任建坚—氟氯烃(氟利昂)对臭氧层的破坏及其对策1.doc

氟氯烃（氟利昂）对臭氧层的破坏及其对策

任建坚作者简介：
任建坚（1986-）,男,甘肃天水人,现为兰州城市学院化学系054班学生

（兰州城市学院化学系,兰州730070）

摘要:氟氯烃（简称CFCS,其商品名为氟利昂:Freon）对臭氧层的破坏是人类面临的重大环境问题，本文对臭氧层的作用、臭氧层破坏的后果、破坏臭氧层的CFCs类物质及破坏臭氧的作用机理和目前保护臭氧层的对策作了探讨；论述了氟氯烃替代物的发展前景,以改善氟氯烃对臭氧层的危害程度。本文就此做了简单介绍。
关键词:臭氧层；紫外线；臭氧洞；氟氯烃；破坏；对策

1引言
臭氧（O3）是氧的同素异形体，它是一种有特殊刺激性臭味的淡蓝色气体。大气中的O3非常稀少,仅占大气总量的百万分之0.3-0.4。在离地球垂直高度约为25km的平流层，有一层臭氧浓度相对较高的大气层，保护着地球的生存环境免受过量的太阳紫外线的直接袭击，称这个臭氧较集中的大气层为臭氧层。臭氧层对地球生命具有重要的作用，它是地球上一切生物包括人类在内的天然屏障。臭氧层的主要作用是吸收掉了来自太阳的对人类和生态系统有伤害作用的紫外线UV-C(波长在200~280nm之间)和紫外线UV-B(波长在280-325nm之间),而只透过对地球生命有益的紫外线UV-A(波长在325~400nm之间),使得地球上的万生万物得以繁衍生息,在臭氧层的保护下健康快乐的成长。
然而，在1984年，英国南极科学家J.Farman等人根据英国哈利湾南极站30年臭氧观测资料,首次提出自70年代中期以来南极上空每年9-10月就会出现近1000×104km2臭氧洞，而后自1992年～2000年南极臭氧洞的面积再创新纪录[1]。然而，臭氧层的损耗不只是发生在南极，在北极上空和其它中纬度地区也都出现了不同程度的臭氧层损耗现象。1997年,莫斯科天文学家指出,俄罗斯上空的臭氧骤减使整个西伯利亚受到了严重的威胁，同年1999年,我国科学家也相继发现,在我国青藏高原上空,其O3含量都比周围地区减少10％～20％，存在着一个O3含量较低的区域。
臭氧洞的出现是大气中臭氧含量减少的重要标志.O3含量的大面积减少将给人类﹑农作物﹑水生生物和生态环境等带来灾难性的后果[2].对于臭氧层的破坏科学家有多种见解，经多年的致力研究发现，人类过多使用氟氯烃（CFCS）类物质是臭氧层破坏的一个主要原因。因此认真研究臭氧层破坏形成的原因、影响及对策,对防止大气臭氧层被进一步破坏,保护地球上的万物生命,无疑有着十分重要的意义.
2氟氯烃对臭氧层的破坏
2.1氟氯烃破坏臭氧层的作用机理
CFCs是几种氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的总称。由于它是一种含氯的有机化合物,具有极高的化学稳定性,不燃不爆,无毒无臭,无腐蚀性，它们性能稳定,,因此被广泛用作制冷、发泡、喷雾、杀虫、灭火、清洗、消毒和有机溶剂［1］。
当CFCs逸入大气层上升到同温层,在紫外线UVC作用下发生光分解,释放出极活泼的氯自由基,氯自由基则可引发破坏O3的循环反应，导致臭氧层的破坏，其化学反应式如下：

⑶⑷两个反应式循环、使臭氧分解。总反应式为:
[O3]+[O]→2O2
反应结果是臭氧分子变成了氧气分子,氯原子在其中起了催化剂的作用,据计算,一个氯原子可能破坏10×104个臭氧分子，这说明CFCS对臭氧的破坏力极大!
2.2臭氧层破坏的危害
全球臭氧含量的减少,会使大气吸收紫外线的能力大大减弱,导致到达地球表面的紫外线特别是UV-B明显增加,大气中臭氧含量每减少1%,地面受到的紫外线辐射量就会增加2%,基础细胞癌变率可能增加4%,恶性黑瘤发病率会提高2%，这将给人类健康和生态环境造成一系列灾难性影响.研究表明,长期接受过量紫外线辐射,UV-B会影响影响人体免疫系统,使包括艾滋病在内的多种病毒的活力增强;影响植物的光合作用,造成农作物减产;破坏浮游生物的繁殖和生长,减少水产资源;在较高气温下产生以臭氧为主要成分的光化学烟雾。[1]上述预测已为近年来越来越多的研究结果所证实[1﹑4﹑5]。
此外，过量紫外线还会加速建筑物、绘画、雕塑、橡胶和塑料制品的老化过程,使其变硬、变脆,缩短使用寿命，尤其是在阳光强烈、高温、干燥气候下更为严重。
2.3臭氧层破坏的现状
臭氧层的破坏程度愈来愈严重，表2-1科学家根据有关资料整理出,在过去10多年间,南极上空臭氧层空洞覆盖的面积。［4］
表2-1

从表中我们可以看到,在2000年9月,南极臭氧层空洞覆盖的面积达2977万平方公里,这是迄今为止观测到臭氧空洞的最大面积。2002年到2005年,南极臭氧层空洞覆盖的面积变化很小，这说明人类对臭氧层的破坏的程度有增无减，然而，到2006年10月南极臭氧层空洞面积已经超过2900万平方公里,这