在大气层的平流层中,有一部分臭氧浓度很高的层次,这就是臭氧层。别看它的平均厚度只有 3 毫米左右,却有极为重要的作用:
臭氧层能吸收大量太阳光中的短波紫外线,保护地球上的各种生命。如果过多的短波紫外线直射地面,人类轻则皮肤被灼伤,引起光毒反应,重则诱发皮肤癌变,还可能引发眼部白内障,导致失明。大量植物也会停止生长繁育,枯黄凋谢;海洋中的浮游生物和鳞虾之类的生物会被直接杀死,大型鱼类失去口粮生态链出现问题……
臭氧层还能为地球保温,对大气的循环具有重要的影响。
今天是国际臭氧层保护日,一个看似遥远的气候环保问题,实际上却和我们日常生活息息相关。
上世纪八十年代中期,在各个国家争前恐后的赴南极进行科学考察的时候,英国南极科考队的科学家观测到了一个令全球都为之恐慌的现象——
臭氧层出现了空洞。
臭氧层为什么会被破坏,臭氧层破洞了怎么修补……
一连串的问题,让科学家们焦头烂额。
经过大量研究,他们发现氯氟烃类(CFC)物质要承担部分责任。
氯氟烃类(CFC)物质,因其优秀的安全性和性能,一直被作为制冷剂使用,美国杜邦公司将其命名为氟利昂(Freon)。
是不是很耳熟?
制冷剂变迁与臭氧层空洞
自空调被发明以来,人们尝试过许多物质作为制冷剂,如酒精、硫酸、氨水、二氧化硫、溴乙烷……但它们在使用的过程中都有不少问题,不是易燃就是有毒,或者是有很强的腐蚀性,经常发生事故。
直到 1926 年,托马斯·米奇尼开发了首台氯氟碳(CFC)的制冷机。
托马斯·米奇尼
氯氟碳不可燃、基本无毒、能效更高,于是,它很快就成为了当时的“明星产品”,备受市场欢迎。
不久之后,“空调之父”威利斯·开利发明了第一台商用离心式制冷机,开创了制冷和空调的纪元。
1930年代相继出现了一批氟利昂制冷剂(又称卤代烃制冷剂),这些制冷剂从安全性和性能均大大超越之前的制冷剂,美国杜邦公司将其命名为氟利昂(Freon)。在随后的几十年间,氯氟烃(CFCs)与含氯氟烃(HCFCs)制冷剂占到了极高的占比。
理想状态下,制冷剂应该被密封在空调内部回环利用,但无论是空调的安装、维修还是日常使用,制冷剂泄漏都不可避免,而这些泄漏的制冷剂,成为了破坏臭氧层的“凶手”。
氯氟烃(CFC)类物质排放到大气层中,会在紫外线的照射下形成氯离子。这种游离状态下的氯离子 Cl- 与极不稳定的臭氧 O₃ 会分解成为氧气 O₂ 和次氯酸根离子 ClO- ,两个次氯酸根离子 ClO- 遇到光分解产生游离状态下的氯离子 Cl- 和氧气 O₂ 。
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