爱华网氟利昂如何破坏臭氧层
班级：高一（118）班
研究时间：2008年10月-2009年4月
指导老师：吴月荣
研究小组组长：白翔
组员：郭敏洁 杜丹丹 陈国珍 邓道民 王继亮王良 黄珺
一、课题的确定
经本组人员再三讨论、交流，认为氟利昂是臭氧层破坏的元凶，让人类知道现在的臭氧层已经被破坏的面积慢慢扩大。所以，我们认为对此进行深入研究，对今后的科学家的研究工作有很大的帮助。所以，我们决定以《氟利昂如何破坏臭氧层》作为我们这次研究性学习的研究对象。
二、开题报告
根据资料，近年来，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，全球白内障的发变率将增加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。
1、活动的步骤概述：
第一阶段：组员探讨课题确定课题后查找相关资料，确立科学的研究路线。
第二阶段：上网调查，采访相关人员，通过大量的资料分析得出更好的表彰方法。
第三阶段：整理所得资料总结分类，由局部整体形成一个完整的系统，最后完成论文。
2.详细活动步骤及任务分工：
（一）具体时间（2008年10月－11月）：全组成员探讨课题，确定课题，制定调查方法。
（二）具体时间（2008年11月－12月）：上网调查资料由王良负责，黄珺负责打印资料。
（三）具体时间（2009年1月－4月）：由陈国珍和杜丹丹整理组织成员获得的资料研究小组的成员交流各自的看法：郭敏洁和邓道民对资料进行细密的分析和讨论，达成共识；由王继亮和白翔负责上传到学校或校队。
3.研究成果的呈现形式以结题报告题报告的形式将研究成果呈现出来。
任务分工
王良：上网查找相关资料，收集相关信息。
黄珺：负责打印资料。
陈国珍：整理资料。
杜丹丹：整理资料。
郭敏洁：对资料进行细密的分析和讨论。
邓道民：对资料进行细密的分析和讨论。
王继亮：整理、归类调查结果，编写、总结。
白翔：完成结题报告。
三、课题研究过程
1、由吴月荣老师给全组组员开了个短暂的研究性学习会议，与我们共同讨论调查活动中应注意的事项，并要将调查情况及时汇报老师。
2、制定调查方案和活动计划，拟写活动程序，将活动内容给各个组员，明确各个组员的任务，分层、分阶段开展研究活动。
3、开展活动（具体实施步骤）
a、第一阶段：杜丹丹、陈国珍、黄珺针动氟利昂提出几个问题，通过讨论后，写相关的报告。
b、第二阶段：王良通过网上查寻相关信息，获取资料，郭敏洁和邓道民进行整理与分析，与组员一起讨论得到的资料。
c、第三阶段：研究小组的组员把各自手中的资料进行仔细、全面的分析和研究，交流各自的想法，并达成共识，王继亮将组员们手中的资料及先前编写好的相关报告进行整理，最后编写总结，白翔完成结题报告。
四、研究收获
1、在这次活动中，我们每一个人都有很大的收获。我们增强了同学之间的合作意识与默契，增强了我们的环保意识。
2、我们通过这次调查，了解到了氟利昂对臭氧层的破坏认识程度，也学会了，作为一个高中生，应对环保有一定的了解。
3、通过这次研究性活动，我们自觉的参与各项活动，也培养了学习兴趣，对我们个人的成长起到了很大的帮助。
五、研究成果：论文
氟利昂如何破坏臭氧层
根据资料，近年来，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1%，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。
（一）氟利昂的来源与作用
氟利昂是空调制冷剂，一般称冷媒风们大家都知道氟利昂对臭氧层有破坏，其实真正对臭氧层有破坏的，不是氟，而是氟氯昂中的氯原子，由于氯原子跟臭氧发生化合反应，使臭氧层消失，这样对人体有害的射线就可以畅通无阻的进入大气层，这是对环保最严重的危害，现在有很多新冷媒，氟氯昂的替代品，不含氯原子，我们一般称无氟空调，其实称无氟空调更准确。而以前旧的冷媒例如r22根据国际公约，马上要退出市场，不准生产。如果在填充就是违法。
