氧氣變爲臭氧的過程主要有兩種方式:
自然產生:
太陽光中的紫外線(UV)具有強大的能量,能夠將氧氣分子(O2)分解成兩個氧原子(O)。
這些氧原子(O)隨後與氧氣分子(O2)重新結合,形成臭氧(O3)。
這個過程可以表示爲:O2 + UV → 2O → O + O2 → O3。
人爲產生:
在近地面,氮氧化物(NOx)和揮發性有機物(VOCs)在陽光照射下發生光化學反應,生成臭氧(O3)。
這個過程可以表示爲:NO + VOCs → NO2 + R → NO + O → O2 → O3。
此外,自然界中的一些現象,如雷電和森林火災,也能產生臭氧。雷電擊中大氣中的水滴時,會生成臭氧和其他氧化物。這種自然生成的臭氧在短時間內能達到較高的濃度,但會迅速消散。
需要注意的是,臭氧的生成和消耗是一箇動態平衡過程。臭氧層中的臭氧是由太陽光中的紫外線照射氧氣產生的,而臭氧的消耗過程是當臭氧分子(O3)吸收紫外線後,分解成氧分子(O2)和單個的氧原子(O),然後這些氧原子又可以與氧分子結合,生成新的臭氧分子。