1氟利昂的出現(xiàn)

　　在各種媒體文章與課本中，一提到氟利昂，總是會(huì)同時(shí)出現(xiàn)臭氧層空洞的身影。筆者還在中學(xué)讀書的那個(gè)年代，臭氧層空洞受到的關(guān)注度遠(yuǎn)比現(xiàn)在要火爆得多。那么，氟利昂到底是什么？為什么現(xiàn)在受到的關(guān)注變少了？

　　其實(shí)，氟利昂本是美國(guó)杜邦公司的注冊(cè)商標(biāo)名字（商標(biāo)的擁有者現(xiàn)為Chemours公司），被用作某些鹵代烴的統(tǒng)稱，常溫下都是無(wú)色、無(wú)味或略有氣味、無(wú)毒或低毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的氣體或液體。

　　在上個(gè)世紀(jì)的二十年代，制冷技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用，但制冷劑仍存在著安全性與耐久性的問題。在杜邦公司與通用汽車公司發(fā)起的一個(gè)合作研究項(xiàng)目中，Midgley等人尋找到了一種穩(wěn)定無(wú)毒、熔沸點(diǎn)合適的制冷劑，這就是大名鼎鼎的氟利昂。到了1930年，通用汽車公司與杜邦公司成立了Kinetic公司，開始量產(chǎn)氟利昂，也正是從這時(shí)起，氟利昂開始大量積累到大氣層中。

2氟利昂的危機(jī)

　　臭氧層空洞危機(jī)的出現(xiàn)曾經(jīng)給了制冷與空調(diào)行業(yè)最巨大的一次攪動(dòng)。直到20世紀(jì)70年代，人們才首次意識(shí)到氟利昂的使用會(huì)消耗保護(hù)地球免于大部分有害紫外線的臭氧層，緊接著到了80年代，科學(xué)家首次在南上空的臭氧層中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)空洞，過量的紫外線已經(jīng)威脅著南海洋中的動(dòng)植物生存。

　　那臭氧層的破壞為什么會(huì)和氟利昂扯上關(guān)系呢？解釋起來(lái)很簡(jiǎn)單，前面說過氟利昂是某些鹵代烴的統(tǒng)稱，鹵代烴即鹵族元素（包括氟、氯等）取代烴類物質(zhì)中的氫原子所得到的物質(zhì)。由于化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，這類物質(zhì)進(jìn)入大氣層后，幾乎全部會(huì)升浮到臭氧層中，在紫外線照射作用下，才會(huì)剝離出氯自由基，反復(fù)破壞臭氧分子，使臭氧層厚度減薄或出現(xiàn)臭氧層空洞。

　　在此，值得一提的有兩件事。一是人們常常都一想到氟利昂就覺得是非環(huán)保，是破壞臭氧的兇手。其實(shí)不然，鹵族元素中主要是氯會(huì)破壞臭氧層，而氟不會(huì)?？茖W(xué)家給出了一種指標(biāo)用來(lái)定量衡量對(duì)大氣臭氧層的消耗程度，即ODP值。含氟不含氯的氟利昂，其ODP值等于0，也就是百分之百不消耗臭氧。二是也有陰謀論認(rèn)為氟利昂消耗臭氧層是源于杜邦公司與其他公司的斗爭(zhēng)所捏造夸大的，認(rèn)為臭氧層空洞之所以最先發(fā)生在兩級(jí)正是太陽(yáng)風(fēng)的原因，臭氧層空洞也只是屬于周期性現(xiàn)象。臭氧空洞出現(xiàn)的原因的確有很多種，但最根本、最主要的原因還是氟利昂對(duì)其的消耗，70年代首次發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象的三位科學(xué)家也因此獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，而陰謀論的來(lái)源主要還是《科學(xué)美國(guó)人》這類非嚴(yán)肅性的科普雜志。希望同學(xué)們以后能記住一點(diǎn)，科學(xué)研究的成果只有經(jīng)過同行評(píng)議后發(fā)表在專業(yè)期刊上，才是可靠的有價(jià)值的論據(jù)來(lái)源。這個(gè)信息爆炸的時(shí)代，是最好的時(shí)代，也是最壞的時(shí)代，是智慧的年代，也是愚蠢的年代。你可以在互聯(lián)網(wǎng)上很方便地汲取想要的各種知識(shí)，你也會(huì)發(fā)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上充斥著各種為吸引眼球或?yàn)榱烁髯岳嫠幵旎蚩浯蟮母鞣N謊言。轉(zhuǎn)基因安全性，基站輻射危害性，PX毒性程度這些社會(huì)熱點(diǎn)問題，同學(xué)們都可以嘗試著去了解各方的觀點(diǎn)，多做一些相關(guān)資料檢索，培養(yǎng)自己獨(dú)立判斷的能力。

