臭氧是“天使”還是“惡魔”

田 偉

臭氧是“天使”還是“惡魔”

田 偉

這幾年霧霾成為關鍵詞，PM2.5已經成為人們生活中重點關注與防御的對象。但有些時候PM2.5 還不到40，空氣質量指數卻還是中度污染。臭氧竟然替代PM2.5成了大氣污染的禍首？可是在我們記憶里，臭氧不是人類的“天使保護神”嗎？怎么就成了“禍首”呢？那么臭氧到底是“天使”還是“惡魔”呢？

臭氧

臭氧又稱超氧，是氧氣（O2）的同素異形體，在常溫下是一種有特殊臭味的淡藍色氣體，它于1840年在德國科學家先貝因的硫酸電解實驗中被發現并命名。在大氣層中，氧分子因高能量輻射而分解成氧原子（O），而氧原子與另一個氧分子結合，即生成臭氧。臭氧常溫下不穩定，容易慢慢分解，也易溶于水；同時它還具有強氧化性、毒性、腐蝕性等特質。大氣中90%的臭氧主要分布在大氣層的上部或平流層（距地面10～50公里），這個層次的臭氧對保護人類與環境有重要作用；然而近年來在對流層以下，特別是地面附近大氣中的臭氧濃度顯著增強，則對人體健康產生了危害。臭氧的這種“天使”和“惡魔”的兩面性讓我們又愛又恨。

臭氧“天使”的一面

臭氧之所以是“天使”，是因為它造福人類是長久的，是多方面的。

臭氧層的逐漸形成，使人類和陸地上萬物出現和發展有了保護傘。地球大氣在億萬年的演變過程中，由于水的不斷光解和植物的光合作用，還原性的大氣中氧氣含量逐漸增多；在紫外光的作用下，一部分氧氣可以轉變為臭氧；在多種光化學反應的綜合作用下，氧氣和臭氧之間在大氣中維持平衡，最終形成相對穩定的臭氧層。我們知道，強烈高能的陽光，尤其是紫外光會對機體組織造成明顯的傷害。波長越短的紫外光對生物組織的損傷越大，波長在180～280nm的短波紫外光對生物組織的損傷最大。幸運的是，由于臭氧層的出現，強烈吸收太陽光中對人類和生物危害最大的短波紫外光，使得地球上包括人類在內的許多生物才逐漸脫離海洋和湖泊，在陸地上生存、繁衍和發展。

臭氧具有滅菌、氧化、脫色和除味等特性，在人類的生產與生活中有日益廣泛的應用，這更突顯其“天使”的一面。臭氧的消毒殺菌功能被廣泛用于車間、倉庫和公共場所滅菌消毒，果蔬、食品保鮮，魚、肉、蛋、菜、果等食品殘留毒物的分解祛除，生活用水的殺菌保質，廁所、垃圾場的除臭除味，化工三廢處理等諸多領域。同時，家用臭氧解毒機可方便地用于日常生活的諸多方面。

臭氧是污水治理的生力軍。臭氧是天然最強的氧化劑之一，它可將農藥、染料等多種有機物氧化降解為無毒的二氧化碳與水，徹底消除廢水中的有害物質，并且不產生新的二次污染物。在分解污染物的同時，臭氧具有脫色、除臭、殺菌的功能，真是一舉數得。目前，臭氧氧化法已經在造紙廢水、印染廢水、煉油廢水、焦化廢水處理中得到應用。

臭氧還是人類健康的守護神，它可被直接用于醫治人類的多種疾病。在全世界范圍內，臭氧的臨床應用已有上百年的歷史，也取得了良好的臨床治療效果。其臨床應用主要用于創傷及難治性潰瘍（如糖尿病）的治療、癌癥的輔助治療、腰椎間盤及骨關節疾病的治療、抗自由基防衰老及中風等疾病的治療、各種疼痛疾病的治療上、臭氧微創注射術、臭氧婦科治療、臭氧自血療法等等，臭氧在醫療衛生領域的應用范圍正在不斷拓寬。

臭氧惡魔的一面

如果說高層大氣中的臭氧是“天使”的話，那么近地面附近濃度不斷增高的臭氧則是“惡魔”。

臭氧對人體的傷害有很多方面：

1．當低空大氣中臭氧達到一定濃度就會刺激呼吸道，引起咽喉腫痛、胸悶咳嗽、哮喘發作；并可刺激氣管，引起支氣管炎；臭氧濃度更高時，可能導致胸骨疼痛、肺的通透性降低和肺氣腫、肺水腫，使呼吸系統疾病惡化。

2．引起神經中毒，導致頭暈、頭痛、視力下降和記憶力衰退等疾病；如果在高濃臭氧中暴露時間過長，還會損害中樞神經，導致思維紊亂。

3．破壞人體免疫功能，降低人的抗病能力。臭氧還可能誘發淋巴細胞染色體畸變、損害酶的活性、影響甲狀腺功能和使骨骼早期鈣化等；長期過量吸入臭氧則會影響體內細胞的新陳代謝，降低肺對細菌的抵抗力，加速人的衰老。

4．臭氧還能夠破壞人體皮膚中的維生素E，從而引起皮膚起皺，出現黑斑等皮膚疾病。

臭氧的氧化性很強，不但對除了金和鉑外其他所有的金屬都有腐蝕作用，而且對非金屬材料也有強烈的腐蝕破壞作用。

臭氧對許多植物也會有不同的傷害。煙草、菠菜、燕麥、馬鈴薯、大麥、菜豆、洋蔥、小麥、番茄等都對臭氧也十分敏感，在不同的臭氧濃度下，會表現出受損傷或者生長受阻的情形；臭氧還能破壞植物吸收二氧化碳的能力，加劇溫室效應；高濃度臭氧還會降低植物的生長力，導致農作物產量下降。

臭氧是光化學煙霧的元兇。光化學煙霧中的二次污染物主要是臭氧、甲醛、丙烯醛、過氧乙酰硝酸酯等，這些都是對健康十分有害的物質。這些污染物可從城市污染區擴散到幾千米以外，甚至可以擴散到幾百千米以外，對人類和生物造成大范圍的污染和危害。1943年，美國第二大城市洛杉磯發生了世界上最早的光化學煙霧事件，使該市大多市民患了眼紅、頭疼等疾病。1955年洛杉磯再次產生光化學煙霧，致使400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死。1970年的光化學煙霧使洛杉磯全市近3/4的人不同程度地患病。

如何防范臭氧危害

1．空氣污染嚴重時減少外出，盡量不要開窗；同時減少室內通風換氣次數，如果有條件，可開啟室內空氣凈化設備。一方面，是因為室內缺少臭氧生成所需的太陽光，無法持續生成；另一方面，在室內臭氧能與含有不飽和碳碳鍵的有機化合物發生反應，如橡膠、苯乙烯及不飽和脂肪酸等，可以很快反應消失，使臭氧濃度迅速降低。

2．外出時，敏感人群（如哮喘患者等）需要做好防護，可佩戴帽子、眼鏡及口罩等防護產品。

3．平時應適量增加體育鍛煉，提高身體素質，增強免疫力，可適當減輕臭氧對上呼吸道的損傷。

4．在有激光打印機的辦公室里，需要將打印機放置在通風處。激光打印機內含紫外光源，可強光電離產生臭氧。