オゾン

オゾン

名前
IUPAC名 オゾン
体系的なIUPAC名 三酸素
その他の名前 2λ 4 -トリオキシジエン;カテナ -トリオキシゲン
識別子
CAS番号	10028-15-6 Y
3Dモデル（JSmol）	インタラクティブ画像
チェビ	チェビ:25812 Y
ケムスパイダー	23208 Y
ECHA 情報カード	100.030.051
EC番号	233–069–2
グメリン参照	1101
国際連合食糧農業機関（IUPHAR）	6297
メッシュ	オゾン
パブケム CID	24823
RTECS番号	RS8225000
ユニ	66H7ZZK23N Y
CompTox ダッシュボード ( EPA )	ＤＴＸＳＩＤ００２１０９８
InChI InChI=1S/O3/c1-3-2 Y キー: CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Y InChI=1/O3/c1-3-2 キー: CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYAY
笑顔 [O-][O+]=O
プロパティ
化学式	お3
モル質量	47.997 グラムモル−1
外観	無色から淡青色のガス[1]
臭い	刺激的な[1]
密度	2.144 g/L（0℃）
融点	−192.2 °C; −313.9 °F; 81.0 K
沸点	−112 °C; −170 °F; 161 K
水への溶解度	1.05 g L −1 (0 °C)
他の溶媒への 溶解性	CCl 4、硫酸に非常に溶けやすい
蒸気圧	55.7気圧[2] (-12.15 °C または 10.13 °F または 261.00 K) [a]
共役酸	プロトン化オゾン
磁化率（χ）	+6.7·10 −6 cm 3 /モル
屈折率( n D )	1.2226（液体）、1.00052（気体、STP、546 nm - 高分散に注意）[3]
構造
空間群	C 2v
座標幾何学	対角線
分子の形状	二面角
ハイブリッド化	O1の sp2
双極子モーメント	0.53D
熱化学
標準モル エントロピー ( S ⦵ 298 )	238.92 JK −1モル−1
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 )	142.67 kJ モル−1
危険
GHSラベル:
ピクトグラム
シグナルワード	危険
危険有害性情報	H270、H314
NFPA 704 (ファイアダイヤモンド)	4 0 4 牛
致死量または濃度（LD、LC）：
LC Lo (公表最低額)	12.6 ppm (マウス、3時間) 50 ppm (ヒト、30分) 36 ppm (ウサギ、3時間 ) 21 ppm (マウス、3時間) 21.8 ppm (ラット、3時間) 24.8 ppm (モルモット、3時間) 4.8 ppm (ラット、4時間) [4]
NIOSH（米国健康暴露限界）：
PEL (許可)	TWA 0.1 ppm (0.2 mg/m 3 ) [1]
REL (推奨)	C 0.1 ppm (0.2 mg/m 3 ) [1]
IDLH（差し迫った危険）	5ppm [1]
関連化合物
関連化合物	二酸化硫黄 三硫黄 一酸化二硫黄 循環オゾン
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。 Y 確認する （何ですか  ？） YN インフォボックス参照

オゾン（/ ˈ oʊ z oʊ n /）（または三酸素）は、化学式Oの無機分子です。
₃淡い青色のガスで、独特の刺激臭があります。酸素の同素体であり、二原子同素体Oよりもはるかに不安定です。
₂下層大気中でOに分解される
₂（二酸素）。オゾンは、地球の大気圏内での紫外線（UV）と放電の作用によって二酸素から生成されます。オゾンは大気中に非常に低濃度で存在し、成層圏のオゾン層の高いところでは最も高濃度で存在し、太陽の紫外線（UV）のほとんどを吸収します。

オゾンの臭いは塩素を彷彿とさせ、濃度がわずかでも多くの人が感知できる。空気中では0.1  ppm_{です。オゾンのO 3}構造は1865年に決定されました。この分子は後に曲がった構造を持ち、弱い反磁性であることが証明されました。標準状態では、オゾンは淡い青色の気体で、極低温で凝縮して濃い青色の液体になり、最終的には紫がかった黒色の固体になります。オゾンは、より一般的な二酸素に比べて不安定で、濃縮されたガスと液体のオゾンはどちらも、高温、物理的衝撃、または沸点までの急速な温度上昇で爆発的に分解する可能性があります。^{[5] [6]}そのため、商業的には低濃度でのみ使用されています。

オゾンは強力な酸化剤（二酸素よりもはるかに強力）であり、酸化に関連する多くの産業および消費者向け用途があります。しかし、この高い酸化力により、オゾンは濃度が約100～200ppmを超えると、動物の粘膜や呼吸器組織、さらには植物の組織にダメージを与えます。0.1 ppm。これにより、オゾンは地表近くでは強力な呼吸器系への有害物質および汚染物質となりますが、オゾン層内の濃度が高ければ (2～8 ppm)、有害な紫外線が地球の表面に到達するのを防ぐことができ、有益です。

慣用名 オゾンは最も一般的に使用され、推奨されているIUPAC名です。有効なIUPAC名である系統名2λ4-^トリオキシジエン^{[疑わしい–議論が必要]}およびカテナ-トリオキシゲンは、それぞれ置換命名法と加法命名法に従って構築されています。オゾンという名前は、匂いを意味するギリシャ語の中性現在分詞オゼイン(ὄζειν)に由来しており、 ^[7]オゾンの独特の匂いを指しています。

適切な文脈では、オゾンは 2 つの水素原子が除去されたトリオキシダンと見なすことができ、そのため、置換命名法に従って、トリオキシダニリデンが体系名として使用されることがあります。デフォルトでは、これらの名前はオゾン分子のラジカル性を考慮しません。さらに具体的な文脈では、これは非ラジカル一重項基底状態の名前にもなり、ジラジカル状態はトリオキシダンジイルと名付けられます。

トリオキシダンジイル（またはオゾニド）は、非体系的に置換基（-OOO-）を指すために使用されます。基の名前と、上記で示したオゾンの文脈固有の名前を混同しないように注意する必要があります。

1785年、オランダの化学者マルティヌス・ファン・マルムは、水上で電気火花を起こす実験を行っていたとき、異臭に気づいた。彼はそれを電気反応によるものだと考え、実際にはオゾンを生成していたことに気づかなかった。^{[8] [9]}

半世紀後、クリスティアン・フリードリヒ・シェーンバインが同じ刺激臭に気づき、それが雷の後によく漂う臭いだと認識した。 1839年、彼はガス状化学物質の分離に成功し、ギリシャ語で「嗅ぐ」を意味するオゼイン（ὄζειν ）から「オゾン」と名付けた。 ^{[10] [11]} このため、シェーンバインはオゾンの発見者として広く認められている。^{[12] [13] [14] [8]彼はまた、オゾンの臭いがリンの臭いに似ていることにも着目し、1844年に}白リンと空気の反応生成物が同一であることを証明した。 ^[10]その後、オゾンを「帯電酸素」と呼ぼうとしたが、彼は白リン由来のオゾンを「リン化酸素」と呼ぶことを提案して揶揄した。^[10]オゾンの化学式O3_{は1865年に}ジャック＝ルイ・ソレによって決定され^[15]、1867年にシェーンバインによって確認された。^{[10] [16]}

19 世紀後半の大半から 20 世紀に入っても、オゾンは自然主義者や健康志向の人々によって環境の健康的な要素と考えられていた。カリフォルニア州ボーモントの公式スローガンは「ボーモント: オゾン地帯」であり、これはポストカードや商工会議所のレターヘッドにも示されている。^[17]屋外で活動する自然主義者は、オゾン含有量が多いため、標高の高い場所が有益であると考えることが多かった。「[標高の高い場所] では、大気がかなり異なり、[作業に必要な] エネルギーを維持するのに十分なオゾンがある」と、ハワイで活動していた自然主義者ヘンリー・ヘンショーは書いている。 ^{[18]海辺の空気は、オゾン含有量が多いと考えられているため、健康的であると考えられていた。この考えを生んだ臭いは、実際には}ハロゲン化海藻代謝物^[19]とジメチルスルフィドの臭いである。^[20]

オゾンの魅力の多くは、その「新鮮な」匂いから生じたようで、浄化作用との関連を想起させる。科学者たちはその有害な影響に注目した。1873年、ジェームズ・デュワーとジョン・グレイ・マッケンドリックは、「オゾン化した空気」にさらされた後、カエルの動きが鈍くなり、鳥が息を切らし、ウサギの血液中の酸素レベルが低下したことを記録した。これは「破壊的な作用」を及ぼした。^{[21] [12]}シェーンバイン自身も、オゾンを吸入した結果、胸痛、粘膜の炎症、呼吸困難が起こり、小型哺乳類が死亡したと報告している。 ^[22] 1911年、レナード・ヒルとマーティン・フラックは、王立協会紀要Bで、オゾンの健康効果は「単なる繰り返しで、一般的に信じられていることの一部となっているが、その良い効果を支持する正確な生理学的証拠はこれまでほとんど欠けていた...これまでに得られたオゾンの生理学的効果に関する唯一の徹底的によく確認された知識は、比較的強い濃度で長時間吸入すると、肺の炎症と浮腫を引き起こし、死に至るということである」と述べた。^{[12] [23]}

第一次世界大戦中、ロンドンのクイーン・アレクサンドラ陸軍病院でオゾンが傷口の消毒剤としてテストされた。オゾンガスは15分間傷口に直接当てられた。その結果、細菌細胞と人体組織の両方に損傷が生じた。消毒剤による洗浄などの他の消毒技術の方が好ましいことが判明した。^{[12] [24]}

1920年代までは、少量のオキソゾン、O
₄、オゾンサンプルには、爆発性の濃縮化学物質に分析化学技術を適用することが困難であったため、これらの物質も含まれていました。^{[25] [26]} 1923年、ゲオルク・マリア・シュワブ（エルンスト・ヘルマン・リーゼンフェルトの下で博士論文を執筆中）は、初めてオゾンを固体化することに成功し、正確な分析を行ってオキソゾン仮説を決定的に反証しました。 [ ^{25] [26]} 1920年代には、リーゼンフェルトグループによって、これまで測定されていなかった純粋な濃縮オゾンの物理的特性がさらに決定されました。^[25]

