氧气的化学性质比较活泼。除了稀有气体、活性小的金属元素如金、铂、银之外，大部分的元素都能与氧气反应，这些反应称为氧化反应，而经过反应产生的化合物（有两种元素构成，且一种元素为氧元素）称为氧化物。一般而言，非金属氧化物的水溶液呈酸性，而碱金属或碱土金属氧化物则为碱性。此外，几乎所有的有机化合物，可在氧中剧烈燃生成二氧化碳与水。化学上曾将物质与氧气发生的化学反应定义为氧化反应，氧化还原反应指发生电子转移或偏移的反应。氧气具有助燃性，氧化性。
1、急性毒性：人类吸入TC：100pph/14H；
2、繁殖数据：
女人怀孕后26-39周吸入TC：12pph/10M生殖系统和心血管系统出现异常；
大母鼠受孕后22天吸入TD：10pph/12H生殖和呼吸系统出现异常；
大母鼠受孕后22天吸入TD：10pph/9H对生殖、呼吸系统和新生儿生长出现抑制作用；
小鼠受孕后8天吸入TC：10pph/24H皮肤和皮下组织及生殖出现异常；
3、致突变性：
人类淋巴细胞40pph/4D对细胞遗传有影响；
啮齿动物-仓鼠卵巢20pph/3D （Continuous） 对细胞遗传有影响；
啮齿动物-仓鼠肺80pph对细胞遗传有影响；
啮齿动物-仓鼠卵巢姐妹染色体20pph复制受影响；
啮齿动物-仓鼠肺95pph/24H引起细胞突变。
4、亚急性与慢性毒性：常压下，在80%氧中生活4d，大鼠开始陆续死亡，兔的视细胞全部损毁；在纯氧中，兔48h视细胞全部损毁，狗60h有死亡，猴3d出现呼吸困难，6~9d死亡。
5、其他毒害作用：TC：100%（100%）（人吸入，14h）；TCLo：80%（大鼠吸入）。
过度吸氧负作用：
早在19世纪中叶，英国科学家保尔·伯特首先发现，如果让动物呼吸纯氧会引起中毒，人类也同样。人如果在大于0.05MPa（半个大气压）的纯氧环境中，对所有的细胞都有毒害作用，吸入时间过长，就可能发生“氧中毒”。肺部毛细管屏障被破坏，导致肺水肿、肺淤血和出血，严重影响呼吸功能，进而使各脏器缺氧而发生损害。在0.1MPa（1个大气压）的纯氧环境中，人只能存活24小时，就会发生肺炎，终导致呼吸衰竭、窒息而死。人在0.2MPa（2个大气压）高压纯氧环境中，多可停留小时～2小时，超过了会引起脑中毒，生命节奏紊乱，精神错乱，记忆丧失。如加入0.3MPa（3个大气压）甚至更高的氧，人会在数分钟内发生脑细胞变性坏死，抽搐昏迷，导致死亡。
此外，过量吸氧还会促进生命衰老。进入人体的氧与细胞中的氧化酶发生反应，可生成过氧化氢，进而变成脂褐素。这种脂褐素是加速细胞衰老的有害物质，它堆积在心肌，使心肌细胞老化，心功能减退；堆积在血管壁上，造成血管老化和硬化；堆积在肝脏，削弱肝功能；堆积在大脑，引起智力下降，记忆力衰退，人变得痴呆；堆积在皮肤上，形成老年斑。
缺氧和富氧对人体的影响 | |
氧气浓度（%体积） | 征兆（大气压力下） |
100% | 致命/6分钟（密闭环境，如 高压氧舱 或深水） |
50% | 致命/4～5分钟经治疗可*（密闭环境，如高压氧舱） |
>23.5% | 富氧 |
20.9% | 氧气浓度正常 |
19.5% | 氧气小允许浓度 |
15～19% | 降低工作效率，并可导致头部、肺部和循环系统问题 |
10～12% | 呼吸急促，判断力丧失，嘴唇发紫 |
8～10% | 智力丧失，昏厥，无意识，脸色苍白，嘴唇发紫，恶心呕吐 |
6～8% | 8分钟 |
4～6% | 40秒内抽搐，呼吸停止，死亡 |
急救措施
吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸停止，立即进行人工呼吸。就医。
灭火方法：用水保持容器冷却，以防受热爆炸，急剧助长火势。迅速切断气源，用水喷淋保护切断气源的人员，然后根据着火原因选择适当灭火剂灭火。
现场处理
迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿一般作业工作服。避免与可燃物或易燃物接触。尽可能切断泄漏源。合理通风，加速扩散。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。
操作处置与储存
操作注意事项：密闭操作。密闭操作，提供良好的自然通风条件。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。远离易燃、可燃物。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与活性金属粉末接触。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。
储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与易（可）燃物、活性金属粉末等分开存放，切忌混储。储区应备有泄漏应急处理设备。
个体防护
工程控制：密闭操作。提供良好的自然通风条件。
身体防护：穿一般作业工作服。
手防护：戴一般作业防护手套。
其他防护：避免高浓度吸入。
因此，在氧气使用场所可以配置氧气检测仪，实时对现场的氧气含量进行监测，以保证作业人员的人身安全。正常工厂作业人员安全一般择0-30%VOL的测量范围。
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