制冷剂-氟与臭氧消耗
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制冷剂&同温层臭氧消耗
地球被同温层中的臭氧层包裹,保护生命免遭太阳紫外线(UV-B)的辐射。地球表面UV-B水平的升高可能导致皮肤癌和其他不利健康的影响。植物、水中其他生命也会受影响 。
1970年,克鲁逊曾怀疑从肥料和超音速飞机中排出的氮氧化物可能消耗臭氧层。1974年马里奥.莫里兰和F. 舍伍德.罗兰确定CFC 制冷剂是同温层中氯原子的来源,随着用量的增加他们指出了制冷剂存在潜在威胁。官方和私人研究都开始调查这些理论的证据。1985年发表的观察结果,观察到南极洲上空的臭氧层在几年来的南半球春天变薄。这就是著名的“臭氧空洞”。从那时起每年都观察到出现臭氧空洞,空洞的尺寸有变化但持续于制冷剂的制造或排放。图14示出了大气中的CFC族物质和CFC-12的总量,以及用作制冷剂的CFC和CFC-12的总量。现在,大气中CFC族物质中大约有27%来源于制冷剂排放。剩下的来源于溶剂、发泡剂和气雾剂等的排放。
大气中的HCFC族物质约有83%源于制冷剂排放。 到1996年为止, 人为臭氧消耗作用中制冷剂占28% 的责任。在21世纪,制冷剂的责任将占到人为臭氧消耗的24%。制冷剂已是并仍将是臭氧消耗的主要因素
2.为何是在南极出现空洞?
实际上在北极也已经观察到臭氧层变薄。臭氧层事件与南极联系在一起,是因为南极独特气候、化学和物理条件加上氯和溴的存在。南极有很冷的极地同温云层(PSC),云层中包含水和硝酸晶体。当太阳在南半球的春天照射极地同温云层时,水和硝酸晶体提供了臭氧分解的场所。
1987年,关于臭氧层消耗物质的蒙特利尔议定书获得通过(UNEP 1987)。该协议将在下章详细讨论。协议的成果是CFC族、HCFC族和其他几种臭氧消耗物质被淘汰。
3.臭氧消耗展望
CFC族、HCFC族和其他臭氧消耗物质在低层大气中的浓度在1994年达到峰值,现在正慢慢下降。新近的证据显示同温层中的浓度可能也已达到最高值。期望在21世纪中叶臭氧层恢复到工业化前的水平。
图15-基于全球遵守蒙特利尔议定书的臭氧消耗物质量(换算成Cl)