オゾンは無色または淡青色の気体で、水にわずかに溶け、四塩化炭素やフルオロカーボンなどの不活性非極性溶媒に非常に溶けやすく、青色の溶液を形成する。161 K (-112 °C; -170 °F) で凝縮して濃い青色の液体になる。この液体を沸点まで温めるのは危険である。濃縮された気体オゾンと液体オゾンはどちらも爆発する可能性があるからである。80 K (-193.2 °C; -315.7 °F) 未満の温度では、紫がかった黒色の固体になる。^[27]

ほとんどの人は、空気中に0.01μmol/mol程度のオゾンを感知することができます。その濃度では、塩素系漂白剤に似た非常に特異な強い臭いがあります。0.1～1μmol/molの暴露では、頭痛、目の焼けつき、呼吸器官への刺激などを引き起こします。[ ^28] 空気中のオゾンは、たとえ低濃度であっても、ラテックス、プラスチック、動物の肺組織などの有機物に非常に有害です。

オゾン分子は反磁性である。^[29]

マイクロ波分光法の実験的証拠によると、オゾンは C _2v 対称性（水分子と同様）を持つ曲がった分子である。 ^[30] O–O 距離は 127.2  pm（1.272  Å）である。O–O–O 角は 116.78° である。^[31]中心原子は1 つの孤立電子対とsp ² 混成している。オゾンは0.53  Dの双極子モーメントを持つ極性分子である。^[32]分子は、片側に単結合、もう一方に二重結合を持つ 2 つの寄与構造を持つ共鳴混成分子として表すことができる。この配置は、両側で全体的な結合次数が 1.5 である。亜硝酸アニオンと等電子である。天然に存在するオゾンは、置換同位体（ ¹⁶ O、¹⁷ O、¹⁸ O）で構成されることがある。環状形態が予測されているが、観察されていない。

オゾンは最も強力な酸化剤の一つで、 O2よりもはるかに強力です。また、高濃度では不安定で、通常の二原子酸素に崩壊します。半減期は_、温度、湿度、空気の動きなどの大気条件によって異なります。実験室環境では、室温（24℃）、湿度ゼロ、1時間あたりの空気の入れ替えゼロの静止空気中での半減期は平均約1500分（25時間）です。^[33]

${\displaystyle {\ce {2 O3 -> 3 O2}}}$

この反応は温度の上昇とともにより急速に進行する。オゾンの爆燃は火花によって引き起こされ、オゾン濃度が10重量％以上になると発生する可能性がある。^[34]

オゾンは電気化学セルの陽極で酸素から生成することもできます。この反応により、研究目的で少量のオゾンを生成することができます。^[35]

${\displaystyle {\ce {O3_{(g)}{}+ 2H+{}+ 2e- <=> O2_{(g)}{}+ H2O}}\quad (E^{\circ }={\text{2.075 V}})}$^[36]

これは、水の電気分解中に電圧が必要な電圧よりも高く設定されたときに、ホフマンガス装置内で望ましくない反応として観察されます。

オゾンは、ほとんどの金属（金、白金、イリジウムを除く）を最高の酸化状態の金属の酸化物に酸化します。例:

${\displaystyle {\begin{aligned}&{\ce {Cu + O3 -> CuO + O2}}\\&{\ce {Ag + O3 -> AgO + O2}}\end{aligned}}}$

オゾンは一酸化窒素を二酸化窒素に酸化します。

${\displaystyle {\ce {NO + O3 -> NO2 + O2}}}$

この反応は化学発光を伴います。NO ₂はさらに酸化されて硝酸ラジカルになります。

${\displaystyle {\ce {NO2 + O3 -> NO3 + O2}}}$

生成されたNO _{3 は}NO ₂と反応して五酸化二窒素( N ₂ O ₅ )を形成します。

固体の過塩素酸ニトロニウムは、NO ₂、 ClO ₂、およびO ₃ガス から作ることができます。

${\displaystyle {\ce {NO2 + ClO2 + 2 O3 -> NO2ClO4 + 2 O2}}}$

オゾンはアンモニウム塩とは反応しませんが、アンモニアを硝酸アンモニウムに酸化します。

${\displaystyle {\ce {2 NH3 + 4 O3 -> NH4NO3 + 4 O2 + H2O}}}$

オゾンは室温であっても 炭素と反応して二酸化炭素を形成します。

${\displaystyle {\ce {C + 2 O3 -> CO2 + 2 O2}}}$

オゾンは硫化物を硫酸塩に酸化します。例えば、硫化鉛(II)は硫酸鉛(II)に酸化されます。

${\displaystyle {\ce {PbS + 4 O3 -> PbSO4 + 4 O2}}}$

硫酸はオゾン、水、元素硫黄または二酸化硫黄から生成できます。

${\displaystyle {\begin{aligned}&{\ce {S + H2O + O3 -> H2SO4}}\\&{\ce {3 SO2 + 3 H2O + O3 -> 3 H2SO4}}\end{aligned}}}$

気相では、オゾンは硫化水素と反応して二酸化硫黄を形成します。

${\displaystyle {\ce {H2S + O3 -> SO2 + H2O}}}$

しかし、水溶液中では、硫黄元素を生成する反応と硫酸を生成する反応という、2つの競合する反応が同時に起こります。

${\displaystyle {\begin{aligned}&{\ce {H2S + O3 -> S + O2 + H2O}}\\&{\ce {3 H2S + 4 O3 -> 3 H2SO4}}\end{aligned}}}$

アルケンはオゾン分解と呼ばれるプロセスでオゾンによって酸化的に分解され、後処理の 2 番目のステップに応じてアルコール、アルデヒド、ケトン、およびカルボン酸が生成されます。

オゾンはアルキンを分解して酸無水物またはジケトン生成物を形成することもできる。^[37]反応が水の存在下で行われると、無水物は加水分解されて2つのカルボン酸を生成する。

通常、オゾン分解はジクロロメタン溶液中で−78℃の温度で行われる。一連の分解と転位の後、有機オゾニドが形成される。還元処理（例えば酢酸中の亜鉛またはジメチルスルフィド）ではケトンとアルデヒドが形成され、酸化処理（例えば水性またはアルコール性過酸化水素）ではカルボン酸が形成される。^[38]

塩化スズ(II)と塩酸およびオゾン の反応のように、オゾンの3つの原子すべてが反応することもあります。

${\displaystyle {\ce {3 SnCl2 + 6 HCl + O3 -> 3 SnCl4 + 3 H2O}}}$

過塩素酸ヨウ素は、冷たい無水過塩素酸に溶解したヨウ素をオゾンで 処理することによって作ることができます。

${\displaystyle {\ce {I2 + 6 HClO4 + O3 -> 2 I(ClO4)3 + 3 H2O}}}$

オゾンはヨウ化カリウムと反応して酸素とヨウ素ガスを生成し、滴定によって定量することができる。^[39]

${\displaystyle {\ce {2KI + O3 + H2O -> 2KOH + O2 + I2}}}$

オゾンは燃焼反応や可燃性ガスに使用できます。オゾンは二酸素( O ₂ ) の燃焼よりも高い温度をもたらします。以下は、高温を引き起こす可能性のある 亜窒化炭素の燃焼反応です。

${\displaystyle {\ce {3 C4N2 + 4 O3 -> 12 CO + 3 N2}}}$

オゾンは極低温でも反応する。77 K（−196.2 °C; −321.1 °F）では、原子状水素が液体オゾンと反応して水素スーパーオキシド ラジカルを形成し、これが二量体化する。^[40]

${\displaystyle {\begin{aligned}&{\ce {H + O3 -> HO2 + O}}\\&{\ce {2 HO2 -> H2O4}}\end{aligned}}}$

オゾンは有毒物質であり^{[41] [42]、}人間の環境（航空機の客室、コピー機、レーザープリンター、滅菌装置のあるオフィスなど）で一般的に見られたり生成されたりしており、その触媒分解は汚染を減らすために非常に重要です。このタイプの分解は、特に固体触媒で最も広く使用されており、低温でより高い変換率など多くの利点があります。さらに、生成物と触媒は瞬時に分離できるため、分離操作を使用せずに触媒を簡単に回収できます。さらに、気相でのオゾンの触媒分解に最もよく使用される材料は、Pt、Rh、Pdなどの貴金属と、Mn、Co、Cu、Fe、Ni、Agなどの遷移金属です。

気相中のオゾン分解には他に 2 つの可能性があります。

1 つ目は熱分解で、熱の作用のみを使用してオゾンを分解できます。問題は、このタイプの分解は 250 °C 未満の温度では非常に遅いことです。ただし、温度を高くすると分解速度を上げることができますが、エネルギー コストが高くなります。

2つ目は光化学分解であり、オゾンに紫外線（UV）を照射して酸素とラジカル過酸化物を生成する。^[43]

オゾン分解のプロセスは、最終的に分子状酸素につながる 2 つの基本反応を含む複雑な反応であり、これは、反応順序と速度法則が適合方程式の化学量論によって決定できないことを意味します。

全体的な反応:${\displaystyle {\ce {2 O3 -> 3 O2}}}$

速度法則（観測値）:${\displaystyle V={\frac {K\cdot [{\ce {O3}}]^{2}}{[{\ce {O2}}]}}}$

オゾンの分解は一次反応速度論に従うことが判明しており、上記の反応速度法則から、分子状酸素に対する部分順序は -1、オゾンに対する部分順序は 2 であることがわかり、したがって全体的な反応順序は 1 になります。

オゾンの分解は、2 つの基本的なステップから成ります。最初のステップは、オゾンの 1 つの分子が 2 つの生成物 (分子状酸素と酸素) に分解するため、単分子反応に相当します。次に、最初のステップの酸素は、2 番目のステップの反応物として関与するため中間体となります。2 番目のステップは、2 つの異なる反応物 (オゾンと酸素) から 1 つの生成物 (気相の分子状酸素) が生成されるため、二分子反応となります。

