氟利昂是温室气体吗

氟利昂是温室气体吗
氟利昂是温室气体吗

氟利昂是温室气体吗
当然是,现在大多数国家已经禁止使用了
温室气体（Greenhouse Gas,GHG）
1820年之前,没有人问过地球是如何获取热量的这一问题.正是在那一年,让-巴普蒂斯特-约瑟夫·傅里叶傅里叶（1768～1830）：法国数学家与埃及学家.——译者注开始研究地球如何保留阳光中的热量而不将其反射回太空的问题.傅里叶在参加学者团随拿破仑去打埃及战役时患上了粘液水肿——一种让人总是感觉寒冷的疾病.回到法国后,他整年披着一件大衣,将大部分时间用于对热传递的研究.他得出的结论是：尽管地球确实将大量的热量反射回太空,但大气层还是拦下了其中的一部分并将其重新反射回地球表面.他将此比作一个巨大的钟形容器,顶端由云和气体构成,能够保留足够的热量,使得生命的存在成为可能.他的论文《地球及其表层空间温度概述》发表于1824年.当时这篇论文没有被看成是他的最佳之作,直到19世纪末才被人们重新记起.
其实只因为地球红外线在向太空的辐射过程中被地球周围大气层中的某些气体或化合物吸收才最终导致全球温度普遍上升,所以这些气体的功用和温室玻璃有着异曲同工之妙,都是只允许太阳光进,而阻止其反射,近而实现保温、升温作用,因此被称为温室气体.其中既包括大气层中原来就有的水蒸气、二氧化碳、氮的各种氧化物,也包括近几十年来人类活动排放的氯氟甲烷（HFCs）、氢氟化物、全氟化物（PFCs）、硫氟化物（SF6）等.种类不同吸热能力也不同,每分子甲烷的吸热量是二氧化碳的21倍,氮氧化合物更高,是二氧化碳的270倍.不过和人造的某些温室气体相比就不算什么了,目前为止吸热能力最强的是HFCs和PFCs.下面就其中几种的排放情况做一简单介绍：
二氧化碳（CO2）：预算全球每年的二氧化碳排放量是一件非常复杂的工作,因为它是在大气、海洋和生物圈之间循环的.通过光合作用地球上的植物每年消耗370Pg（1P=1015）的二氧化碳,但是动植物的呼吸过程以及它们尸体的腐化也会向大气中释放同等数量的二氧化碳.与此同时海洋每年也会吸收370Pg的二氧化碳并释放382Pg的二氧化碳.此外燃烧各种化石燃料会释放18Pg,燃烧木材释放7Pg的二氧化碳.如此计算,大气层中每年都会增加11Pg的二氧化碳.据统计工业革命之前大气层中的二氧化碳共有290ppmv,而1999年就有350ppmv,年增长率达到0.3－0.4％.而且由于二氧化碳是化学惰性的,不能通过光化学或化学作用去除.
全球碳循环
甲烷（CH4）：甲烷是在缺氧环境中由产甲烷细菌或生物体腐败产生的,沼泽地每年会产生150Tg（1T=1012）消耗50Tg,稻田产生100Tg消耗50Tg,牛羊等牲畜消化系统的发酵过程产生100－150Tg,生物体腐败产生10－100Tg,合计每年大气层中的甲烷含量会净增350Tg左右.它在大气中存在的平均寿命在8年左右,可以通过下面的化学反应：
CH4 + OH --> CH3 + H2O
消耗掉,而用于此反应的氢氧根（OH）的重量每年就达到500Tg.
一氧化二氮（N2O）：它在大气层中的存在寿命是150年左右,尽管在对流层中是化学惰性的,但是可以利用太阳辐射的光解作用在同温层中将其中的90％分解,剩下的10％可以和活跃的原子氧O(1D)反应而消耗掉.即使如此大气层中的N2O仍以每年0.5－3Tg的速度净增.
N2O + hv --> N2 + O(1D)
N2O + O(1D) --> N2 + O2
N2O + O(1D) --> 2NO
氯氟碳化合物（CFC-11和CFC-12）：它们在对流层中也是化学惰性的,但也可在同温层中利用太阳辐射光解掉或和活性碳原子反应消耗掉.
CCl3F + hv --> CCl2F + Cl,
Cl2F2 + hv --> CClF2+ Cl
CCl3F + O(1D) --> CCl2F + ClO
CCl2F2 + O(1D) --> CClF + ClO
从根本上了解了温室效应,及引发这种效应的各种气体的存在情况,我们不禁会对它对环境的影响产生好奇.其实和许多别的事情一样,这种影响也是相互的,接下去我们就看看全球变暖也就是温度和各种现象之间的相互制约关系.
大气中主要的温室气体是水汽（H2O）,水汽所产生的温室效应大约占整体温室效应的60%～70％,其次是二氧化碳（CO2）大约占了26％,其他的还有臭氧（O3）,甲烷（CH4）,氧化亚氮（N2O）全氟碳化物（PFCs）、氢氟碳化物（HFCs）、含氯氟烃（HCFCs）及六氟化硫（SF6）等.
氟利昂是臭氧层破坏的元凶,它是20世纪20年代合成的,其化学性质稳定,不具有可燃性和毒性,被当作制冷剂、发泡剂和清洗剂,广泛用于家用电器、泡沫塑料、日用化学品、汽车、消防器材等领域.20世纪80年代后期,氟利昂的生产达到了高峰,产量达到了144万吨.在对氟利昂实行控制之前,全世界向大气中排放的氟利昂已达到了2000万吨.由于它们在大气中的平均寿命达数百年,所以排放的大部分仍留在大气层中,其中大部分仍然停留在对流层,一小部分升入平流层.在对流层相当稳定的氟利昂,在上升进入平流层后,在一定的气象条件下,会在强烈紫外线的作用下被分解,分解释放出的氯原子同臭氧会发生连锁反应,不断破坏臭氧分子.科学家估计一个氯原子可以破坏数万个臭氧分子. 根据资料,2003年臭氧空洞面积已达2500万平方公里.臭氧层被大量损耗后,吸收紫外线辐射的能力大大减弱,导致到达地球表面的紫外线B明显增加,给人类健康和生态环境带来多方面的危害.据分析,平流层臭氧减少万分之一,全球白内障的发病率将增加0.6-0.8%,即意味着因此引起失明的人数将增加1万到1.5万人. 由于氟利昂在大气中的平均寿命达数百年,所以排放的大部分仍滞留在大气层中,其中大部分停留在对流层,小部分升入平流层. 在对流层的氟利昂分子很稳定,几乎不发生化学反应.但是,当它们上升到平流层后,会在强烈紫外线的作用下被分解,含氯的氟里昂分子会离解出氯原子,然后同臭氧发生连锁反应（氯原子与臭氧分子反应,生成氧气分子和一氧化氯基；一氧化氯基不稳定,很快又变回氯原子,氯原子又与臭氧反应生成氧气和一氧化氯基……）,不断破坏臭氧分子. Cl+O3→O2+ClO ClO+O→O2+Cl 如此周而复始,结果一个氯氟利昂分子就能破坏多达10万个臭氧分子.总的结果,可以用化学方程式表示为： 2O3—→3O2 （在反应中氟里昂分子起到催化剂的作用）. 反应机理： 臭氧在紫外线作用下（反应条件不好打,自己加上） O3 —→ O2 + O 氯氟烃分解（以CF2Cl2为例） CF2Cl2 → CF2Cl• + •Cl 自由基链反应 Cl• + O3 —→ ClO• + O2 ClO• + O —→ Cl• + O2 总反应：O3 + O = 2O2

氟利昂是非常强的温室气体