臭氧消耗物质 ODS

第一类 第二类
第三类
第四类 第五类 第六类 第七类 第八类
类别
用途
禁用情况
CFCs (Chlorofluorocarbon) 全氯氟烷烃（或叫氯氟化碳） Halon 溴氟烷烃（哈龙）
1,1,1-Trichloroethane 1,1,1-三氯乙烷（甲基氯仿）
是理想的制冷剂 做罐装发胶、杀虫剂的气雾剂 刷线路板的清洗 塑料泡沫材料的发泡剂
• 制冷剂(Refrigerant) 通常以R+数字为标号，例如R11, R12, R134a • 因此，并不是所有的氟利昂都是臭氧消耗物质，消耗臭氧的更不是氟
制冷剂编号规则
了解制冷剂的编号规则更有助我们选择环保的制冷剂
• 基本规则与前面CFC编号一致，如右图 • 如CCl3F：R11(CFC-11)；CHF2CHF2 ：R134 • 后面加字母区分同分异构体，如R134a • R400开头为非共沸混合物， R500开头为共沸混合物
即烷烃被F, Cl, Br取掉后的各种物质
大部分的臭氧消耗物质由单个或多个Cl或Br（或及其组 合）取代四个碳键形成的物质，例如四氯化碳、溴基甲 烷等
常见的ODS
CFCs
• CFCs为全氯氟烃的英文缩写，即碳键上所有的 氢元素均被卤素取代
• 在CFC后标以化合物代码，可以代表不同的氯氟 烃，其命名原则如右图
R407C, R410A • 其中GWP较低的有R134a, R410A (R32，R125混合物)
如何识别是否使用ODS
• 冰箱、空调等制冷设备的制冷剂 • 农业杀虫剂配方 • 印刷线路板的清洗工艺 • 塑料泡沫材料的发泡剂，泡沫塑料，如冰箱的隔热层、家用电器减震包装
材料等 • 哈龙灭火器（已不常见） • 金属表面清洗，切削液配方
• 在一般条件下，氯氟烃的化学性质很稳定，在很 低的温度下会蒸发，因此是理想的制冷剂
• 中国已经禁止使用
常见的氟氯烃类物质
CFC-11 CFC-12 CFC-13 CFC-113 CFC-114 CFC-115
CCl3F 三氯一氟甲烷 CCl2F2 二氯二氟甲烷 CClF3 一氯三氟甲烷 CCl2FCClF2 三氯三氟乙烷 CClF2CClF2 二氯四氟乙烷 CClF2CF3 一氯五氟乙烷
CFCs的命名原则
常见的ODS
Halons（溴氟烷烃，或称哈龙）
• 通过破坏燃烧或爆炸的复杂的化学反应到达灭火目 的，曾经用于灭火剂，已经禁止使用
• 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
• 哈龙的耗损臭氧能力比氯氟烃要大3～10倍，并能 引起温室效应，对气候变暖的作用较大
空气中臭氧可嗅知的浓度为0.02～0.04ppm
臭氧的分子结构 Ozone一词源自希腊语ozon，意为嗅
臭氧如何保护地球
• 臭氧主要存在于距地球表面20千米的同温层 下部的臭氧层中，含量约50ppm
• 它吸收对人体有害的短波紫外线，防止其到达 地球，以屏蔽地球表面生物，不受紫外线侵害
• 但随着工业发展，一些化学物质导致臭氧消耗 • 在南极上空已经发现臭氧层空洞
氟利昂与制冷剂
• 氟利昂，又名氟里昂，名称源于英文Freon，它是一个由美国杜邦公司注册的制冷剂 商标，此氟（Freon）非彼氟(F)
• 在中国，一般将其定义为饱和烃（主要指甲烷、乙烷和丙烷）的卤代物的总称，按照 此定义，氟利昂可分为CFC、HCFC、HFC等4类
• 有些学者仅将氟利昂定义为CFC制冷剂；在部分资料中氟利昂仅指二氯二氟甲烷 （CCl₂F₂，即R12）
灭火剂