氟利昂主要用作制冷剂。它们的商业代号F表示氟代烃，第一个数字等于碳原子数减1（如果是零就省略），第二个数字等于氢原子数加1，第三个数字等于氟原子数目，氯原子数目不列。由于氟利昂可能破坏大气臭氧层。已限制使用。
（二）氟利昂是什么？
几种氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的总称。包括CCI3F（F-11）、CCI2（F-12）、CCI3（F-13）、CHC12F（F-21）、CHCIF2(F-22)、FCI2C－CCIF2（F-113）、
F2CIC－CCIF2（F-114）、C2H4F2（F-152）、C2CIF5（F-115）、C2H3F3（F143）等等。以上氟利昂在常温下都是无色气体或易挥发液体，略有香味，低毒，化学性质稳定。其中最重要的是二氯二氟甲烷CCI2F2（F-12）。二氯二氟甲烷在常温常压下为无色气体：熔点－158摄氏度，沸点－29.8摄氏度，密度1.486克/厘米（-30摄氏度）；稍溶于水，易溶于乙醇、乙醚、碱不反应。二氯二氟甲烷可由四氯化碳与无水氟化氢在催化剂在下反应制得，反应产物主要是二氯二氟甲烷，还有CCI3F和CCIF3，可通过分镏将CCI2F2分离出来。
（三）氟利昂如何破坏臭氧层
氟利昂是臭氧层破坏的元凶，它是本世纪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、发泡剂和消洗剂，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。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到数百年，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。在对流层相当称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，分解释放的氯原子可以破坏数万个臭氧分子。
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，含氯的氟利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，生成氧气分子与一氧化氯基；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后成氧气和一氧化氯基……….），不断破坏臭氧分子。
（四）臭氧层破坏的现状。
由于臭氧有其特殊的性质，并易受各种因素的影响，所以臭氧又是十分脆弱的。卫星观测资料表明，自20世纪70年代以来，全球臭氧总量明显减少，1979年~1990年，全球臭氧总量大致下降3%。南极附近臭氧量减少尤为严重，大约低于全球臭氧平均值30%~40%，出现了“南极臭氧洞”。自1985年发现“臭氧洞”以来到1987年它变得既宽又深，1988年虽然有所缓解，但1989年以后到90年代的前几年里，每年南半球春季都出现很强的“臭氧洞”，1994年到1996年南极臭氧洞还在扩大。最近从安装在俄罗斯和美国卫星上的探测器发回的数据获悉，“南极臭氧洞”面积已达2400平方千米，最薄处只有100多布森单位（100dobson,相当于1毫米厚度）。以上情况表明，臭氧层这个地球生命的保护伞，正在遭受严重的破坏，研究其原因和机制并提出切实可行的保护措施，已成为全世界共同面临的重大问题。
（五）臭氧层破坏的原因关于臭氧层变化及破坏的原因
