오존

3 개의 산소 원자는 반응성이 높은 가스 인 오존 (O3)을 구성합니다. 지구의 상부 (성층권) 및 하부 (대류권) 대기 (대류권)에 존재하는 자연스럽고 인공 제품입니다. 오존은 대기의 위치에 따라 지구의 삶에 긍정적이거나 부정적인 영향을 미칩니다. The interaction of solar ultraviolet (UV) light with molecular oxygen produces stratospheric ozone (O2). 지구 표면에서 약 6 ~ 30 마일 떨어진“오존층”은 표면에 도달하는 위험한 자외선의 양을 감소시킵니다. 오존은 광범위한 산업 및 소비자 응용 프로그램을 갖춘 강력한 산화제 (이산소보다 훨씬 더)입니다.

대기 오염 물질의 두 가지 1 차 그룹, 휘발성 유기 화합물 (VOC) 및 질소 산화물 사이의 광화학 적 반응은 우리가 호흡하는 대류권 또는지면 수준의 오존을 생성합니다 (NOX). 전통적으로, 이러한 과정은 열과 햇빛의 존재에 의존하는 것으로 생각되어 여름 내내 주변 오존 농도가 증가합니다. 그러나 지난 10 년 동안 미국 서부의 특정 추운 날씨 조건에서 높은 오존 농도가 관찰되었으며, 높은 수준의 국소 VOC 및 NOX 배출량을 가진 몇몇 고출력 지역이지면에 눈이 있고 온도가 동결되면 오존을 형성했습니다. 오존은 우리가 종종“스모그”또는“안개”라고 부르는 것에 기여합니다.

일부 성층권 오존이 대류권으로 운반되고 일부 VOC와 Nox가 자연적으로 생산되지만, 대부분의지면 수준의 오존은 VOC 및 NOX 상호 작용을 통해 생성됩니다. 화학 플랜트, 연료 펌프, 유화 페인트, 자동차 차체 상점 및 인쇄소도 VOC의 중요한 기여자입니다. 고온 연소는 산화 질소의 주요 공급원입니다. 발전소, 산업 용광로 및 보일러 및 자동차도 상당한 기여자입니다.

구조 :

Ozone is a bent molecule with C2v symmetry, according to experimental evidence from microwave spectroscopy (similar to the water molecule). 127.2 PM은 O - O 거리입니다. 각도 o - o - o는 116.78 °입니다. 하나의 고독한 쌍은 SP² 중심 원자와 혼성화됩니다. 쌍극자 모멘트는 0.53 D 인 오존은 극성 분자입니다. The molecule is a resonance hybrid, with two contributing structures, one with a single bond on one side and a double bond on the other. 배열의 양쪽은 전체 결합 순서가 1.5입니다. 그것은 아질산염 음이온과 동일한 등일 전자 특성을 가지고 있습니다. Substituted isotopes can be found in naturally occurring ozone (16O, 17O, 18O).

물리적 및 자기 특성 :

• 오존의 색은 옅은 파란색이며, 물에 약간 용해되지만 테트라 클로라이드 또는 플루오로 카본과 같은 비극성 불활성 용매에 상당히 용해되는 가스는 파란색 용액을 형성합니다. 161k (112 ° C; 170 ° F)에서 진한 파란색 액체를 생성하기 위해 응축됩니다. 농축 가스와 액체 오존이 모두 폭발 할 수 있기 때문에이 액체가 끓는점에 도달하는 것은 위험합니다. 80k 미만의 온도 (193.2 ° C; 315.7 ° F)에서 바이올렛 블랙 고체를 형성합니다.

• 대부분의 사람들은 공기 중 0.01 μmol/mol의 오존을 인식 할 수 있으며, 이는 염소 표백제와 유사한 뚜렷한 가혹한 냄새를 가지고 있습니다. 호흡기 통로의 두통, 불타는 눈 및 자극은 모두 0.1 내지 1 μmol/mol 노출의 증상입니다.