3.氟利昂的更新?lián)Q代

　　根據(jù)氟利昂中氫原子被鹵族元素的取代情況，可以將氟利昂分為三類，分別是

　　CFCs：烴類中的全部氫被氯、氟取代

　　HCFCs：烴類中的部分氫被氯、氟取代

　　HFCs：烴類中的氫部分被氟取代

　　其中，CFCs因?yàn)楹新?，?duì)臭氧層的破壞最為嚴(yán)重，自1987年《蒙特利爾國(guó)際議定書》及其修訂案執(zhí)行以來(lái)，其淘汰進(jìn)程已基本結(jié)束。而HCFCs由于其有的氫對(duì)氯破壞臭氧作用的抑制，其ODP值要比CFCs低很多，如制冷劑R-22（HCFCs）的ODP值只有制冷劑R-12（CFCs）ODP值的5%左右，雖然其破壞臭氧的作用有減緩，但目前全球也進(jìn)入了HCFCs的加速淘汰階段，不過現(xiàn)階段仍在普遍使用中，如中央空調(diào)的大型制冷機(jī)組使用的制冷劑。HFCs由于不含氯，對(duì)臭氧層無(wú)害，但由于其溫室效應(yīng)潛能值很大，1997年的《京都議定書》已將HFCs定位需限制排放的溫室氣體范圍。

　　所以，ODS（消耗臭氧層物質(zhì)）的更新?lián)Q代計(jì)劃所要做的就可以簡(jiǎn)單概括為：（1）用HCFCs逐步代替CFCs，（2）用HFCs逐步代替HCFCS和CFCs。

　　值得我們欣喜的是，基于NASA（美國(guó)宇航局）的觀測(cè)數(shù)據(jù)。1998年以前，臭氧空洞一直在增大，1998年以后，臭氧空洞面積已經(jīng)反應(yīng)出趨于穩(wěn)定或改善的趨勢(shì)。

4.理想制冷劑的選擇

　　制冷劑的選擇是一個(gè)復(fù)雜的問題，在實(shí)際應(yīng)用中，不會(huì)僅僅考慮其對(duì)臭氧的破壞作用，考慮的因素包括但不限于全球變暖潛值，沸點(diǎn)，壓力，安全性，穩(wěn)定性，腐蝕性，可燃?xì)庹硿?，水溶性，理論循環(huán)制冷系數(shù)，氣化潛熱、導(dǎo)熱系數(shù)、壓縮機(jī)壓縮過程等等，往往沒有十全十美的選擇，只能在限定范圍內(nèi)尋找一個(gè)最優(yōu)解。例如在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB-T7778中就引入了美國(guó)LEED標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)制冷劑環(huán)境影響的評(píng)估公式，綜合考慮了全球變暖潛值、臭氧消耗潛值、制冷劑年泄漏率、壽命終止時(shí)的制冷劑損耗率、充注量、設(shè)備壽命等。再比如制冷劑A比制冷劑B的全球變暖潛值要低，但A的制冷效率也低于B。這就意味著為了獲得相同的制冷量，A需要比B更多的電能，也就意味著A的選擇導(dǎo)致了更多的二氧化碳排放。所以A與B哪個(gè)環(huán)境更友好，需要更周全的權(quán)衡評(píng)估。

　　歷史在曲折中發(fā)展，甚至偶爾會(huì)有一些反復(fù)。比如R123這款制冷劑，本身屬于HCFCs，在《蒙特利爾國(guó)際議定書》中的限制范圍中，歐盟已經(jīng)禁止使用，部分發(fā)展中國(guó)家可以延緩到2040年。但其作為全球最大的冷水機(jī)組制造商選用的制冷劑之一，本身毒性小，不易燃，能效比僅次于另外兩種環(huán)境不友好的制冷劑。所以最近也有一些國(guó)際評(píng)估指出，R123由于其臭氧消耗指數(shù)很低、全球變暖潛值很低、大氣壽命短，故對(duì)環(huán)境的影響很小。

　　所以，鑒于缺乏制冷劑的替代方案，未來(lái)制冷劑的選擇一定會(huì)確保對(duì)所有因素作整體考慮和綜合評(píng)估，而不是單獨(dú)一個(gè)個(gè)分開處理。