一般认为，太阳活动引起的太阳辐射强度变化，大气运动引起的大气温度场和压力场的变化以及与臭氧生成有关的化学成分的移动、输送都将对臭氧的光化学平衡产生的影响，从而影响臭氧的浓度和分布。而化学反应物的引入，则将直接地参与反应而对臭氧的浓度产生更大的影响。人类活动的影响，主要表现为对消耗臭氧层物质的生产、消费和排放方面。大气中的臭氧可以与许多物质起反应而被消耗和破坏。在所有与臭氧起反应的物质中，最简单而又最活泼的含碳、氢、氯和氮几种元素的化学物质，如氧化亚氮（N2O）、水蒸汽（H2O）、四氯化碳（CH4）、甲烷（CH4）和现在最受重视的氯氟烃（CFC）等。这些物质在低层大气层正常情况下是稳定的，但在平流层受紫外线照射活化后，就变成了臭氧消耗物质。这种反应消耗掉平流层中的臭氧，打破臭氧的平衡，导致地面紫外线辐射的增加，从而给地球生态和人类带来一系列问题。
臭氧的平衡在自然状态下，大气层中的臭氧是处于动态平衡状态的，当大气层中没有其它化学物质存在时，臭氧的形成和破坏速度几乎是相同的。即：然而大气中有一些气体，如CFC和哈龙等，它们能长期滞留在大气层中，并最终从对流层进入平流层，在紫外线辐射下，开成含氟、氯、氮、氢、溴的活性基因，剧烈地与臭氧起反应而破坏臭氧问题的症结所在。
氯氟烷烃与臭氧层氯氟烷烃是一类化学性质稳定的人工源物质，在大气对流层中不易分解，寿命可达几十年甚至上百年。但它进入平流层后，受到强烈的紫外线照射，就会分解产生氯游离基·CI，氯游度基与臭氧分子O3作用生所氧化氯游离基。CIO和氧分子O2消耗掉臭氧进而氧化氮游离基与臭氧分子作用生成氯游离基，如此，氯游离基不断产生，又不断与臭氧分子作用，使一个CFC分子消耗掉成千上万个臭氧分子。其主要反应式如下（以CFC-11为例）：CFCI3－·CFCI2+CI·CI·O3－CIO·+O2CIO·+O3－CI·+2O3作为臭氧层元凶而被人们高度重视的CFC，有5种物质为“特定氟利昂”，它们主要用作致冷剂、发泡剂、消洗剂等。其产品一直在增加，直到知道利用CFC作气溶胶在潜在危险后才开始下降，通过实施控制措施，特定氟利昂的生产量由1986年的113万吨减少为1991年的68万吨，削弱了40%。
漠化物与臭氧层世界气象组织认为，溴比氯对整个平流层中臭氧的催化破坏作用可能更大。南极地区臭氧的减少至少有2%是溴的作用所致。有人指出，在对极地臭氧的破坏中，BrO与CIO反应可能起重要作用：BrO+CIO－CI·+O2Br·+O3－BrO+O2CI·+O3－CIO+O2整个反应使2Q－3O2.对极地平流层的BrO和CIO的观察支持这种观点，并由认为南极地区臭氧破坏的20%~30%是由溴引起的，而且认为，溴对北半球臭氧的破坏可能更加严重。所以溴化物的量虽少，作用却不可低估。
氮氧化物与臭氧层氮氧化物系列中的N2O（氧化业氮），化学性质稳定，至今不清楚它对生物的直接影响，因而还未列为大气污染物。但是N2O同氯氟烃一样能破坏平流层臭氧，同二氧化碳一样，也是一种温室气体，并且其单个分子的温室效应能力CO2分子的100们。5.南极臭氧洞的形成原因关于南极臭氧洞的形成和发展，人们曾认为主要是由于CFC单个因素的破坏，但是，用CFC的光化学反应不可能解释臭氧洞；的准两年周期波动和11年左右的周期变化。在南极地区的大规模大气物理和化学综合观测以及相应的化学动力学理论和实验研究，较好的回答了为什么主要在北半球中纬度地区排放CFC对南极地区臭氧的破坏最大这一问题。在南极地区，每年4月~10月盛行很强的南极环极涡旋，它经常把冷气团阻塞在南极达几个星期，使南极平流层极冷（-84摄氏度以下）因而形成了平流层冰晶云。实验证明，在这种特定的条件下，破坏臭氧的两个过程（即CI+O3－CIO+O2和CIO+O2－CI+O2）将因原子氯的活性大大增加而变得更为有效，这就使南极春天平流层臭氧浓度大幅度下降。在北极地区，虽然也存在环极涡旋，但其强度较弱，且持续时间较短，不能有效地阻止极地气团与中纬度气团的交换，再加上气体交换造成的臭氧向极区输送便使北极臭氧洞不像南极明显。
（六）臭氧层破坏的影响
臭氧层破坏对人类健康的影响由于臭氧层的破坏，太阳紫外线中以往极少能到达地面的短波紫外线也将增加，使得皮肤病与白内障患者将会增加
