在大氣層的平流層中，有一部分臭氧濃度很高的層次，這就是臭氧層。别看它的平均厚度隻有 3 毫米左右，卻有極爲重要的作用：
臭氧層能吸收大量太陽光中的短波紫外線，保護地球上的各種生命。如果過多的短波紫外線直射地面，人類輕則皮膚被灼傷，引起光毒反應，重則誘發皮膚癌變，還可能引發眼部白内障，導緻失明。大量植物也會停止生長繁育，枯黃凋謝；海洋中的浮遊生物和鱗蝦之類的生物會被直接殺死，大型魚類失去口糧生态鏈出現問題……
臭氧層還能爲地球保溫，對大氣的循環具有重要的影響。
今天是國際臭氧層保護日，一個看似遙遠的氣候環保問題，實際上卻和我們日常生活息息相關。
上世紀八十年代中期，在各個國家争前恐後的赴南極進行科學考察的時候，英國南極科考隊的科學家觀測到了一個令全球都爲之恐慌的現象——
臭氧層出現了空洞。
臭氧層爲什麽會被破壞，臭氧層破洞了怎麽修補……
一連串的問題，讓科學家們焦頭爛額。
經過大量研究，他們發現氯氟烴類（CFC）物質要承擔部分責任。
氯氟烴類（CFC）物質，因其優秀的安全性和性能，一直被作爲制冷劑使用，美國杜邦公司将其命名爲氟利昂（Freon）。
是不是很耳熟？
制冷劑變遷與臭氧層空洞
自空調被發明以來，人們嘗試過許多物質作爲制冷劑，如酒精、硫酸、氨水、二氧化硫、溴乙烷……但它們在使用的過程中都有不少問題，不是易燃就是有毒，或者是有很強的腐蝕性，經常發生事故。
直到 1926 年，托馬斯 · 米奇尼開發了首台氯氟碳（CFC）的制冷機。
托馬斯 · 米奇尼
氯氟碳不可燃、基本無毒、能效更高，于是，它很快就成爲了當時的 " 明星産品 "，備受市場歡迎。
不久之後，" 空調之父 " 威利斯 · 開利發明了第一台商用離心式制冷機，開創了制冷和空調的紀元。
1930 年代相繼出現了一批氟利昂制冷劑（又稱鹵代烴制冷劑），這些制冷劑從安全性和性能均大大超越之前的制冷劑，美國杜邦公司将其命名爲氟利昂（Freon）。在随後的幾十年間，氯氟烴（CFCs）與含氯氟烴（HCFCs）制冷劑占到了極高的占比。
理想狀态下，制冷劑應該被密封在空調内部回環利用，但無論是空調的安裝、維修還是日常使用，制冷劑洩漏都不可避免，而這些洩漏的制冷劑，成爲了破壞臭氧層的 " 兇手 "。
氯氟烴（CFC）類物質排放到大氣層中，會在紫外線的照射下形成氯離子。這種遊離狀态下的氯離子 Cl- 與極不穩定的臭氧 O ₃ 會分解成爲氧氣 O ₂ 和次氯酸根離子 ClO- ，兩個次氯酸根離子 ClO- 遇到光分解産生遊離狀态下的氯離子 Cl- 和氧氣 O ₂ 。
這種循環不斷往複，一個氯離子可以将成千上萬個臭氧 O ₃ 分解成氧氣 O ₂ ，造成臭氧層的消耗。
臭氧層
爲了減少臭氧層消耗給人類帶來的危害， 1985 年，由聯合國環境署倡導簽署的《保護臭氧層維也納公約》，首次提出氯氟烴類物質作爲被監控的化學品。
1987 年聯合國又在此基礎之上，邀請 26 個會員國簽訂了限量生産和使用氯氟烷烴等物質的《蒙特利爾公約》。
1997 年 12 月《聯合國氣候變化框架公約》京都議定書在日本京都簽訂，這是首次以國際法規的形式限制溫室氣體排放以抑制全球變暖的國際公約。我國政府于 1998 年 5 月簽署并于 2002 年 8 月核準了《京都議定書》。
該議定書的目标是在 2008 至 2012 年作爲第一承諾期，将主要工業發達國家的二氧化碳等六種溫室氣體的排放量在 1990 年的基礎上平均減少 5.2% 。減排的溫室氣體包括氯氟烴化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）、氧化亞氮（N2O）、六氟化硫（SF6）、甲烷（CH ₄）、二氧化碳（CO ₂）。
2016 年《〈蒙特利爾議定書〉基加利修訂案》在盧旺達基加利通過，該修正案将氫氟碳化物納入《蒙特利爾議定書》管控範圍。
随着科技的進步，人們也在不斷尋找更多種類的環保制冷劑。
比如 R600a（學名異丁烷）已經廣泛使用于冰箱，R32（二氟甲烷）、R290（丙烷）也開始使用于小型空調，這些冷媒對臭氧層的破壞幾乎爲零，碳排放也遠遠小于氫氟碳化合物制冷劑。
不過，這類制冷劑也有一個缺點——與天然氣一樣，它們易燃易爆，運輸、安裝與維修都要求更專業的師傅才能操作。
一個小改變
就能爲保護臭氧層做貢獻
我國目前每年制冷劑的市場投放量大約是 70 萬噸，其中大約 40 萬噸用于國内産品的使用消耗，這 40 萬噸制冷劑中含氫氯氟烴（HCFCs）和氫氟烴（HFCs）制冷劑大約使用 35 萬噸。這些制冷劑如果排放到環境中，即會對環境造成難以修複的破壞，也是對資源的浪費。
在日常生活中，其實有一個方法，就能讓你爲保護臭氧層做出貢獻：
家裏空調維修時，如果維修工人提出要添加制冷劑（加氟、加氟利昂），一定要提醒師傅尋找制冷劑的洩漏源，讓師傅将洩漏點維修好了再加氟（制冷劑），否則洩漏繼續發生，不僅沒有達到維修效果，排放的制冷劑也将加劇氣候變化。
圖源：https://unsplash.com/ 攝影師：Carlos Lindner on Unsplash
另外，如果家用空調冰箱淘汰置換的時候，我們最好能夠将這類舊設備交給能夠回收制冷劑的相關企業，防止制冷劑在沒有回收能力的地方被拆解排放到大氣中。
結語
你可能注意到，最近幾年，好像關于臭氧層空洞的消息少了很多。
這是因爲在全球國家共同關注和努力下，南極上空的臭氧層空調雖然還依然存在，但是因爲傷害臭氧層物質的減少，臭氧層也在慢慢的自我修複。根據科學家的預測，隻要各國能夠按照相關公約履行承諾，再過三四十年，南極上空的臭氧層空洞就會被修複。
爲了我們賴以生存的地球環境，讓我們共同努力，改善地球環境！
策劃制作
作者丨李晉灏 中國制冷學會科學普及部主任 高級工程師
審核 | 常琳 中國制冷學會副秘書長 中國制冷學會科普工作委員會秘書長
策劃｜楊雅萍 丁崝
責編丨楊雅萍
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