ステップ1: 単分子反応    ${\displaystyle {\ce {O3 -> O2 + O}}}$

ステップ2: 二分子反応     ${\displaystyle {\ce {O3 + O -> 2 O2}}}$

これら 2 つのステップの反応速度は異なります。最初の反応は可逆的で、2 番目の反応よりも速く、2 番目の反応は遅いため、決定ステップは 2 番目の反応であり、これを使用して観測された反応速度が決定されます。各ステップの反応速度法則は次のとおりです。

${\displaystyle V_{1}=K_{1}\cdot [{\ce {O3}}]\qquad V_{2}=K_{2}\cdot [{\ce {O}}]\cdot [{\ce {O3}}]}$

以下のメカニズムにより、実験的に観察されたオゾン分解の速度法則を説明でき、また、オゾンと酸素に関する反応順序を決定することができ、それによって全体の反応順序が決定されます。遅いステップである二分子反応が、生成物の形成速度を決定します。このステップで 2 つの酸素分子が生成されることを考慮すると、速度法則は次のようになります。

${\displaystyle V=2K_{2}\cdot [{\ce {O}}]\cdot [{\ce {O3}}]}$

ただし、この式は酸素 (中間体) の濃度に依存しており、これは最初のステップを考慮して決定できます。最初のステップはより速く可逆的であり、2 番目のステップはより遅いため、最初のステップからの反応物と生成物は平衡状態にあり、中間体の濃度は次のように決定できます。

${\displaystyle K_{1}={\frac {K_{1}}{K_{-1}}}={\frac {[{\ce {O2}}]\cdot [{\ce {O}}]}{[{\ce {O3}}]}}}$

${\displaystyle [{\ce {O}}]={\frac {K_{1}\cdot [{\ce {O3}}]}{K_{-1}\cdot [{\ce {O2}}]}}}$

これらの式を使用すると、分子酸素の生成速度は次のようになります。

${\displaystyle V={2K_{2}\cdot K_{1}\cdot [{\ce {O_3}}]^{2} \over K_{-1}\cdot [{\ce {O_2}}]}}$

最後に、提示されたメカニズムにより、実験的に観察された速度を、速度定数（K _obs）と一次速度論に対応するものとして以下のように確立することができる。^[44]

${\displaystyle V={K_{\text{obs}}\cdot [{\ce {O_3}}]^{2} \over [{\ce {O_2}}]}=K_{\text{obs}}\cdot [{\ce {O_3}}]^{2}\cdot [{\ce {O_2}}]^{-1}}$

どこ${\displaystyle K_{\text{obs}}={2K_{2}\cdot K_{1} \over K_{-1}}}$

オゾンを還元するとオゾニドアニオンO−3この陰イオンの誘導体は爆発性があり、極低温で保管する必要があります。すべてのアルカリ金属のオゾニドが知られています。KO ₃、RbO ₃、およびCsO _{3 は}、それぞれのスーパーオキシドから生成できます。

${\displaystyle {\ce {KO2 + O3 -> KO3 + O2}}}$

KO3は上記のように形成されるが、水酸化カリウムとオゾンからも形成される。^[45]

${\displaystyle {\ce {2 KOH + 5 O3 -> 2 KO3 + 5 O2 + H2O}}}$

NaO ₃とLiO _3は、液体NH ₃中のCsO ₃をNa ⁺またはLi ⁺イオンを含むイオン交換樹脂に作用させることによって製造する必要がある：^[46]

${\displaystyle {\ce {CsO3 + Na+ -> Cs+ + NaO3}}}$

アンモニア中のカルシウム溶液はオゾンと反応してカルシウムオゾニドではなくアンモニウムオゾニドを生成する：^[40]

${\displaystyle {\begin{aligned}{\ce {3 Ca + 10 NH3 + 6 O3 ->\ }}&{\ce {Ca*6NH3 + Ca(OH)2 + Ca(NO3)2}}\\&+{\ce {2 NH4O3 + 2 O2 + H2}}\end{aligned}}}$

オゾンは水から鉄とマンガンを除去し、ろ過可能な 沈殿物を形成するために使用できます。

${\displaystyle {\begin{aligned}&{\ce {2 Fe^2+{}+ O3 + 5 H2O -> 2 Fe(OH)_3{(s)}{}+ O2{}+ 4 H+}}\\&{\ce {2 Mn^2+{}+ 2 O3 + 4 H2O -> 2 MnO(OH)_2{(s)}{}+ 2 O2{}+ 4 H+}}\end{aligned}}}$

オゾンは水中の溶解した硫化水素を亜硫酸に酸化します。

${\displaystyle {\ce {3 O3 + H2S -> H2SO3 + 3 O2}}}$

これら 3 つの反応は、オゾンベースの井戸水処理において中心的な役割を果たします。

オゾンはシアン化物をシアン酸塩に変換することで解毒も行います。

${\displaystyle {\ce {CN- + O3 -> CNO- + O2}}}$

オゾンは尿素も完全に分解する：^[47]

${\displaystyle {\ce {(NH2)2CO + O3 -> N2 + CO2 + 2 H2O}}}$

オゾンは、対称伸縮振動（1103.157 cm ⁻¹）、屈曲振動（701.42 cm ⁻¹）、反対称伸縮振動（1042.096 cm ⁻¹）の3つの振動モードを持つ曲がった三原子分子である。 ^{[48]対称伸縮と屈曲振動は弱い吸収体であるが、反対称伸縮は強く、オゾンが重要な微量}温室効果ガスである原因となっている。このIRバンドは、周囲および大気中のオゾンを検出するためにも使用されているが、UVベースの測定の方が一般的である。^[49]

オゾンの電磁スペクトルは非常に複雑です。概要はMPIマインツの大気に関係する気体分子のUV/VISスペクトルアトラスで見ることができます。^[50]

すべてのバンドは解離性です。つまり、分子は光子を吸収するとO + O ₂に分解されます。最も重要な吸収はハートレー バンドで、300 nm をわずかに超えたところから 200 nm をわずかに超えたところまで広がっています。このバンドが成層圏での UV C の吸収を担っています。

高波長側では、ハートレー バンドはいわゆるハギンズ バンドに移行し、約 360 nm で消えるまで急速に減少します。400 nm より上では、チャピウス バンドとウルフ バンドが NIR まで広がっています。そこでは、非構造化吸収バンドがオゾンの高濃度周囲を検出するのに役立ちますが、非常に弱いため、実用的な効果はあまりありません。

遠紫外線には追加の吸収帯があり、200 nm から徐々に増加して約 120 nm で最大に達します。

大気中のオゾン総量（特定の垂直柱内のオゾン量）を表す標準的な方法は、ドブソン単位を使用することです。点測定は、nmol/mol（10億分の1、ppb）単位のモル分率またはμg/m ^3単位の濃度として報告されます。大気中のオゾン濃度の研究は1920年代に始まりました。^[51]

大気中のオゾン濃度が最も高いのは成層圏で、地表から約10～50km上空（または約6～31マイル）のオゾン層とも呼ばれる領域です。しかし、この「層」でもオゾン濃度は2～8ppmに過ぎず、酸素のほとんどは二酸素（O2）で、体積比で約210,000ppmです_。 [ ^52]

成層圏のオゾンは、主に 240～160 nm の短波紫外線から生成される。酸素は 240 nm のヘルツベルク帯で弱く吸収し始めるが、酸素のほとんどは、オゾンが吸収しない 200～160 nm の強いシューマン・ルンゲ帯で吸収されて解離する。X 線限界にまで及ぶ短波長光は、分子状酸素を解離するのに十分なエネルギーを持っているが、その量は比較的少なく、ライマンアルファ (121 nm) での強い太陽放射は、分子状酸素の吸収が最小になる点に落ちる。^[53]

オゾンの生成と破壊のプロセスはチャップマンサイクルと呼ばれ、分子状酸素の光分解から始まります。

${\displaystyle {\ce {O2->[{\ce {photon}}][({\ce {radiation}}\ \lambda \ <\ 240\ {\ce {nm}})]2O}}}$

続いて酸素原子が別の酸素分子と反応してオゾンが形成されます。

${\displaystyle {\ce {O + O2 + M -> O3 + M}}}$

ここで「M」は反応の余剰エネルギーを運び去る第3の物体を表す。オゾン分子はUV-C光子を吸収して解離する。

${\displaystyle {\ce {O3 -> O + O2}}+{\text{kinetic energy}}}$

O 原子と分子状酸素が飛び散って他の分子と衝突すると、余剰の運動エネルギーが成層圏を加熱します。この UV 光の運動エネルギーへの変換により、成層圏が加熱されます。オゾンの光分解で生成された酸素原子は、前のステップと同様に他の酸素分子と反応して、さらにオゾンを形成します。窒素と酸素のみの澄んだ大気では、オゾンは原子状酸素と反応して 2 つのO ₂分子を形成します。

${\displaystyle {\ce {O3 + O -> 2 O2}}}$

_{原子状酸素がオゾンに戻る循環のこの終結段階の速度の概算は、O 2}とO ₃の濃度比をとるだけで求めることができます。終結反応は特定のフリーラジカルの存在によって触媒され、その中で最も重要なのはヒドロキシル (OH)、一酸化窒素 (NO)、原子状塩素 (Cl)、臭素 (Br) です。20 世紀後半には、成層圏のオゾン量が減少していることが分かりました。これは主にクロロフルオロカーボン(CFC) や類似の塩素化有機分子、臭素化有機分子の濃度増加が原因でした。オゾン減少による健康への影響に対する懸念から、1987 年にモントリオール議定書が採択され、多くのオゾン層破壊化学物質の製造が禁止され、21 世紀の最初の 10 年間と 21 世紀の 10 年間には成層圏オゾン濃度の回復が始まりました。

