氟氯烃类制冷剂对臭氧层的耗损及其危害
氟氯烃类制冷剂对臭氧层的耗损及其危害
前面曾提到，在大气平流层中，氧分子受太阳紫外线的照射分解成氧原子（自由基），氧原子和氧分子再结合生成臭氧，生成的臭氧又因紫外线的照射而被分解，重新生成氧分子，从而形成了大气臭氧层中臭氧生成和分解的动态平衡。一般情况下，这种动态平衡能够稳定的维持，使得大气臭氧含量保持在一个比较稳定的范围。然而，从上世纪70年代以来，大气中臭氧含量急剧减少的事实引起了人们广泛关注，促使人们对这一现象进行深入的研究。一些环境科学家认为，某些人类活动所散发的物质进入臭氧层后，参与了消耗臭氧的化学反应，破坏了臭氧层的自然动态平衡，因此出现了臭氧层耗损的现象。1974年，两位美国科学家莫利纳（M.J.Molina）和罗兰（F.S.Rowland）首先提出，全世界正在大量生产和使用的氟氯烃类制冷剂，其化学性质十分稳定，不易在对流层内发生分解，而能扩散进入到臭氧层中，在短波长紫外线UV-A的照射下分解形成氯自由基，参与了对臭氧的消耗。由此得出结论，原来氟氯烃类制冷剂是破坏臭氧层的元凶。在此后的十余年里，科学家们进行了不懈的努力，进一步证实氟氯烃类制冷剂释放的氯原子与大气中的氧结合形成一氧化氯，而一氧化氯起着加速破坏臭氧层的催化作用。图1、图2对这一过程进行了图解：
图1-氟氯烃类制冷剂在紫外线作用下释放氯原子
图2-氯原子对臭氧层的破坏机理
氟氯烃类制冷剂的化学性质非常稳定，在大气中的寿命极长，如CFC-11、CFC-12在大气中的寿命都在100年以上。在早期氟氯烃类制冷剂使用过程中，由于对它们的危害性缺乏认识或回收利用困难等原因，大部分的氟氯烃类制冷剂被排放到大气中，在平流层发生图1所示的光化学降解反应。氯原子一旦释放出来，即发生一系列的连锁反应，不断的消耗臭氧。据估算，每一个氯自由基可消耗10万个臭氧分子，这样，使同温层臭氧含量不断下降，以致于减薄臭氧层和形成臭氧空洞。