認(rèn)識(shí)臭氧

1. 氧(O3)是氧氣的同素異形體，在常溫下，它是一種有特殊臭味的淡藍(lán)色氣體。

2. 我國(guó)作業(yè)場(chǎng)所接觸限值：0.3mg/m3(=0.15ppm, MAC)

3. 家用臭氧消毒柜外臭氧泄漏量不得超過(guò)0.2mg/m³（1.5米以外），消毒一個(gè)周期后殘留濃度不得大于0.3mg/m³

4. 動(dòng)物試驗(yàn)表明，臭氧毒性的起點(diǎn)濃度為0.3ppm，而人對(duì)空氣中臭氧可嗅知的濃度為0.02～0.04ppm

上圖為臭氧的分子結(jié)構(gòu)，Ozone一詞源自希臘語(yǔ)ozon，意為嗅

臭氧如何保護(hù)地球

臭氧主要存在于距地球表面20千米的同溫層下部的臭氧層中，含量約50ppm

它吸收對(duì)人體有害的短波紫外線，防止其到達(dá)地球，以屏蔽地球表面生物，不受紫外線侵害，但隨著工業(yè)發(fā)展，一些化學(xué)物質(zhì)導(dǎo)致臭氧消耗，在南極上空已經(jīng)發(fā)現(xiàn)臭氧層空洞

臭氧消耗原理

研究表明，人類排放的氯、溴鹵代烴等物質(zhì)在紫外線作用下釋放的Cl自由基或Br自由基可以?與臭氧連鎖反應(yīng)·例如，一個(gè)Cl自由基可以摧毀10萬(wàn)個(gè)臭氧分子·人們把這些破壞大氣臭氧層的物質(zhì)稱為消耗臭氧層物質(zhì)ODS（Ozone Depleting Substance）

臭氧消耗示意圖

以Cl為例的連鎖反應(yīng)方程式：

CFCl3 + uv → CFCl2 + Cl

Cl + O3 → ClO + O2

ClO + O3 → Cl + 2O2

Cl + O3 → ClO + O2

重要的事情單獨(dú)說(shuō)，臭氧被消耗是因?yàn)槁?/span>(Cl)自由基或溴(Br)自由基可以與臭氧連鎖反應(yīng)導(dǎo)致的，而不是氟。

因此，大部分的臭氧消耗物質(zhì)由單個(gè)或多個(gè)Cl或Br（或及其組合）取代四個(gè)碳鍵形成的物質(zhì)，例如四氯化碳、溴基甲烷等。

下面我們就來(lái)逐個(gè)羅列臭氧消耗物質(zhì)家族：

CFCs

CFCs為全氯氟烴的英文縮寫(xiě)，即碳鍵上所有的氫元素均被鹵素取代，在CFC后標(biāo)以化合物代碼，可以代表不同的氯氟烴，其命名原則如下圖

在一般條件下，氯氟烴的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，在很低的溫度下會(huì)蒸發(fā)，因此是理想的制冷，目前中國(guó)已經(jīng)禁止使用這類制冷劑。

Halons

溴氟烷烴，或稱哈龍，通過(guò)破壞燃燒或爆炸的復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)到達(dá)滅火目的，曾經(jīng)用于滅火劑，已經(jīng)禁止使用；

哈龍?jiān)诖髿庵械拇婊顗勖L(zhǎng)達(dá)數(shù)十年，它在平流層中對(duì)臭氧層的破壞作用將持續(xù)幾十年甚至更長(zhǎng)時(shí)間。哈龍的耗損臭氧能力比氯氟烴要大3～10倍，并能引起溫室效應(yīng)，對(duì)氣候變暖的作用較大。

上面我介紹了兩類臭氧破壞作用較大的物質(zhì)，在繼續(xù)介紹臭氧消耗物質(zhì)之前，我們先引入另外一個(gè)概念：

??OzoneDepleting Potential臭氧消耗潛能值：ODP

通俗來(lái)說(shuō)，ODP就是反映某一個(gè)物質(zhì)對(duì)臭氧的破壞強(qiáng)度的值，它是以制冷劑R11（即CFC-11）的臭氧消耗量為基準(zhǔn)的一個(gè)當(dāng)量，即R11的ODP=1，這個(gè)信息會(huì)標(biāo)示與制冷劑包裝上面，例如環(huán)保制冷劑R134a，其ODP值就為零，即對(duì)臭氧沒(méi)有破壞作用。