オゾン層のオゾンは、太陽光の約200nmの紫外線から315nmの波長を遮断し、オゾンの吸収ピークは約250nmです。^[54]このオゾンの紫外線吸収は、空気中の通常の酸素と窒素（200nm未満のすべての波長を吸収する）による紫外線の吸収を、より低いUV-C（200〜280nm）とUV-Bバンド全体（280〜315nm）にまで広げるため、生命にとって重要です。オゾンを通過した後も吸収されないUV-Bのわずかな部分は、人間に日焼けを引き起こし、植物と動物の両方で生体組織に直接DNAを損傷します。中範囲のUV-B光線に対するオゾンの影響は、290nmのUV-Bへの影響によって示されます。それでも、同様の周波数の UV-B 放射は、ある程度の日焼けを引き起こすのに十分なほど地面に到達し、これらの同じ波長は、人間のビタミン D生成にも関与しています。

オゾン層は、UV-A (315～400 nm) と呼ばれるより長い波長の紫外線にはほとんど影響しませんが、この放射線は日焼けや DNA への直接的な損傷を引き起こしません。UV-A はおそらく特定の人間に長期的な皮膚損傷を引き起こしますが、植物や地球上の地表に生息する生物全般の健康にはそれほど危険ではありません (近紫外線の詳細については 紫外線を参照してください)。

低レベルオゾン（または対流圏オゾン）は大気汚染物質です。^[55]これは自動車のエンジンや産業活動から直接排出されるものではなく、炭化水素と窒素酸化物を含む空気と太陽光が反応して生成され、汚染源で直接、または数キロメートル下の風下でオゾンを形成します。

オゾンはアルデヒドなどの炭化水素と直接反応し、空気中から除去し始めるが、その生成物自体がスモッグの主要成分である。紫外線によるオゾンの光分解によりヒドロキシルラジカルHO•が生成され、これが空気中の炭化水素の除去に関与するが、強力な眼刺激物質となる可能性のあるペルオキシアシル硝酸塩などのスモッグ成分生成の第一歩でもある。対流圏オゾンの大気中寿命は約22日である。主な除去メカニズムは、地上への沈着、前述のHO•を生成する反応、およびOHおよびペルオキシラジカルHO ₂ •との反応である。^[56]

地上オゾンと汚染物質の増加により光合成が妨げられ、一部の植物種の全体的な成長が阻害され、農業生産量が大幅に減少しているという証拠があります。^{[57] [58]}米国環境保護庁（EPA）は、人間の健康を保護するために設計された主要な規制に加えて、作物の被害を軽減するための二次規制を提案しました。

オゾン濃度が高い都市の例として、コロラド州デンバー、テキサス州ヒューストン、メキシコのメキシコシティなどが挙げられます。ヒューストンのオゾン濃度は約41nmol/molですが、メキシコシティはそれよりはるかに危険で、約125nmol/molです。^[58]

低レベルオゾン、または対流圏オゾンは、都市部で最も懸念されるオゾン汚染であり、全体的に増加している。^[59]都市部のオゾン汚染は人口密度の高い地域に影響を及ぼし、問題となるオゾンレベルの主な原因である汚染物質NO2とVOCを排出する車両の増加によって悪化する。_[ 60 ]^{都市部のオゾン汚染は気温上昇によって特に懸念され、}熱波の際の熱中症死亡率が上昇する。^[61]都市部での熱波の際には、地上オゾン汚染が通常より20％高くなることがある。^[62]都市部のオゾン汚染は夏と秋に超過レベルが高くなるが、これは気象パターンと交通パターンによって説明できる。^[60]貧困層は、汚染レベルに寄与する可能性が低いにもかかわらず、一般的に汚染の影響をより受けやすい。^[63]

上述のように、コロラド州デンバーは米国でオゾン濃度が高い都市の一つである。米国肺協会によると、デンバー・オーロラ地域は米国で14番目にオゾン汚染された地域である^[64]。高オゾンレベルの問題はこの地域にとって目新しいものではない。2004年にEPAはデンバー都市圏/ノースフロントレンジ^[b]を1997年の8時間オゾン基準の非達成地域に指定したが^[65]、後にこのステータスを2007年まで延期した。非達成基準は、地域がEPAの空気質基準を満たしていないことを示す。これを受けてコロラド州オゾン行動計画が作成され、この計画から多くの変更が実施された。最初の大きな変更は、自動車排ガス検査が州全体に拡大され、ラリマー郡やウェルド郡などの以前は排ガス検査を義務付けていなかった郡にも拡大されたことである。また、窒素酸化物 (NOx) と揮発性有機化合物(VOC) の排出を削減するための変更も行われており、これによりオゾン濃度が低下するはずです。

この地域のオゾン濃度が高い大きな原因の 1 つは、コロラド州の都市圏の大部分と重なるデンバー ジュールズバーグ盆地 (DJB) にある石油および天然ガス産業です。オゾンは地球の成層圏で自然に生成されますが、対流圏でも人間の活動によって生成されます。上で簡単に述べたように、NOx と VOC は太陽光と反応して光化学と呼ばれるプロセスでオゾンを生成します。1 時間オゾン濃度が上昇するイベント (<75 ppb) は「6 月から 8 月にかけて発生し、オゾン濃度の上昇は地域の光化学によって引き起こされていることを示しています」。^[66]コロラド大学ボルダー校の記事によると、「石油と天然ガスの VOC 排出はオゾン生成に大きな役割を果たしており、コロラド州北部フロント レンジ (NCFR) のO ₃レベルの上昇に寄与する可能性があります」。 ^[66]大規模な石油・天然ガス事業からの風のパターンと排出量を調査するために複雑な分析を使用した著者らは、「NCFRのO3レベルの上昇は、_主にDJBのワッテンバーグフィールド地域の石油・天然ガス事業が位置する風上セクターであるN-ESEからの航空輸送と相関している」と結論付けました。^[66]

2008 年に作成されたコロラド州オゾン対策計画には、「大規模な産業用 NOx 発生源の排出規制」と「新しい石油・ガス凝縮タンクおよび空気圧バルブに対する州全体の規制要件」を評価する計画が含まれています。 ^[67] 2011 年には、NOx 排出量の削減に役立つより具体的な計画を含む地域ヘイズ計画が発表されました。これらの取り組みは、実行がますます困難になっており、実現するまでに何年もかかります。もちろん、オゾン レベルが高いままである理由は他にもあります。これには、人口増加により自動車の排出量が増えること、および NCFR 沿いの山々が排出量を閉じ込める可能性があることが含まれます。興味のある方は、コロラド州公衆衛生環境局の Web サイトで毎日の空気質の測定値を確認できます。^[68]前述のように、デンバーでは今日までオゾンの高レベルが続いています。コロラド州フロント レンジのオゾン レベルが高いという問題に対処するには、何年もの年月とシステム思考アプローチが必要です。

オゾンガスは、天然ゴム、ニトリルゴム、スチレンブタジエンゴムなど、鎖構造内にオレフィン結合または二重結合を持つポリマーを攻撃します。これらのポリマーを使用した製品は特に攻撃を受けやすく、亀裂が時間とともに長く深くなります。亀裂の成長速度は、ゴム部品が受ける負荷と大気中のオゾン濃度によって異なります。このような材料は、ワックスなどのオゾン劣化防止剤を添加することで保護できます。オゾン劣化防止剤は表面に結合して保護膜を形成、または材料と混ざって長期的な保護を提供します。オゾンによる亀裂は、たとえば車のタイヤでは深刻な問題でしたが、 ^[69]現代のタイヤでは問題ではありません。一方、ガスケットやOリングなど、多くの重要な製品は、圧縮空気システム内で生成されるオゾンによって攻撃される可能性があります。強化ゴムで作られた燃料ラインも、特にエンジンルーム内で電気部品によっていくらかのオゾンが生成されるため、攻撃を受けやすいです。ゴム製品をDC電気モーターの近くに保管すると、オゾンによる亀裂が加速される可能性があります。モーターの 整流子が火花を発し、オゾンが発生します。

オゾンは産業革命以前にも地表に存在していたが、現在ではピーク濃度は産業革命以前のレベルをはるかに上回っており、汚染源から十分離れた場所でも背景濃度は大幅に高くなっている。^{[71] [72]オゾンは}温室効果ガスとして作用し、地球から放出される赤外線エネルギーの一部を吸収する。オゾンは地球全体で均一な濃度で存在しているわけではないため、オゾンの温室効果ガスとしての効力を定量化することは困難である。しかし、気候変動に関する最も広く受け入れられている科学的評価（例えば、気候変動に関する政府間パネルの 第三次評価報告書）^{[73]によると、対流圏オゾンの}放射強制力は二酸化炭素の約25%であるとされている。

対流圏オゾンの年間地球温暖化係数は、対流圏オゾン1トンあたり二酸化炭素換算で918～1022トンである。これは、分子単位で見ると、対流圏オゾンは二酸化炭素の約1000倍の放射強制力を持つことを意味する。しかし、対流圏オゾンは寿命の短い温室効果ガスであり、大気中で二酸化炭素よりもはるかに速く崩壊する。つまり、20年間で見ると、対流圏オゾンの地球温暖化係数ははるかに小さく、対流圏オゾン1トンあたり二酸化炭素換算で約62～69トンとなる。 ^[74]

対流圏オゾンは寿命が短いため、地球規模で大きな影響は与えないが、地域規模では非常に強い放射強制力を持つ。実際、対流圏オゾンの放射強制力が二酸化炭素の最大150%に達する地域が世界にはある。^[75]例えば、1955年から2000年の間に対流圏のオゾン増加が南極海上部 の内部温暖化の約30%の原因であることがわかっている。^[76]

過去数十年にわたり、科学者たちは急性および慢性のオゾン曝露が人間の健康に及ぼす影響を研究してきました。数百の研究により、現在都市部で見られるレベルのオゾンは人間に有害であることが示唆されています。^{[77] [78]}オゾンは呼吸器系、心臓血管系、中枢神経系に影響を及ぼすことが示されています。また、早期死亡や生殖健康および発達の問題もオゾン曝露に関連していることが示されています。^[79]

アメリカ肺協会は、オゾンの呼吸による影響に特に脆弱な5つの集団を特定している。^[80]

1. 子供と若者
2. 65歳以上の人
3. 屋外で働いたり運動したりする人
4. 喘息や慢性閉塞性肺疾患（肺気腫や慢性気管支炎を含む COPD とも呼ばれる）などの既存の肺疾患を患っている人
5. 心血管疾患のある人