农业上的熏蒸剂、杀虫剂 油脂、蜡、橡胶、醋酸纤维的溶剂 染料、香料的萃取剂等 金属表面的脱油
已禁用 （特殊用途除外）
Tetrachloromethane 四氯化碳
有机物的氯化剂 香料的浸出剂、纤维的脱脂剂、粮食的 蒸煮剂、药物的萃取剂有机溶剂 织物的干洗剂
HBFCs (Hydrobromofluorocarbons)
含氢溴氟烷烃
信息不详
Bromochloromethane 溴氯甲烷
灭火剂 或四氯化碳的部分替代作用
Methyl Bromide 甲基溴
HCFCs (Hydrochlorofluorocarbons) CFC第一阶段替代物
含氢氯氟烷烃
臭氧消耗量比CFC低许多
已禁用
已禁用 （特殊用途除外） 2030年完全淘汰
或者，如果以CmHnFxCly表示制冷剂，其 编号为: R(m-1)(n+1) (x)
环保型制冷剂 HFCs
氢氟烃类 Hydrofuluorocarbons
• 含C, H, F, 不含Cl 或 Br • 不破坏臭氧物层，部分HFCs具有较强温室效应 • 常见环保型冷媒包括 R32, R125, R152, R134a,
如何管理ODS物质
• 淘汰禁止使用的物质 • 新购化学品应确认其成分不含ODS，例如清洗溶剂不含CCl4，CHCl3，制
冷剂不用R11 • 属于逐渐淘汰的物质，应该识别当前使用场所及设备 • 建立充填记录，以追踪排放量 • 寻求环保型ODS取代物质（参考其ODP以及GWP）
O3
O2
太阳 UV
C原子
H
ClO
氟氯烃CFCs
Cl原子
O
H原子
O2
臭氧消耗原理
以Cl为例的连锁反应方程式： CFCl3 + uv → CFCl2 + Cl Cl + O3 → ClO + O2 ClO + O3 → Cl + 2O2 Cl + O3 → ClO + O2
接下来的讨论都是围绕这个分子结构展开…
什么是ODP
• ODP Ozone Depleting Potential臭氧消耗潜 能值：他是以制冷剂R11（即CFC-11）的臭 氧消耗量为为基准的一个当量，即R11的 ODP=1
• 随GWP（气候变暖潜势）等信息标注于制冷 剂等产品包装或说明书上
• ODP越低越好，环保型制冷剂R134a的 ODP=0
O3
O3
臭氧层保护地球免受紫外线侵害示意图Fra Baidu bibliotek
臭氧消耗原理
• 研究表明，人类排放的氯、溴卤代烃等 物质在紫外线作用下释放的Cl自由基或Br 自由基可以与臭氧连锁反应
平流层
• 例如，一个Cl自由基可以摧毁10万个臭 氧分子
• 人们把这些破坏大气臭氧层的物质称为 消耗臭氧层物质ODS（Ozone depleting 对流层 substance）
国际公约与中国法规
• 保护臭氧层维也纳公约 • 关于耗损臭氧层物质的蒙特利尔议定书 • 消耗臭氧层物质管理条例 国务院令573
号 • 中国受控消耗臭氧物质清单
该清单基本是与国际公 约一致行动方案，它吧臭氧 消耗物质分为8个大类，并 列出了每种物质的分子式、 ODP值、以及禁止使用的 日期
摘自《中国受控消耗臭氧物质清单》2010
消耗臭氧层物质 ODS
认识臭氧
• 臭氧(O3)是氧气的同素异形体， 在常温下，它是一种有特 殊臭味的淡蓝色气体。
• 中国作业场所接触限值：0.3mg/m³(=0.15ppm, MAC) • 家用臭氧消毒柜外臭氧泄漏量不得超过0.2mg/m3（1.5米
以外），消毒一个周期后残留浓度不得大于0.3mg/m3 • 动物试验表明，臭氧毒性的起点浓度为0.3ppm，而人对