• 공기 중 겸손한 수준의 오존조차도 라텍스, 폴리머 및 동물 폐 조직과 같은 유기 물질에 매우 유해합니다.

• 오존은 약한 diamagnetic 속성을 가지고 있습니다.

오존 분해 :

오존은 인간 환경 (항공기 오두막, 복사기가있는 사무실, 레이저 프린터, 멸균기 등)에서 널리 발생하거나 생산되는 유해한 가스이며 촉매 분해는 오염 감소에 중요합니다. 이것은 특히 고체 촉매의 가장 흔한 종류의 고장이며, 더 낮은 온도에서의 더 나은 전환을 포함하여 여러 가지 장점이 있습니다. 또한, 생성물 및 촉매를 즉시 분리하여 분리 공정없이 촉매를 회수 할 수있다. 또한, PT, RH 또는 PD와 같은 고귀한 금속뿐만 아니라 MN, CO, Cu, FE, NI 또는 AG와 같은 전이 금속은 가스 상에서 오존의 촉매 분해에서 가장 일반적으로 사용되는 물질입니다.

가스 단계에는 오존 분해에 대한 두 가지 대안 옵션이 있습니다.

첫 번째는 열 분해로, 열의 작용에 의해서만 오존을 분해합니다. 문제는 250 ° C 미만의 온도에서 이러한 종류의 고장이 매우 느리다는 것입니다. 그러나 더 큰 온도에서 일함으로써 상당한 에너지 비용에도 불구하고 파괴율이 증가 할 수 있습니다.

두 번째는 오존이 자외선 (UV)에 노출 될 때 발생하여 산소와 라디칼 과산화물의 형성을 초래하는 광화학 적 분해입니다.

높은 주변 오존 농도는 인구 밀도가 높은 지역에서만 발견 될 수 있습니까?

많은 사람들은 높은 대류권 오존 농도가 주요 도시에서만 발견 될 수 있다고 생각하지만, 높은 주변 오존 농도는 어디에서나 존재할 수 있습니다. 로스 앤젤레스, 휴스턴, 애틀랜타 및 뉴욕시와 같은 대도시만이 오존이 형성되는 유일한 곳은 아닙니다. 또한 노스 캐롤라이나 주 롤리, 오하이오 주 신시내티와 같은 작은 곳에서 제조되었으며 다른 도시 및 농촌 지역에서 주변 대기 질을 손상시키기 위해 수백 마일의 바람이 통과했습니다. 햇빛이 가장 강한 오후 시간에는 피크 양의 오존이 더 흔합니다.

오존 Maxima는 오후와 저녁에 주요 VOC 및 NOX 소스의 하향식에서 발생할 수 있습니다. Wind가 오존과 VOC 및 NOX 선구자가 기원에서 몇 마일 떨어진 곳에 배달 한 후에 발생할 수 있습니다. 결과적으로, 이른 저녁과 밤을 포함하여 분리 된 지역과 다른 시간에 상당한 오존 농도가 발생할 수 있습니다.

오존의 응용 :

1. 냉각탑
2. 제약 Ultra Pure Water
3. 식수
4. 냄새 제어
5. Kitchen off gas treatment.
6. 음식 및 채소 저장
수영장에서
8. 온실/원예.

결론 :

오존은 광범위한 산업 및 소비자 용도로 강력한 산화제 (이산 소보다 훨씬 강력한)입니다. 오존의 높은 산화 전위는 동물의 점막 및 호흡기 조직과 약 0.1ppm의 농도 이상의 식물의 조직을 손상시킬 수 있습니다. 오존은 지상 근처의 상당한 호흡기 위험과 오염 물질이지만, 2 ~ 8 ppm까지의 높은 오존층 농도 (2 ~ 8 ppm)는 UV 광선이 지구 표면에 도달하는 것을 방해하기 때문에 유리합니다.

자동차 배출과 같은 대류권의 인위적 공급원에 의해 생성 된 오존은 먼 거리를 여행 할 수 있습니다. 오존 생산의 일일 플럭스 및 NO와 같은 다른 화합물에 의한 청소는 일정합니다.