追加の証拠によると、女性、肥満者、低所得者層もオゾンによるリスクが高い可能性があることが示唆されているが、さらなる研究が必要である。^[80]

急性オゾン曝露は数時間から数日に及ぶ。オゾンは気体であるため、肺や呼吸器系全体に直接影響を及ぼす。吸入したオゾンは炎症や急性だが可逆的な肺機能の変化、気道過敏性を引き起こす。^[81]これらの変化は息切れ、喘鳴、咳を引き起こし、喘息や慢性閉塞性肺疾患（COPD）などの肺疾患を悪化させ、医療処置が必要になる可能性がある。^{[82] [83]}オゾンへの急性および慢性曝露は、以下のメカニズムにより呼吸器感染症のリスク増加を引き起こすことが分かっている。^[84]

オゾンの有害な影響、特に肺への影響のメカニズムを明らかにするために、複数の研究が行われてきました。これらの研究では、オゾンへの曝露により肺組織内の免疫反応が変化し、自然免疫と獲得免疫の両方が阻害され、肺上皮細胞の保護機能が変化することが明らかになっています。^[85]免疫反応とそれに関連する炎症反応のこれらの変化は、地上レベルのオゾン汚染への曝露後に肺感染症のリスクが高まり、喘息や気道過敏症が悪化または誘発される要因であると考えられています。^{[85] [86]}

自然（細胞）免疫系は、様々な化学信号と細胞型から成り、これらは幅広く作用し、複数の病原体型、典型的には細菌や宿主内の異物/物質に対して作用する。^{[86] [87]}自然免疫系の細胞には、食細胞、好中球などがある。 ^[87]どちらも肺におけるオゾン病理のメカニズムに寄与していると考えられている。なぜなら、これらの細胞型の機能はオゾン曝露後に変化することが示されているからである。^[86]病原体や異物を「貪食」のプロセスを通じて排除する役割を果たす細胞であるマクロファージは、^[87]オゾンに反応して放出する炎症性信号のレベルを変化させ、肺における炎症反応をアップレギュレーションして引き起こすか、ダウンレギュレーションして免疫防御を低下させることが示されている。^[85]好中球は、主に細菌性病原体を標的とする自然免疫系のもう一つの重要な細胞タイプであり、^[87]高濃度オゾンに曝露されてから6時間以内に気道内に存在することがわかっています。しかし、肺組織中の濃度が高いにもかかわらず、細菌を除去する能力はオゾン曝露によって損なわれるようです。^[85]

適応免疫系は、特定の病原体を標的とする抗体の開発を通じて長期的な保護を提供する免疫系であり、高オゾン曝露の影響を受ける。^{[86] [87]}適応免疫反応の細胞成分であるリンパ球は、オゾン曝露後に「サイトカイン」と呼ばれる炎症性化学物質の増加を引き起こし、気道の過敏性や喘息症状の悪化に寄与する可能性がある。^[85]

気道上皮細胞は、病原体から個体を守る上でも重要な役割を果たしている。通常の組織では、上皮層が保護バリアを形成し、異物、粘液、病原体を肺から排除する特殊な繊毛構造も含んでいる。オゾンにさらされると繊毛が損傷し、粘膜繊毛による病原体の排除が減少する。さらに、上皮バリアが弱まり、病原体がバリアを通り抜け、増殖してより深い組織に広がる可能性がある。上皮バリアのこれらの変化が相まって、個体は肺感染症にかかりやすくなる。^[85]

オゾンを吸入すると、免疫系や肺だけでなく、心臓にも影響が出る可能性があります。オゾンは短期的な自律神経失調症を引き起こし、心拍数の変化や心拍変動の減少につながります。^[88]また、高濃度に1時間ほどさらされると、高齢者では上室性不整脈を引き起こします。 ^[89]どちらも早死や脳卒中のリスクを高めます。オゾンは血管収縮を引き起こし、全身の動脈圧を上昇させ、心臓疾患を患っている患者の心臓病罹患率や死亡率のリスクを高める可能性があります。^{[90] [91]}

数週間、数か月、または数年間にわたって、一度に 8 時間以上オゾンを吸入すると、慢性曝露とみなされます。多数の研究により、この曝露がさまざまな人々の健康に深刻な影響を及ぼすことが示唆されています。

ある研究では、慢性オゾンと全死因死亡率、循環器死亡率、呼吸器死亡率との間に有意な正の相関関係が認められ、10ppbあたり2%、3%、12%のリスク増加が報告されている^[92]。また、年間オゾンと全死因死亡率のハザード比は1.02（1.01～1.04）、心血管死亡率のハザード比は1.03（1.01～1.05）と報告されている（95% CI）。同様の研究でも、全死因死亡率と同様の相関関係が認められ、心血管死亡率への影響はさらに大きいことが分かっている^[93]。呼吸器疾患による死亡リスクの上昇は、長期にわたるオゾンへの慢性曝露と関連している^{[94] 。}

慢性的なオゾンは子供、特に喘息のある子供に有害な影響を及ぼします。喘息のある子供の入院リスクはオゾンへの慢性的な曝露によって増加し、年少の子供や低所得の子供ではさらに大きなリスクがあります。^[95]

呼吸器疾患（喘息、^[96]、 COPD、^[97]、肺がん^[98]）を患っている成人は死亡率と罹患率が高く、重篤な患者は慢性的なオゾン曝露により急性呼吸窮迫症候群を発症するリスクも高くなります。^[99]

空気清浄機として販売されているオゾン発生器は、意図的にオゾンガスを発生させます。^{[42]これらは、}室内空気汚染を抑制するために販売されることが多く、オゾンを説明する際に誤解を招く用語を使用しています。いくつかの例では、オゾンを「活性化酸素」または「純粋な空気」と表現し、オゾンが健康的または「より良い」種類の酸素であることを示唆しています。^{[42]しかし、} EPAによると、「公衆衛生基準を超えない濃度では、オゾンは多くの悪臭の原因となる化学物質を除去するのに効果的ではないことを示す証拠があります」、および「公衆衛生基準を超えない濃度で使用した場合、室内空気に塗布されたオゾンは、ウイルス、細菌、カビ、またはその他の生物学的汚染物質を効果的に除去しません。」^[42]さらに、別のレポートでは、「いくつかの管理された研究の結果は、ユーザーが製造元の操作手順に従っている場合でも、これらの[人間の安全]基準よりもかなり高いオゾン濃度が発生する可能性があることを示しています」と述べています。^[100]

カリフォルニア大気資源局には、室内オゾン濃度の上限である0.050ppmを満たす空気清浄機（イオン発生装置付きのものが多い）の一覧ページがある。 ^[101]その記事から引用：

カリフォルニア州で販売されるすべてのポータブル室内空気清浄装置は、カリフォルニア州大気資源局 (CARB) の認定を受ける必要があります。認定を受けるには、空気清浄機は電気安全性とオゾン放出についてテストされ、オゾン放出濃度の制限値 0.050 ppm を満たす必要があります。規制の詳細については、空気清浄機規制をご覧ください。

オゾン前駆物質は、主に化石燃料の燃焼時に放出される汚染物質のグループです。地上レベルのオゾン汚染 (対流圏オゾン) は、これらの前駆物質に対する日光の紫外線の作用によって地球の表面近くで生成されます。地上レベルのオゾンは主に化石燃料前駆物質から生成されますが、メタンは天然の前駆物質であり、地上レベルのオゾンの非常に低い自然背景レベルは安全であると考えられています。このセクションでは、地上レベルのオゾンを背景レベルよりはるかに高くする化石燃料の燃焼による健康への影響について検討します。

地上オゾンが肺機能を害し、呼吸器系を刺激する可能性があることを示す証拠は数多くあります。^{[55] [103]オゾン（およびオゾンを生成する汚染物質）への曝露は、}早死、喘息、気管支炎、心臓発作、その他の心肺疾患に関連しています。 ^{[104] [105]}

オゾンへの長期曝露は呼吸器疾患による死亡リスクを高めることが示されています。^[42]米国の都市に住む45万人を対象とした研究では、18年間の追跡期間にわたってオゾンレベルと呼吸器疾患の間に有意な相関関係が見られました。この研究では、ヒューストンやロサンゼルスなどオゾンレベルの高い都市に住む人々は、肺疾患で死亡するリスクが30％以上増加していることが明らかになりました。^{[106] [107]}

世界保健機関、米国環境保護庁（EPA）、欧州連合などの大気質ガイドラインは、測定可能な健康被害を引き起こす可能性のあるレベルを特定するために設計された詳細な研究に基づいています。

EPAの科学者によると、感受性の高い人はオゾン濃度が40 nmol/mol程度でも悪影響を受ける可能性がある。^{[105] [108] [109]} EUでは、オゾン濃度の現在の目標値は120 μg/m ³で、これは約60 nmol/molである。この目標は、指令2008/50/ECに従ってすべての加盟国に適用される。^[110]オゾン濃度は、8時間平均の最大日平均値として測定され、2010年1月以降、年間25暦日を超えて目標を超えてはならない。指令では、将来的に120 μg/m ³の制限（つまり、年間を通じて平均オゾン濃度を超えてはならない）を厳格に遵守することを要求しているが、この要件の期限は設定されておらず、これは長期目標として扱われている。^[111]

米国では、大気浄化法により、 EPAは地上オゾンを含むいくつかの汚染物質について国家大気環境基準を設定するよう指示されており、これらの基準を遵守していない郡は、レベルを下げる措置を講じることが義務付けられている。2008年5月、裁判所の命令により、EPAはオゾン基準を80 nmol/molから75 nmol/molに引き下げた。EPAの科学者と諮問委員会は、基準を60 nmol/molに引き下げるよう勧告していたため、この動きは物議を醸した。^[105]多くの公衆衛生および環境団体も60 nmol/molの基準を支持しており、^[112]世界保健機関は100 μg/m ³ (51 nmol/mol) を推奨している。^[113]