ODP反映了物質(zhì)臭氧破壞程度，因此，國(guó)際上根據(jù)其ODP值等指標(biāo)對(duì)臭氧破壞物質(zhì)進(jìn)行了分級(jí)，并分階段逐步實(shí)施淘汰計(jì)劃，中國(guó)也按照國(guó)際公約（即蒙特利爾公約）制定了相應(yīng)的削減與淘汰計(jì)劃。

需要說(shuō)明的是，中國(guó)的分類與國(guó)際上稍有不同，國(guó)際上分為三大類，而中國(guó)分為8大類，其中，目前只有第八類仍然運(yùn)行使用，直到2030年全部淘汰。

氟利昂與制冷劑

曾經(jīng)有人說(shuō)道臭氧消耗物質(zhì)就是氟利昂，這是不準(zhǔn)確的。氟里昂，名稱源于英文Freon，它是一個(gè)由美國(guó)杜邦公司注冊(cè)的制冷劑商標(biāo)，此氟（Freon）非彼氟(F)；在中國(guó)，一般將其定義為飽和烴（主要指甲烷、乙烷和丙烷）的鹵代物的總稱，按照此定義，氟利昂可分為CFC、HCFC、HFC等4類；有些學(xué)者僅將氟利昂定義為CFC制冷劑；在部分資料中氟利昂僅指二氯二氟甲烷（CCl?F?，即R12），因此，并不是所有的氟利昂都是臭氧消耗物質(zhì)，消耗臭氧的更不是氟

看制冷劑代號(hào)，識(shí)別是否為環(huán)保制冷劑

制冷劑(Refrigerant) 通常以R+數(shù)字為標(biāo)號(hào)，例如R11, R12, R134a

了解制冷劑的編號(hào)規(guī)則更有助我們選擇環(huán)保的制冷劑

基本規(guī)則與前面CFC編號(hào)一致，如下圖，比如：CCl₃F--->R11(CFC-11)；CHF₂CHF₂  ---> R134，后面加字母區(qū)分同分異構(gòu)體，如R134a，R400開(kāi)頭為非共沸混合物， R500開(kāi)頭為共沸混合物。

?常見(jiàn)的環(huán)保型制冷劑氫氟烴類Hydrofuluorocarbons --> HFCs

含C, H,F, 不含Cl 或Br, 不破壞臭氧物層，部分HFCs具有較強(qiáng)溫室效應(yīng), 常見(jiàn)環(huán)保型制冷劑包括 R32,R125, R152, R134a, R407C, R410A等；其中GWP較低的有R134a, R410A (R32，R125混合物)。

如何識(shí)別是否使用ODS

ODS常見(jiàn)的使用領(lǐng)域包括下面這些方面：

• 冰箱、空調(diào)、制冷機(jī)組等制冷設(shè)備的制冷劑

• 農(nóng)業(yè)殺蟲(chóng)劑配方

• 印刷線路板的清洗工藝

• 塑料泡沫材料的發(fā)泡劑，泡沫塑料，如冰箱的隔熱層、家用電器減震包裝材料等

• 哈龍滅火器（已不常見(jiàn)）

• 金屬表面清洗，切削液配方

   

  如何管理ODS物質(zhì)？

   

• 淘汰禁止使用的物質(zhì)

• 新購(gòu)化學(xué)品應(yīng)確認(rèn)其成分不含ODS，例如清洗溶劑不含CCl4，CHCl3，制冷劑不用R11

• 屬于逐漸淘汰的物質(zhì)，應(yīng)該識(shí)別當(dāng)前使用場(chǎng)所及設(shè)備

• 建立充填記錄，以追蹤排放量

• 尋求環(huán)保型ODS取代物質(zhì)（參考其ODP以及GWP）