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2024年3月28日发(作者:)

少年易学老难成,一寸光阴不可轻 - 百度文库

制冷剂是如何破坏臭氧层的以及目前新型

环保制冷剂的研究进展

臭氧层的破坏是人类当今所面临的重要环境问题之一,多数科学

家认为, 人类过度使用氟氯烃( CFCs )类物质是臭氧层破坏的主要原

因之一。臭氧层变薄意味着到达地表的太阳紫外线增强。较强的紫外

线辐射, 会伤害人的皮肤、眼睛, 损坏人的免疫系统, 还会对粮食作

物、陆生生物及水生生物造成危害。

然而,目前制冷技术被广泛的应用在家用电器(电冰箱、空调器)、

商用冷冻、冷藏及医疗、科研等领域,在人们的生活中发挥着至关重

要的作用。但是制冷行业中使用的制冷剂多为CFCs (氯氟烃的统称)

和HCFCs(含氢氯氟烃)。但是由于这些物质能够产生温室效应,并且

对臭氧层具有很大的破坏作用。因此,这里我将简单介绍臭氧层的形

成、制冷剂破坏臭氧层的机理以及目前新型环保制冷剂的研究状况。

一、臭氧层的形成

臭氧由3 个氧原子(O

3

) 构成。自然界中的臭氧, 大多分布在距

地面20~ 50 km的大气中, 将其称之为臭氧层。臭氧层中的臭氧主

要来源于紫外线。太阳光线中的紫外线分为长波和短波, 当大气中(含

有21% )的氧气分子受到短波紫外线照射时, 氧分子会分解成原子状

态。氧原子的不稳定性极强, 极易与其他物质发生反应。如与H

2

应生成H

2

O, 与C反应生成CO

2

。同样, 与O

2

反应时, 便形成了O3。

臭氧形成后, 由于其比重大于氧气, 会逐渐向臭氧层的底层降落, 在

降落过程中随着温度的上升, 臭氧不稳定性越加明显, 再受到长波紫

1

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外线的照射,再度还原为氧。臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互

转换的动态平衡。由于臭氧和氧气之间的平衡, 在大气中形成了一个

较为稳定的臭氧层。臭氧层是指在大气平流层中距地面20~ 25 km

的特殊大气层, 这一大气层的臭氧含量特别高, 含量接近0. 01mg /ml

高空大气层中约有90%的臭氧集中在臭氧层, 而大气中平均臭氧含量

大约仅为0. 0003mg/ml。太阳光中也存在对生物生存有害的紫外线,

按生物效应的不同, 可将太阳光中的紫外线分为3 类:弱效应波长

(UV-A, 320~ 400 nm, 对生物影响不大)、强效应波长(UV-B,280~ 320

nm, 对生物有杀伤作用) 和超强效应波长(UV-C,200~ 280 nm, 属灭

生性辐射)。通常情况下, 大气平流层中的臭氧几乎吸收了全部的

UV-C和90% 左右的UV-B。臭氧层是地球的“保护伞”。因此, 臭氧

层的破坏会对生活在地球的生物产生重要影响。

二、臭氧层破坏的机理

1974年美国科学家Row land和Molina认为, 同温层渗入了氟氯

甲烷、氯原子对臭氧具有催化破坏作用。在平流层的臭氧层中, 在太

阳紫外线的照射下, 有如下反应平衡:

由于排放出来的CFCs 气体具有非常稳定的特点, 在大气对流层

中几乎完全不分解, 所以能够扩散到大气平流层中, 当其受到来自太

阳的紫外辐射时, 就会发生碳—氯链断裂的光化学反应, 产生氯原子,

如:

CFCl

3

↔CFCl

2

+ Cl

接着Cl会引发一系列破坏臭氧的链式反应

2

hv

本文标签: 臭氧层臭氧破坏紫外线大气