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臭氧与氧分子是亲兄弟,臭氧由三个氧原子组成。在高层大气中太阳的各种射线撞击氧分子,在紫外线撞击下氧分子分解成两个氧原子,一个氧原子和其余的氧分子化合成一个臭氧分子,这就是臭氧的光化学生成过程。臭氧吸收太阳紫外辐射加热平流层大气,形成平流层环流特征。紫外线又击碎了臭氧分子,分解成氧分子和一个氧原子,成为臭氧的光化学分解过程。
我们已经知道,在多种温室气体之中,有一种叫氯氟烃。它在大气中的浓度虽是温室气体中最小的,可它却是造成另一种世界环境灾难--南极臭氧洞和全球臭氧层减薄的元凶。 臭氧是我们日常呼吸的氧气的“同胞兄弟”。不过它不是由两个氧原子,而是由三个氧原子组成的。在一般温度下,为气体状态,呈浅蓝色。它在大气中属微量气体,总量只占大气的百万分之0.4,而且90%以上集中在10-50公里的高层大气之中。全球大气中臭氧总量虽然约有30亿吨,可是如果把臭氧气体统统压缩到地面大气压力情况下,单位面积上的臭氧层厚度只有薄薄的3毫米。 地球生命的保护伞 千万可别小看了这“薄薄3毫米”的臭氧层,它可是地球上一切生物包括人类在内的生命保护神啊!因为它可以吸收掉太阳辐射中对地球生命致命的紫外线。原来,在太阳光谱中,按波长从短到长可以分为三个部分,即紫外线、从紫到红的可见光和红外线。紫外线和红外线都是看不见的。紫外线又可分为三个部分,其中波长最长也就是长于320纳米的称为紫外线A,波长290-320纳米称为紫外线B,波长短于290纳米,也就是整个太阳光谱中波长最短的部分称为紫外线C。紫外线C可以杀死地面上一切生命,所幸这部分紫外线被高空臭氧层完完全全地吸收掉了。紫外线B只可以严重损伤地球生命,但其中波长最短的有害部分基本上也被臭氧层所吸收。紫外线A对人类是有益的。例如,可以杀菌以及使人体内转化合成维生素D,防止佝偻病等。瞧,有害的吸收掉了,有益的保存了下来,大自然为人类设计得多么巧妙。可是,恰恰是人类自己却制造出了氯氟烃等气体破坏臭氧层,自毁长城,闯下了又一个不可饶恕的弥天大祸。
大气臭氧监测是评估和控制大气污染的重要手段,因为臭氧不仅影响人类健康,还会对植物生长和材料造成损害。目前,大气臭氧的监测技术主要包括以下几种:1. 紫外光度法(UV Photometry): 这是目前广泛使用的一种监测技术。它基于臭氧对特定波长紫外光线的吸收特性。通过测量通过臭氧层后的紫外线强度,可以计算出臭氧的浓度。这种方法快速、准确,并能实时监测臭氧浓度。2. 化学发光法(Chemiluminescence): 这种技术利用臭氧与特定化学物质反应时产生的光来测定臭氧的浓度。该方法灵敏度高,但通常用于实验室分析,较少用于现场实时监测。3. 电化学传感器法(Electrochemical Sensors): 这种方法通过电化学反应监测臭氧浓度,传感器响应速度快,但可能受到其他氧化性物质的干扰。4. 光谱法(Spectroscopy): 包括红外光谱法和激光光谱法等,可以提供高精度的臭氧测量,特别是激光光谱技术,因其高空间分辨率,适用于区域性空[url=https://insevent.instrument.com.cn/t/bp][color=#3333ff]气质[/color][/url]量监测。5. 被动采样法(Passive Sampling): 通过使用特定的吸附材料(如滤纸、薄膜或化学传感器)来被动收集空气中的臭氧,之后通过实验室分析来确定臭氧的浓度。这种方法适用于远程监测和长期采样。6. 遥感技术(Remote Sensing): 包括卫星遥感和小飞机遥感等,可以覆盖大范围区域,提供空间上宏观的臭氧分布信息。这些技术通常与地面监测站的数据相结合,以获得更全面的大气臭氧状况。7. 便携式和车载臭氧监测设备: 这些设备便于携带和移动,适用于现场快速监测,尤其是在臭氧污染事件发生时。每种技术都有其优缺点,根据监测目的、成本、现场条件等因素,选择合适的技术进行臭氧监测非常重要。中国在大气污染防治工作中,采用多种技术相结合的方式,对大气臭氧进行监测和控制,以保障人民群众的健康和生态环境的良好状态。