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制冷剂对人类生存环境会产生哪些不好的影响?

2022-03-171480

l9852月,英国南极考察队队长法曼(J.Farman)首次报道,从1977年起就发现南极洲上空的臭氧总量在每年9月下旬开始迅速减少一半左右,形成“臭氧空洞”持续到11月逐渐恢复,引起世界性的震惊。

氯原子和一氧化氨(NO)都能与臭氧反应,正在世界大量生产和使用的CFCs制冷剂,由于其化学稳定性好(如CFC-12在大气中寿命为120年),不易在对流层分解,通过大气环流进入臭氧层所在的平流层,在短波紫外线UVC的照射下,分解出Cl·自由基,参与了对臭氧的消耗。

归纳起来,要使臭氧发生消耗,这种物质必须具备两个特征:含氯、溴或另一种相似的原子参与臭氧变氧的化学反应;在低层大气中必须十分稳定(也就是具有足够长的大气寿命),使其能够达到臭氧层。氢氯氟烃制冷剂HCF-22HCFC123,都有一个氯原子,能消耗臭氧,其大气寿命分别为12年和14年,且氯原子相对活泼,能在低层大气中发生分解,到达臭氧层的数量就不多。因此HCFC-22HCFC-123破坏臭氧的能力比CFCs小得多。

消耗臭氧层物质(Ozone depleting substances,简称ODS)指释放到大气中的氟氯化碳等类物质,在进入大气平流层后,在太阳紫外线作用下,与臭氧发生作用,臭氧分子被分解为普通的氧分子和一氧化氯,从而降低大气臭氧浓度。包括全氟氯代烷烃(4个碳原子以下)、溴氟烷(卤代烷)、四氯化碳、甲基氯仿、部分含氢氯氟烷(HCFCs)、含氢溴氟烷(HBFCs)和溴甲烷等。

不同的ODS对臭氧层的损耗能力是不同的。当它们逸入大气,由低空(对流层)逐渐向高空(平流层)扩散时,一些全氯氟烃,在对流层不发生变化,但在平流层,受到短波紫外线辐射而发生分解,由此引发了破坏臭氧层的反应。而一些含氢的氯氟烃,在对流层已与大气中富含的HO·自由基发生分解反应。它们在大气平流层中存在的寿命不长,所以能够扩散到臭氧层的数量较少,对臭氧层破坏能力也大为减小。为了表示与比较它们对臭氧的能力,采用了臭氧耗减潜能值(英文名称为Ozone depletion potential,简称ODP)的概念。以CFC-11为基准比较物,设定其ODP值为1.其他物质的ODP值按损耗臭氧能力比CFC11大或小的分数值表示。

ODS在大气中都会产生温室效应,使地表和近地面大气温度增高,造成全球气候变暖的环境问题。为了表示和比较各种ODS气体对气候变暖的能力大小引用了全球变暖的潜能值(Global Warming Potential,。简称GWP)的概念。以CO2为基准比较,其他ODSGWP按其导致全球变暖的能力比CO:大或小的分数值表示主要ODS气体在大气中的寿命、ODP,GWP如表1-1所示。


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