2010 年 1 月 7 日、米国環境保護庁 (EPA) は、スモッグの主成分である汚染物質オゾンに関する国家大気環境基準 (NAAQS) の改訂案を発表しました。

...EPAは、2008年の最終規則で0.075μmol/molに設定されていた8時間基準値を、0.060～0.070μmol/molの範囲内のより低いレベルに設定し、子供やその他のリスクのある集団をさまざまなOからより強力に保護することを提案しています。
₃– 関連する健康への悪影響は、肺機能の低下や呼吸器症状の増加から、救急外来受診や呼吸器疾患による入院を含む深刻な呼吸器疾患の兆候、さらには心血管疾患関連の疾患や、非事故による死亡率や心肺疾患による死亡率まで多岐にわたります... ^[114]

2015年10月26日、EPAは2015年12月28日に発効する最終規則を公布し、8時間一次NAAQSを0.075ppmから0.070ppmに改訂した。^[115]

EPAは、一般市民に大気汚染レベルを説明するために、大気質指数（AQI）を開発した。現在の基準では、8時間平均オゾンモル分率が85～104 nmol/molの場合は「敏感なグループにとって不健康」、105 nmol/mol～124 nmol/molの場合は「不健康」、125 nmol/mol～404 nmol/molの場合は「非常に不健康」とされている。^[116]

オゾンは、コピー機などの電子機器の結果として、屋内空気汚染にも存在する可能性があります。また、雷雨による花粉、真菌胞子、オゾンの増加と喘息患者の入院との間にも関連があることが知られています。^[117]

ヴィクトリア朝時代のイギリスの民間伝承では、海の匂いはオゾンによるものだとされていた。実際、特徴的な「海の匂い」は、植物プランクトンが生成する化学物質であるジメチルスルフィドによるものである。ヴィクトリア朝時代のイギリス人は、その結果生じる匂いを「爽快」なものと考えていた。^[118]

2003年のヨーロッパの熱波の際のオゾンと熱の死亡率への共同影響を評価する調査では、これらは相加的であると思われるという結論が出されました。^[119]

オゾンは、スーパーオキシド、一重項酸素、過酸化水素、次亜塩素酸イオンなどの反応性酸素とともに、異物を破壊する手段として白血球やその他の生物系（マリーゴールドの根など）によって生成される。オゾンは有機二重結合と直接反応する。また、オゾンが二酸素に分解されると、反応性が高く多くの有機分子を損傷する可能性のある酸素フリーラジカルが発生する。さらに、オゾンの強力な酸化特性が炎症の一因となっている可能性があると考えられている。オゾンが体内でどのように生成され、何をするのかという因果関係はまだ検討中であり、さまざまな解釈が行われている。これは、他の体の化学プロセスが同じ反応のいくつかを引き起こす可能性があるためである。ヒトの免疫反応の抗体触媒水酸化経路とオゾン生成を関連付ける証拠がある。このシステムでは、抗体触媒による水と好中球産生の一重項酸素からの三酸化二窒素の生成によってオゾンが生成される。 ^[120]

オゾンは吸入されると、肺の内層を構成する化合物と反応して、特定のコレステロール由来代謝物を形成し、これが動脈硬化性プラーク（心臓病の一種）の蓄積と発症を促進すると考えられています。これらの代謝物は、人間の動脈硬化性動脈に自然に発生することが確認されており、コレステロールの二重結合がオゾン分解されて5,6セコステロールを形成するアセロナール^{と呼ばれるセコステロールのクラスに分類されます[121]}。また、アルドール化による二次縮合生成物もあります。^[122]

オゾンは植物の成長に悪影響を及ぼすとされている。「...オゾンは総クロロフィル、カロテノイド、炭水化物の濃度を低下させ、1-アミノシクロプロパン-1-カルボン酸（ACC）含有量とエチレン生成を増加させた。処理された植物では、アスコルビン酸葉プールが減少し、脂質過酸化と溶質漏出はオゾンを含まない対照群よりも有意に高かった。データは、オゾンが柑橘類の酸化ストレスに対する保護機構を誘発したことを示している。」^[123]コショウの植物をモデルにした研究では、オゾンが果実の収量を減少させ、果実の品質を変化させたことが示されている。^{[124] [125]}さらに、葉のクロロフィルレベルと抗酸化防御の低下、活性酸素種（ROS）レベルの増加、脂質とタンパク質の損傷も観察された。^{[124] [125]}

2022年の研究では、東アジアは化石燃料の燃焼の副産物であるオゾン汚染により、年間630億ドル相当の農作物を失っていると結論付けています。中国は小麦の潜在生産量の約3分の1、米の生産量の4分の1を失っています。^{[126] [127]}

オゾンは強力な酸化作用を持つため、主な刺激物であり、特に目や呼吸器系に影響を及ぼし、低濃度でも危険となる可能性があります。カナダ労働安全衛生センターは次のように報告しています。

非常に低濃度のオゾンでも、上気道や肺に有害となる可能性がある。傷害の重症度はオゾンの濃度と曝露期間の両方に依存する。比較的低濃度のオゾンに非常に短期間曝露しただけでも、重度で永久的な肺傷害や死亡につながる可能性がある。」^[128]

オゾンに曝露する可能性のある労働者を保護するために、米国労働安全衛生局は、8時間の加重平均として計算された許容曝露限界（PEL）を0.1μmol/mol（29 CFR 1910.1000 表Z-1）に設定しています。高濃度は特に危険であり、NIOSHは5μmol/molの生命と健康に対する即時危険限界（IDLH）を設定しました。^[129]オゾンが使用される、またはオゾンが生成される可能性のある作業環境では、適切な換気を行う必要があり、濃度がOSHA PELを超えると警告を発するオゾンモニターを設置することが賢明です。オゾンの連続モニターは、いくつかのサプライヤーから入手できます。

旅客機ではオゾンへの曝露が増加する可能性があり、そのレベルは高度と乱気流に依存する。^[130]米国連邦航空局の規制では、250 nmol/molの制限があり、4時間平均の最大は100 nmol/molである。^[131]一部の飛行機では、乗客の曝露を減らすために換気システムにオゾンコンバーターが装備されている。^[130]

オゾン発生器、またはオゾン発生装置^[132]は、人がいない部屋の空気を清浄にしたり、煙の臭いを取り除いたりするためにオゾンを生成するために使用されます。これらのオゾン発生器は、1時間あたり3g以上のオゾンを生成できます。オゾンは、自然界ではO ₂が反応しない条件下で形成されることがよくあります。^[28]産業界で使用されるオゾンは、μmol/mol（ppm、百万分の1）、nmol/mol（ppb、十億分の1）、μg/m ³、mg/h（ミリグラム/時）、または重量パーセントで測定されます。適用される濃度の範囲は、古い生成方法では1％から5％（空気中）、6％から14％（酸素中）です。新しい電解方法では、出力水中の溶存オゾン濃度を最大20％から30％にすることができます。

従来の生成方法 (コロナ放電や紫外線など) で生成されるオゾンの量には、温度と湿度が大きく影響します。従来の生成方法では、非常に乾燥した空気ではなく、湿度の高い周囲空気で動作させた場合、公称容量の 50% 未満しか生成されません。電解法を使用する新しいジェネレーターでは、オゾン生成の源として水分子を使用することで、より高い純度と溶解度を実現できます。

これは、ほとんどの産業および個人用途で最も一般的なタイプのオゾン発生器です。医療グレードおよび産業グレードのオゾン発生器を含む「ホットスパーク」コロナ放電法によるオゾン生成のバリエーションがありますが、これらのユニットは通常、コロナ放電管またはオゾンプレートによって動作します。^{[133] [134]}これらは通常、費用対効果が高く、3～6%のオゾン濃度を生成するために周囲の空気以外の酸素源を必要としません。天候やその他の環境条件による周囲の空気の変動により、オゾン生成にばらつきが生じます。ただし、副産物として窒素酸化物も生成します。エアドライヤーを使用すると、水蒸気を除去してオゾン生成を増やすことで、硝酸の生成を減らすか完全になくすことができます。室温では、硝酸は吸入すると危険な蒸気になります。症状には、胸痛、息切れ、頭痛、鼻と喉の乾燥による灼熱感などがあります。酸素濃縮器を使用すると、水蒸気だけでなく窒素の大部分も除去できるため、オゾン生成量がさらに増加し​​、硝酸生成のリスクがさらに軽減されます。

UVオゾン発生器、または真空紫外線（VUV）オゾン発生器は、太陽が生成する紫外線のサブセットである狭帯域紫外線を生成する光源を使用します。太陽の紫外線は地球の成層圏のオゾン層を維持します。^[135]

UVオゾン発生器は、オゾン生成に周囲の空気を使用し、空気準備システム（エアドライヤーまたは酸素濃縮器）は使用しないため、これらの発生器は安価になる傾向があります。ただし、UVオゾン発生器は通常、約0.5％以下の濃度のオゾンを生成するため、潜在的なオゾン生成率が制限されます。この方法のもう1つの欠点は、周囲の空気（酸素）をUV源に長時間さらす必要があり、UV源にさらされないガスは処理されないことです。このため、UV発生器は、急速に移動する空気または水の流れを扱う状況（ダクト内空気殺菌など）での使用には実用的ではありません。オゾンの生成は、紫外線殺菌照射の潜在的な危険性の1つです。VUVオゾン発生器は、数百万ガロンの水を扱うプールやスパで使用されています。 VUV オゾン発生器は、コロナ放電発生器とは異なり、有害な窒素副産物を生成しません。また、コロナ放電システムとは異なり、VUV オゾン発生器は湿度の高い空気環境で非常によく機能します。また、通常は高価なオフガス機構は必要なく、余分なコストとメンテナンスを必要とする空気乾燥機や酸素濃縮器も必要ありません。

