氯氟烃及对其破坏臭氧作用的防治

在前节述及的许多反应中，以 ClOx 环式反应对臭氧层破坏的能力最强。如进入平流层的一个氯原子能通过环式反应破坏 10 万个 O3 分子。此外，对于作为 ClOx 主要来源的氯氟烃类（CFCs）化合物，也已有了比较成熟的控制措施、技术和方法。CFCs 或商品名为氟里昂的化合物是 1931 年问世的一类人工合成产物，长期以来，人们片面地利用这类化学物质无毒、化学稳定和容易液化等优点，大量生产并在日常生活中将它们用作空调、冰箱致冷剂， 化妆品和医药品中掺加的喷雾剂，衣料、器件的洗涤剂以及建筑隔热材料； 在工业上又多用来清洗电气、机械、金属制品及生产泡沫塑料等。在生产和使用过程中，因其较强挥发性而易逸散到大气，并飘浮到臭氧层上空，成为破坏臭氧分子的一大污染物。不仅于此，CFCs 类化合物还从属于含卤素的挥发性有机化合物类（VOCs），可在其他方面显示其环境危害性。CFCs 化合物还是一类主要的温室气体，在推进地球暖化的过程中也起着重要的不良作用。虽然当前 CFCs 化合物在全球大气中的平均浓度只处于 10-10（V/V）数量级，但上述破坏正常环境的多种作用却是不容小觑的。

表 7-6 列举了 CFC-11（CCl3F）、CFC-112（C2Cl4F2）和 CFC-113（C2Cl3F3）

的各种物性参数。包括 CFC-11、CFC-113 在内的 7 种卤代烃的臭氧损耗潜势值（ODP）列举在表 7-7 之中。ODP 值被用来定量比较各种化合物破坏臭氧分子的能力，其定义为：

ODP =

单位质量物种引起的O 3 损耗单位质量CFC - 11引起的O 3 损耗

（7 - 12）

表 7-6 CFCs 化合物的物理性质

化合物

分子式(量)

融 点(℃)

沸 点(℃)

液体相对密度(25 ℃)

粘度(C.P.25 ℃)

蒸 气 压(kPa,20 ℃)

蒸汽相对密度比重(空气=1)

CFC-11

CCl F

3

-111

23.8

1.476

0.42

88.8

4.77

(137.37)

CFC-112

C Cl F

2 4 2

26

92.8

1.634(3

1.21

-

7.08

(203.83)

0 ℃)

CFC-113

C Cl F

2 3 3

-35

47.6

1.565

0.70(20 ℃)

36.18

6.51

(187.38)

比较表 7-7 中所列举各化合物的 ODP 值之后可以发现，不含氯卤代烃的ODP 值为零；含氢氯氟烃的 ODP 值也较小。此外，含 C 多的化合物比含 C 少的化合物有更小的 ODP 值基于这样的认识，已研制得到如下所示的多种 CFCs 替代物（括号内数字代表沸点值）。HFC-225cb、HFC-225ca、HCFC-142b 和HCFC-124 分子式分别为 C3HCl3F4、C3HCl2F5、C2H3ClF2 和 C2HClF4。其他化合物的分子式见表 7-7。

表 7—7 卤烃化合物的 ODP 值

表 7 — 7 卤代烃化合物的 ODP 值

化合物

CFC-11 (CCl F)

3

CFC-12 (CCl F

2 2

)

CFC-113 (C Cl F )

2 3 3

HCFC-22 (CHClF )

2

HCFC-123 (C HCl F )

2 2 3

HCFC-141b (C H Cl F)

2 3 2

HFC (C

2

ODP 值

1.0

0.9

0.8 ～ 0.9

0.4 ～ 0.05

0.013 ～ 0.016

0.07 ～ 0.08

氯氟烃及对其破坏臭氧作用的防治 - 图1

当前，有识之士都已认识到臭氧层问题的严重性。1987 年在加拿大蒙特利尔由数十国政府首脑、官员和科学家聚会，签订了有重要意义的蒙特利尔备忘录，呼吁各国在本世纪末之前将氟里昂减产 50％。此后由于臭氧层消失速度加快，各国代表再次聚会伦敦，一致同意到 1999 年全面停止氟里昂生产。另一方面，科学家也在加紧探究氟里昂的不良环境效应和相应对策。如对废弃的氟里昂可采用冷凝、吸收或吸附等回收方法，或采用燃烧、加水分解的破坏方法予以处置。目前，还在努力寻求节用氟里昂的措施或研制可尽

氟里昂之利而避其害的替代物（已如上述）。

臭氧层破坏问题受到了各国政府部门和社会公众的普遍关注，有关研究工作日益深入。但学术界对这个问题还有不同看法。如有人认为，高层大气中的臭氧只是薄薄一层，在阻挡太阳紫外辐射方面起不了那么大的作用。再者，目前臭氧层中 CFCs 的浓度大约是千万分之几的体积分数，它在破坏臭氧层方面也起不了那么大的作用。这样的看法虽属少数，但从另一方面显示， 这里涉及的是一个大环境问题，对此还有许多方面尚处于感性认识阶段，有待人们进一步深入研究。