胞、流体和组织很快反应,导致肺功能减弱和组织损伤。对那些患有气喘病、肺气肿和慢性支气管炎的人来说,臭氧的危害更为明显。

从臭氧的个性来看,它既可助人又会害人,它既是上天赐予人类的一把保护伞,有时又像是一剂毒药。目前,对于臭氧的正面作用以及人类应该采取哪些措施保护臭氧层,人们已达成共识并做了许多工作。但是,对于臭氧层的负面作用,人们虽然已有认识,但目前除了进行大气监测和空气污染预报外,还没有真正切实可行的方法加以解决。

臭氧层能吸收大部分波长短的射线,如:紫外线,起着保护人类和其他生物的作用,但氯气和氮氧化物促使臭氧分解为氧,破坏了臭氧保护层,成为人类关注的重要环境问题之一。通常都是借助无声放电作用从氧气或空气制备臭氧,臭氧发生器即根据这一原理制造。利用臭氧和氧气沸点的差别,通过分级液化可得浓集的臭氧。臭氧是强力漂白剂,用于漂白面粉和纸浆。臭氧还可用作消毒饮用水,水中只含氧,无特殊气味。它还用于污水处理。臭氧对细菌的灭活反应总是进行得很迅速。与其他杀菌剂不同的是:臭氧能与细菌细胞壁脂类双键反应,穿入菌体内部,作用于蛋白和脂多糖,改变细胞的通透性,从而导致细菌死亡。

虽然臭氧本身很臭,但洗臭氧浴在国外已成为时尚,通过臭氧浴治疗疾病已有多年历史,这是它的又一神奇功效。经常洗臭氧浴能排除体内毒素,活化表皮细胞,消除痤疮,美白皮肤,对风湿病、皮肤病、妇科病、糖尿病及灰指甲等有良好疗效。

大气中臭氧层对地球生物的保护作用现已广为人知——它吸收太阳释放出来的绝大部分紫外线,使动植物免遭这种射线的危害。为了弥补日渐稀薄的臭氧层乃至臭氧层空洞,人们想尽一切办法,比如推广使用无氟制冷剂,以减少氟利昂等物质对臭氧的破坏。世界上还为此专门设立了国际保护臭氧层日。由此给人的印象似乎是受到保护的臭氧应该越多越好,其实不是这样,如果大气中的臭氧,尤其是地面附近的大气中的臭氧聚集过多,对人类来说反而是个祸害。

同铅污染、硫化物等一样,臭氧污染也是源于人类活动,汽车、燃料、石化等是臭氧的重要污染源。在车水马龙的街上行走,常常看到空气略带浅棕色,又有一股辛辣刺激的气味,这就是通常所称的光化学烟雾。臭氧就是光化学烟雾的主要成分,它不是直接被排放的,而是转化而成的,比如汽车排放的氮氧化物,只要在阳光辐射及适合的气象条件下就可以生成臭氧。随着汽车和工业排放的增加,地面臭氧污染在欧洲、北美、日本以及我国的许多城市中成为普遍现象。

知识链接:中国古代的计时器

漏刻

春秋时期的著名军事家司马穰苴用来确定时间的仪器是表和漏刻,是古代最重要的两种计时仪器。漏刻主要由漏壶和箭刻组成,根据漏壶中水位的高低来度量时间,箭刻上所刻的就是表示时间的刻度线。在商代后期,中国出现了把一昼夜分为100等分的百刻计时制,并一直沿用到了清代。百刻制的出现使中国古代有了统一的计时标准。

日晷

观察一年中正午日影的长度能够定节气,而观察一天中日影方位的变化可以定一天中的时刻。早晨,太阳从东方升起,它的影子投向西方;中午,太阳在正南方,它把影子投在了正北方;傍晚,太阳落入西方的地平线,它的影子又转向东方。日复一日,年复一年,太阳的影子都这么规律地变化着。日晷就是利用日影的这个规律,抓住了时间流逝的匆匆脚步。

日晷有两种形式:一种是水平放在地面上、刻度不均匀的地平式日晷。另一种是日晷面与赤道面平行的、刻度均匀的赤道式日晷。

圭表

将一根木杆垂直地插在地上就形成了表。可别小看了这根简单的木杆,它可是中国最古老的天文仪器。古人用它不仅可以确定南北方向,还可以测定节气与时刻。土圭是最古老的计时仪器,是一种构造简单,直立在地上的杆子,用以观察太阳光投射的杆影,通过杆影移动规律、影的长短,以确定冬至、夏至日。

香篆

据宋代学者薛季宣说,除日晷刻漏之外,有一种香篆钟于12世纪中叶在中国流行。荷兰高罗培著《狄仁杰断案传奇》中,记述了唐宫计时用的香篆钟为梅花形黄铜盘,盘子内梅花五瓣,各缭绕着一圈盘香,用以计时焚薰,称为“五孕祥云”。