哪类灭火剂破坏臭氧层

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  臭氧【O3】，氧气的同素异形体，一种有着特殊气味的淡蓝色气体。主要分布在地球周围约10-50km的高空中，保护地球不被紫外线过度照射。雷雨过后我们都能在空气中闻到一股略微怪异的味道，就是我们常说的臭氧。

  从人为的角度来说，人类的生活在使用了大量的泡沫塑料、护发摩丝、灭火剂、杀虫剂、致冷剂，这些产品的使用会产生氯氟烃，即氟里昂（CFC）。氯氟烃气体一经释放，就会慢慢上升到地球大气圈的臭氧层顶部。在那里，紫外线会把氯氟烃气体中的氯原子分解出来，氯原子再把臭氧中的一个氧分子夺去，使臭氧变成氧，从而使其丧失吸收紫外线的能力。在对流层顶部飞行的民航和军用飞机排出的氧化氮气体，也是破坏臭氧层的催化剂。农业无控制地使用化肥，会产生大量氧化氮，各种燃料的燃烧也会产生大量氧化氮，这些物质都是破坏臭氧层的因素。

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  一般来说现在市面上的灭火器都比较破坏臭氧层

  但要说最厉害的是哈龙系列灭火剂

  所谓哈龙【Halon的音译】，就是指属于卤代烷的化学品，主要用于灭火剂。它通过破坏燃烧或爆炸的复杂的化学链式反应来达到灭火的目的。消防行业广泛使用的哈龙灭火剂是损耗臭氧的物质，是破坏臭氧层的主要元凶之一。人们用哈龙灭火器救火或训练时，哈龙气体就自然排放到大气中。哈龙含有氯和溴，在大气中受到太阳光辐射后，分解出氯、溴的自由基，这些化学活性基团与臭氧结合夺去臭氧分子中的一个氧原子，引发一个破坏性链式反应，使臭氧层遭到破坏，从而降低臭氧浓度，产生臭氧空洞。哈龙在大气中的存活寿命长达数十年，它在平流层中对臭氧层的破坏作用将持续几十年甚至更长时间。因此哈龙对臭氧层的破坏作用是巨大的。

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  在平流层中，一部分氧气分子可以吸收小于240μm波长的太阳光中的紫外线，并分解形成氧原子。这些氧原子与氧分子相结合生成臭氧，生成的臭氧可以吸收太阳光而被分解掉，也可与氧原子相结合，再度变成氧分子。其过程可用下面的化学反应方程式来表示：

  O2+Hυ → 2O?

  O2+O+M+O3 → M?

  O3+hυ → J10O2+O?

  O3+O → 2O2

  M为反应第三体，它们是氮气和氧气分子，其作用是与生成的臭氧相碰撞，接受过剩的能量以使臭氧稳定。臭氧的浓度取决于上述纯氧反应理论生成反应和消除反应的平衡状态，它可以大体上重现出臭氧浓度的高度分布。但是从定量角度看，这一理论得出的平流层臭氧浓度是实际臭氧浓度的2倍左右。

  ? 纯氧理论出现的问题，主要是没有考虑到大气中的微量成份的催化作用，通过链式反应消除臭氧。其链式反应方程式如下：

  X+O3→XO+O2?

  XO+O→X+O2

  合计 O+O2→2O2?

  其中X为H，OH，NO，Cl。

  如果考虑了上述大气中微量成分消除臭氧的反应，再考虑大气运动效果，则大体上可以再现实际的臭氧高度分布。

  在平流层中，臭氧的生成和消亡处于动态平衡，正常情况下维持一定的浓度。 人类生产和使用大量CFCs，因其化学稳定性好、在对流层下不易被分解而进入平流层。到达平流层的CFCs受到短波紫外线UV--C的照射，分解为Cl自由基，参与对臭氧的消耗。

  Cl?自由基消耗臭氧的连锁循环过程如下：

  CFxCly → CFxCly-1+Cl?

  Cl+O3 → ClO+O2?

  O2 → 2O

  ClO+O → Cl+O2?

  Cl?自由基与O3反应的速度比NO与O3的反应快6倍。反应过程中释放的氯可以在平流层中存在好几年，因此一个Cl?自由基能够消耗10万个O3就不足为怪了。

  一般情况下CFCs放出一个氯离子，但是剩下的基团可以通过与氧气等的后续反应，使CFCs中的全部氯都以破坏臭氧层的活动形态放出。

  与此类似，臭氧的消耗应反还可以通过溴原子来进行，这些溴原子是从卤代烷灭火剂即哈龙中释放出来的。虽然哈龙对臭氧的破坏能力比CFCs要高，但由于大气中哈龙的浓度要远低于CFCs，整体而言，哈龙对臭氧的破坏要比CFCs小。在我国使用哈龙1211和哈龙1301的数量很大，就其破坏臭氧层的能力而言是CFCs的1/3，其破坏作用不可忽视。

  仅仅根据气相反应理论，臭氧减少的最明显的高度应在40km附近。但是实际上臭氧减少趋势最大的高度是20km附近。而20km附近正是臭氧浓度最高的区域，这一事实进一步说明了臭氧层破坏的严重性。这种气相反应经典理论，与实际臭氧层破坏状况不一致的原因现已找到。这是由于破坏臭氧的反应通常是在颗粒状气溶胶表面进行，即非均相反应所造成的。正是非均相反应极大地破坏臭氧层才造成南极“臭氧空洞”。