コールドプラズマ法では、純酸素ガスをDBDによって生成されたプラズマにさらします。二原子酸素は単一原子に分割され、次に三重項で再結合してオゾンを形成します。業界では、一部の DBD オゾン発生器を CD コロナ放電発生器と誤って表示することが一般的です。通常、すべての固体フラット金属電極オゾン発生器は、誘電体バリア放電法を使用してオゾンを生成します。コールドプラズママシンは、入力ソースとして純酸素を使用し、最大約 24% のオゾン濃度を生成します。約 2% の効率の紫外線生成と比較して、一定時間内にはるかに大量のオゾンを生成します。放電は、2 つの電極間のギャップでの電子のフィラメント状の移動 (マイクロ放電) として現れます。マイクロ放電を均等に分散させるには、金属電極を分離してアークを防ぐために 誘電体絶縁体を使用する必要があります。

電解オゾン生成（EOG）は、水分子をH ₂、O ₂、O ₃に分解します。ほとんどのEOG法では、水素ガスが除去され、反応生成物として酸素とオゾンのみが残ります。そのため、EOGは、コロナ放電法で見られる窒素ガスなどの他の競合ガスなしで、水中でより高い溶解度を達成できます。この生成方法では、20～30％の濃度を達成でき、水が原料として使用されるため、空気の質に依存しません。オゾンを電解生成することは、酸素と比較してオゾンを生成するために必要な過電圧が高いため、通常は不利です。これが、通常の水電解ではオゾンが生成されない理由です。ただし、触媒を慎重に選択することで、酸素の過電圧を高め、電解でオゾンが優先的に生成されるようにすることができます。このアプローチで通常選択される触媒は、二酸化鉛^[136]またはホウ素ドープダイヤモンドです。^[137]

オゾン対酸素比は、陽極での電流密度を高め、陽極周辺の電解質を0℃近くまで冷却し、塩基性溶液の代わりに酸性電解質（希硫酸など）を使用し、直流電流の代わりにパルス電流を流すことによって改善される。^[138]

オゾンは他の工業用ガスのように貯蔵したり輸送したりすることができないため（すぐに二原子酸素に崩壊するため）、現場で生成する必要があります。 利用可能なオゾン発生器は、高電圧電極の配置と設計が異なります。 1 時間あたり 20 kg を超える生産能力では、ガス/水管熱交換器を接地電極として使用し、ガス側に管状の高電圧電極を組み立てることができます。 一般的なガス圧力は、酸素で約 2 bars (200  kPa ) 絶対、空気で約 3 bars (300 kPa) 絶対です。 大規模な施設では、数メガワットの電力を設置することができ、50 ～ 8000 Hz の単相交流電流と3,000 ～ 20,000 ボルトのピーク電圧として適用されます。 適用される電圧は通常、適用される周波数に反比例します。

オゾン生成効率に影響を及ぼす主なパラメータはガス温度であり、これは冷却水の温度および/またはガス速度によって制御されます。水が冷たいほど、オゾン合成は良くなります。ガス速度が低いほど、濃度は高くなります (ただし、生成されるオゾンの正味量は少なくなります)。一般的な産業条件では、有効電力のほぼ 90% が熱として消散するため、十分な冷却水の流れによって除去する必要があります。

オゾンは反応性が高いため、ステンレス鋼（品質316L）、チタン、アルミニウム（湿気が存在しない場合）、ガラス、ポリテトラフルオロエチレン、またはポリフッ化ビニリデンなどの限られた材料のみを使用できます。バイトンは、一定の機械的力と湿気のない状態という制限付きで使用できます（湿度制限は配合によって異なります）。ハイパロンは、通常の大気レベルを除き、水と接触しないという制限付きで使用できます。脆化または収縮は、オゾンにさらされたエラストマーの一般的な故障モードです。オゾン亀裂は、 Oリングなどのエラストマーシールの一般的な故障モードです。

シリコーンゴムは通常、ゴムサンプルの加速老化装置など、オゾン濃度が 1 wt% 未満の ガスケットとして使用するのに適しています。

オゾンはOから形成される可能性がある
₂電気放電と高エネルギー電磁放射の作用によって発生します。電気接点、モーターブラシ、または機械式スイッチで抑制されないアーク放電は、接点の周囲の大気中の酸素の化学結合を破壊します[ O
₂→ 2O]。アーク内およびアーク周囲の酸素のフリーラジカルが再結合してオゾン[ O
₃]。^[139]特定の電気機器は、かなりのレベルのオゾンを生成します。これは、イオン空気清浄機、レーザープリンター、コピー機、テーザー銃、アーク溶接機など、高電圧を使用するデバイスに特に当てはまります。ブラシを使用する電気モーターは、ユニット内で繰り返し火花が発生することでオゾンを生成する可能性があります。エレベーターや油圧ポンプで使用されるブラシを使用する大型モーターは、小型モーターよりも多くのオゾンを生成します。

オゾンはベネズエラのカタトゥンボ川で発生するカタトゥンボ雷雨現象でも同様に生成されるが、オゾンは不安定であるためオゾン層に何らかの影響を及ぼすかどうかは疑わしい。^{[140]これは世界最大の単一オゾン発生源であり、}ユネスコ世界遺産 に指定されるべきとの意見もある。^[141]

実験室では、9ボルトの電池、鉛筆型黒鉛棒の陰極、白金線の陽極、3モル硫酸電解質を使用した電気分解によってオゾンを生成することができます。^[142]半電池反応は次のようになります。

${\displaystyle {\begin{aligned}&{\ce {3 H2O -> O3 + 6 H+ + 6 e-}}&&(\Delta E^{\circ }=-{\text{1.53 V}})\\&{\ce {6 H+ + 6 e- -> 3 H2}}&&(\Delta E^{\circ }={\text{0 V}})\\&{\ce {2 H2O -> O2 + 4 H+ + 4 e-}}&&(\Delta E^{\circ }={\text{1.23 V}})\end{aligned}}}$

ここでE°は標準電極電位を表す。

正味の反応では、3 当量の水が 1 当量のオゾンと 3 当量の水素に変換されます。酸素の生成は競合反応です。

また、高電圧 アークによっても生成できます。最も単純な形式では、ネオンサインの変圧器の出力などの高電圧 AC を2 本の金属棒に接続し、両端をアークを発生できるほど近づけます。その結果生じるアークによって、大気中の酸素がオゾンに変換されます。

オゾンを封じ込めることが望ましい場合が多い。これは、上部で密閉された2本の同心ガラス管と、外側の管の上部と下部にガスポートを備えた装置で実現できる。内側のコアには、電源の片側に接続された金属箔を挿入する。電源のもう一方の側は、外側の管の周りに巻かれた別の箔に接続する必要がある。乾燥O
₂下部ポートに高電圧が印加される。箔リードに高電圧が印加されると、中央の乾燥した二酸素の間で電気が放電し、 O
₃とO
₂上部のポートから流れ出る。これはシーメンスのオゾン発生器と呼ばれる。反応は次のようにまとめられる。^[28]

${\displaystyle {\ce {3O2->[{\text{electricity}}]2O3}}}$

オゾンの最大の用途は、医薬品、合成潤滑剤、その他多くの商業的に有用な有機化合物の製造であり、炭素-炭素結合を切断するために使用されます。^{[28]また、物質の}漂白や、空気や水源内の微生物の殺菌にも使用できます。 ^{[143]多くの自治体の飲料水システムでは、より一般的な}塩素の代わりにオゾンを使用して細菌を殺しています。^[144]オゾンは非常に高い酸化力を持っています。^{[145]オゾンは有機}塩素化合物を形成せず、処理後も水中に残留しません。オゾンは、臭化物濃度の高い原水中で、発がん性物質の疑いのある臭素酸塩を形成する可能性があります。米国の安全飲料水法は、定期的な検査の結果に基づいて、これらのシステムで、パイプ内の残留遊離塩素を最低0.2 μmol/molに維持するために塩素量を導入することを義務付けています。電力が豊富な地域では、オゾンは必要に応じて生成され、危険な化学物質の輸送や保管を必要としないため、コスト効率の高い水処理方法です。オゾンが分解されると、飲料水に味や臭いが残りません。

低レベルのオゾンは住宅の消毒に使えると宣伝されているが、空気中の病原菌に迅速かつ実質的な効果を発揮するために必要な乾燥空気中のオゾン濃度は、米国労働安全衛生局および環境保護庁が推奨する安全レベルを超えている。湿度制御により、オゾンの殺菌力と酸素に戻る速度を大幅に向上させることができる（湿度が高いほど効果が高まる）。ほとんどの病原菌の胞子形態は、喘息患者が問題を起こし始める濃度の大気中のオゾンに対して非常に耐性がある。

1908年、ロンドン地下鉄セントラル線では空気消毒のため人工オゾン処理が導入された。この処理は有益であると判断されたが、1956年までに段階的に廃止された。しかし、列車のモーターの放電によって偶発的に生成されるオゾンによって有益な効果が維持された（上記「偶発的生成」を参照）。^[146]

2021年秋学期、ウェールズの学校や大学では、COVID-19の発生後に教室を消毒するためにオゾン発生器が提供されました。^[147]

工業的には、オゾンは次のような用途に使用されます。

• 病院、食品工場、介護施設などの洗濯物を消毒する。^[148]
• 塩素の代わりに水を消毒する^[28]
• 火災後などの空気や物体の消臭。このプロセスは布地の修復に広く使用されています。
• 食品や接触面の細菌を殺す。^[149]
• 醸造所や乳製品工場などの水を大量に使用する産業では、過酢酸、次亜塩素酸塩、熱などの化学消毒剤の代替として溶解オゾンを効果的に利用できます。
• 冷却塔を消毒し、化学薬品の消費量を減らし、水の流出を抑え、性能を向上させてレジオネラ菌を制御します。
• プールやスパを消毒する
• 貯蔵穀物内の昆虫を殺す^[150]
• 食品加工工場内の空気から酵母やカビの胞子を除去します。
• 新鮮な果物や野菜を洗って酵母、カビ、細菌を殺す。^[149]
• 水中の汚染物質（鉄、ヒ素、硫化水素、亜硝酸塩、および「色」としてまとめられた複合有機物）を化学的に攻撃します。
• 凝集（分子の凝集により濾過が促進され、鉄とヒ素が除去される）を補助します。
• 化学合成による化合物の製造^[151]
• 布地の洗浄と漂白（前者は布地の修復に利用され、後者は特許取得済み）^[152]
• 塩素系漂白剤の抗塩素剤として作用します。
• インクの付着を可能にするためにプラスチックの加工を支援します。
• ゴムのサンプルを老化させて、ゴムのバッチの耐用年数を決定します。
• 地表水処理施設におけるジアルジア・ランブリアやクリプトスポリジウムなどの水媒介寄生虫を根絶します。

