氟利昂

臭氧洞(Ozone)-中

臭氧洞(Ozone)-中
臺北縣新莊國民中學自然與生活科技領域賴俐伶老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

氟利昂(Freon)因穩定性高,不自燃、不助燃也不易起化學變化,以及對人體傷害較小等優點,普遍使用於各種工業及日常生活用品。其中又以CFC-11(CCl3F)、CFC-l2 (CCl2F2)及CFC-113(C2Cl3F3)三種原料佔最大使用量,使用範圍包括:發泡劑、冷  媒、清洗劑、噴霧劑等。

Freon自l970年開始大量生產及使用,1986年全球消費量達113萬公噸,其中約有70%的量,會排放至大氣中。

氯氟碳化物化學性質相當穩定,生命期更長達數十年至百年之久,因此會在大氣中不斷累積,要上升到平流層才會因受到紫外線的照射而分解,此時其中所含的氯會被釋放出來,與臭氧反應,而使臭氧分解消失。一個氯原子在失去活性以前,足以破壞一萬個臭氧分子,因此對臭氧層造成莫大的威脅。

自1978年開始的十年內,全球各緯度平流層的臭氧含量降低約1.2%至10%不等,南極上空更是臭氧被破壞最嚴重的地區,甚至在春季期間更會出現所謂的「臭氧洞」,面積可達到和英國面積一樣大小。

但CFCs主要是由北半球工業國家所排出,北半球大氣中的濃度也確實高於南半球,但為什麼至今最大的臭氧洞是出現在南極而不是在北極呢?顯然跟南極特殊的地理環境跟氣候狀況有密切關聯。

冬季在極區上空的平流層形成渦旋阻斷了空氣的交換,造成極低溫狀態(低於-80℃),這種極低溫將有助於極性冰晶雲的產生。

臭氧洞(Ozone)-上

臭氧洞(Ozone)-上
臺北縣新莊國民中學自然與生活科技領域賴俐伶老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

   
何為臭氧?
臭氧(O3)是一種具有刺激性氣味的不燃性氣體,其實它的味道並非很臭,而是有如收割稻草時的獨特氣味,西元1785年時,德國人Van Marum在雷雨後的清新空氣中,所含的草鮮味而發現了臭氧的存在,直至1840年才由Schonbein,以希臘字”OZONE”為之命名,重量約為空氣的1.5~1.7倍。

臭氧層的出現及意義:
太陽紫外線可以提供能量,分解大氣中的氧分子(O2)形成氧原子(O),而游離的氧原子又有可能再與另一氧分子結合,就會合成臭氧(O3),臭氧又會與氧原子、氯或其他游離性物質反應而分解消失,不斷反覆的生成和消失,使得大氣中的臭氧含量維持在一定的均衡狀態。

實際上大氣中臭氧的總含量並不多,只有0.01~0.04ppm,而且在各地的分布並不均勻,約有90%的臭氧存在於平流層(Stratosphere)的較低層,即離地面20到30公里處,此區被稱為「臭氧層」(Ozone Layer)。

臭氧層可以吸收太陽光中大部分的紫外線,屏蔽地球表面生物,不受紫外線侵害,加上其具有極強淨化殺菌之作用,可使得自然界中的細菌黴菌,無法過度繁殖因而保持平衡狀態,所以這一層雖然極薄,但卻對於地球上的生命非常重要。