オゾンは、研究室や産業における多くの有機反応の試薬です。オゾン分解は、アルケンをカルボニル化合物に分解する反応です。

世界中の多くの病院では、手術の合間に手術室を除染するために大型のオゾン発生器を使用しています。手術室は清掃され、密閉された後、オゾンで満たされ、残留細菌を効果的に殺すか中和します。^[153]

オゾンは木材パルプの漂白において塩素や二酸化塩素の代替として使用されます。^{[154]高品質の白い}紙の製造において塩素含有化合物の必要性を排除するために、酸素と過酸化水素と組み合わせて使用​​されることがよくあります。^[155]

オゾンはシアン化物をシアン酸塩に酸化して最終的に二酸化炭素にすることで、シアン化物廃棄物（例えば金や銀の 採掘からのもの）を無毒化するために使用することができます。^[156]

誘電体バリア放電（DBD）プラズマリアクターの発明以来、オゾンによる水処理に利用されてきました。 ^[157]しかし、塩素などの安価な代替消毒剤では、消費電力が高く、装置がかさばるため、DBDオゾンによる水浄化の用途は限られていました。^{[158] [159]}それにもかかわらず、塩素などの一般的な消毒剤が有毒残留物や特定の微生物を殺す効果がないことに関する悪影響を明らかにした研究があり、^[160] DBDプラズマベースのオゾン浄化は現在利用可能な技術の中で興味深いものです。高濃度の臭化物を含む水をオゾン処理すると、望ましくない臭素化消毒副産物が形成されますが、飲料水が淡水化によって製造されていない限り、オゾン処理は通常、これらの副産物を気にすることなく適用できます。^{[159] [161] [162] [163]}オゾンの利点には、高い熱力学的酸化電位、有機物に対する感受性の低さ、細菌、真菌、ウイルス、胞子や嚢子を殺す能力を保持しながらpH変化に対する耐性が優れていることなどがある。^{[164] [165] [166]}オゾンは数十年前からヨーロッパで広く受け入れられているが、米国では高電力消費、かさばる設置、オゾンの毒性に伴う汚名などの制限のため、除染にはほとんど使用されていない。^{[158] [167]}これを考慮して、最近の研究努力は効果的なオゾン水処理システムの研究に向けられている。^{[168]研究者らは、軽量でコンパクトな低電力表面DBDリアクター、 [169] [170]}エネルギー効率の高い体積DBDリアクター^[171]および低電力マイクロスケールDBDリアクターを検討してきた。 ^{[172] [173]}このような研究は、特に米国において、DBDプラズマベースのオゾン水浄化の再受け入れへの道を開くのに役立つ可能性がある。

人間にとって安全なレベルのオゾンは、真菌や細菌を殺すのに効果がありません。^[ 174]一部の消費者向け消毒製品や化粧品は、人体に有害なレベルのオゾンを放出します。^[174]

高濃度のオゾンを生成する装置（一部はイオン化を使用）は、人が住んでいない建物、部屋、ダクト、物置、ボート、その他の乗り物の消毒や消臭に使用されます。

オゾン水は、衣類の洗濯や、食品、飲料水、家庭内の表面の消毒に使用されています。米国食品医薬品局(FDA) によると、「食品添加物規制を改正し、肉や鶏肉を含む食品の抗菌剤としてガス相および水相のオゾンを安全に使用することを規定しています。」カリフォルニア工科大学の研究では、ろ過された水道水に溶解した 0.3 μmol/mol レベルのオゾンは、サルモネラ菌、大腸菌0157:H7、カンピロバクターなどの食品媒介微生物を 99.99% 以上削減できることが実証されています。この量は、上記のWHO推奨制限の20,000 倍です。 ^{[149] [175]オゾンは、}果物や野菜から農薬残留物を 除去するために使用できます。^{[176] [177]}

オゾンは、家庭や温水浴槽で、水中の細菌を殺し、塩素や臭素を遊離状態に再活性化することで、必要な塩素や臭素の量を減らすために使用されます。オゾンは水中に長く留まらないため、オゾンだけでは入浴者間の交差汚染を防ぐ効果がなく、ハロゲンと組み合わせて使用​​する必要があります。紫外線またはコロナ放電によって生成されたガス状オゾンが水中に注入されます。^[178]

オゾンは、水槽や養魚池の水処理にも広く使用されています。オゾンを使用すると、細菌の増殖を最小限に抑え、寄生虫を抑制し、一部の病気の伝染を防ぎ、水の「黄ばみ」を軽減または除去できます。オゾンは魚のえら構造に接触してはなりません。天然の海水 (生物を含む) は、制御された量のオゾンが臭化物イオンを次亜臭素酸に活性化するのに十分な「瞬間需要」を提供し、オゾンは数秒から数分で完全に分解します。酸素供給オゾンを使用すると、水中の溶存酸素が増加し、魚のえら構造が萎縮して、酸素が豊富な水に依存するようになります。

オゾン処理（水にオゾンを注入するプロセス）は、養殖業で有機物の分解を促進するために使用できます。オゾンは、亜硝酸塩レベルを硝酸塩に変換することで低下させるために循環システムにも追加されます^{[179] 。水中の亜硝酸塩レベルが高い場合、亜硝酸塩は魚の血液と組織にも蓄積し、酸素の輸送を妨げます（}ヘモグロビンのヘム基が鉄（Fe^2歳以上
）から鉄（Fe^3歳以上
）、ヘモグロビンがOと結合できなくなる
₂^[180]これらの明らかな肯定的な効果にもかかわらず、再循環システムにおけるオゾンの使用は、塩水システム中の生物学的に利用可能なヨウ素のレベルを低下させることに関連し、甲状腺腫などのヨウ素欠乏症状やセネガルヒラメ（Solea senegalensis）の幼生の成長低下を引き起こします。^[181]

オゾン海水は、ノダウイルスに対するハドックと大西洋オヒョウの卵の表面消毒に使用されています。ノダウイルスは致命的な垂直感染ウイルスであり、魚に深刻な死亡率を引き起こします。ハドックの卵は高濃度オゾンで処理すべきではありません。高濃度オゾンで処理した卵は孵化せず、3～4日後に死んでしまうからです。^[182]

切りたてのパイナップルとバナナにオゾンを塗布すると、20分まで曝露するとフラボノイドと総フェノール含有量が増加する。アスコルビン酸（ビタミンCの一種）含有量の減少が見られるが、総フェノール含有量とフラボノイドへのプラス効果はマイナス効果を上回っている。^[183]​​ オゾン処理したトマトは、β-カロチン、ルテイン、リコピンの増加を示している。^[184]しかし、収穫前のイチゴにオゾンを塗布すると、アスコルビン酸含有量が減少する。^[185]

オゾンは、 EDTAを用いた土壌からの重金属の抽出を容易にします。EDTAは、いくつかの重金属（ Pb、Zn ）と強力な水溶性配位化合物を形成し、それによって汚染された土壌からそれらを溶解することを可能にします。汚染された土壌をオゾンで前処理すると、Pb、Am、Puの抽出効率はそれぞれ11.0～28.9%、^[186]、 43.5% ^[187]、50.7% ^[187]増加します。

作物の受粉は生態系の重要な部分です。オゾンは植物と花粉媒介者の相互作用に有害な影響を及ぼす可能性があります。^[188]花粉媒介者は花粉をある植物から別の植物に運びます。これは生態系内の重要なサイクルです。受粉場所の周囲の特定の大気条件の変化や異物によって、花粉媒介者と顕花植物の自然サイクルに未知の変化が生じる可能性があります。北西ヨーロッパで実施された研究では、オゾンレベルが高いほど作物の花粉媒介者はより大きな悪影響を受けました。^[189]

医学的疾患の治療におけるオゾンの使用は質の高い証拠によって裏付けられておらず、一般的に代替医療と考えられている。^[190]

• シャピュイ吸収
• 循環オゾン
• 星の掩蔽による全球オゾン監視(GOMOS)
• 国際オゾン層保護デー（9月16日）
• 稲妻
• 窒素酸化物
• オゾンホールとして知られる現象を含むオゾン層の破壊。
• オゾンモニター
• オゾンモニタリング機器
• オゾン療法
• オゾンウェブ
• オゾニド（イオン）
• オゾン分解
• ポリマーの劣化
• 滅菌（微生物学）

脚注

引用

• Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (2nd ed.). Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-08-037941-8.
• Becker, K. H., U. Kogelschatz, K. H. Schoenbach, R. J. Barker (ed.). Non-Equilibrium Air Plasmas at Atmospheric Pressure. Series in Plasma Physics. Bristol and Philadelphia: Institute of Physics Publishing Ltd; ISBN 0-7503-0962-8; 2005
• United States Environmental Protection Agency. Risk and Benefits Group. (August 2014). Health Risk and Exposure Assessment for Ozone: Final Report.

• International Ozone Association
• European Environment Agency's near real-time ozone map (ozoneweb)
• NASA's Ozone Resource Page Archived 2013-04-06 at the Wayback Machine
• OSHA Ozone Information Archived 2016-01-20 at the Wayback Machine
• Paul Crutzen Interview—Video of Nobel Laureate Paul Crutzen talking to Nobel Laureate Harry Kroto by the Vega Science Trust
• NASA's Earth Observatory article on Ozone
• International Chemical Safety Card 0068
• NIOSH Pocket Guide to Chemical Hazards
• National Institute of Environmental Health Sciences, Ozone Information
• NASA Study Links "Smog" to Arctic Warming—NASA Goddard Institute for Space Studies (GISS) study shows the warming effect of ozone in the Arctic during winter and spring.
• Ground-level ozone information from the American Lung Association of New England