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含氟气体对我们有什么危害元素周期表中的暴

2019-03-09 22:56:10 | 来源: 旅游

新浪科技讯 北京时间6月17日消息,据国外媒体报道,氟是对人有害的气体。这种元素目前仍被用于制造各种人造气体,这些气体中有的导致人暴露于灼人的紫外线下,有的甚至在导致地球变暖。

含氟气体对我们有什么危害元素周期表中的暴

“氟就像是元素周期表中的暴龙”,化学教授Andrea Sella介绍说,“它瞬间就能与除了氦、氖、氩以外的其它元素发生反应。”

如果你看到过纯的氟元素的话,它并不抢眼——只是一种浅黄色的气体——但实际上这种气体相当的危险,Sella所在的伦敦大学学院化学系甚至都不保存这种气体。

氟气的气味有点像氯气,Sella介绍说,“不过通常如果你闻到氟气的味道,你会尽你所能迅速的离开。”

Sella还有一罐另外一种可怕的物质——氢氟酸。这种物质的酸性(也就是其所含氢离子的反应性)并不像其它一些大众熟悉的酸(比如盐酸和硫酸)那么强。

但氢氟酸仍然是一种剧毒的化学品,因为其所含的氟离子能够穿透进入你的身体。“与皮肤接触会产生令人难以忍受的灼伤和疼痛,你也没有办法真正的处理伤口,因为氟离子会进入你的体内”,Sella说。

一旦进入体内,氟离子会结合身体里的钙,严重的时候会导致人的心脏衰竭。

氢氟酸的腐蚀性也有它的用途,比如蚀刻玻璃或是芯片上的电路。这种有毒的酸的主要用途是生产各种其它化学物质,这些物质有一个共性——在化学反应性方面,它们都非常的不活泼。

“与极其活泼的氟元素发生反应的结果就是反应产生的化合物非常的稳定”,Sella介绍说,“被氟环绕的分子就像乌龟壳里的乌龟,你没有办法突破氟与其发生反应。”

以聚四氟乙烯(特氟隆)为例,这种材料由被氟包裹的长长的碳链构成。碳-氟键非常强,很难被断开,这使这种塑料很难发生化学反应,适合用于制造不粘锅。

牙膏也是一个例子。牙膏里含有微量的活跃的氟离子。但在刷牙时,这些离子会与你牙齿里的钙结合,产生一层化学上不活跃的氟化钙,为你的牙齿提供保护。

还有就是大家都知道的含氟气体。

声名狼藉的是氯氟烃(由氟、碳和氯元素构成),这类物质在20世纪80年代被发现会破坏臭氧层。

氯氟烃非常稳定,能够上升到达大气层的上层。一旦到达这里,太阳发出的很强的紫外线会分解这种物质,释放出氯气,后者会破坏其周围的臭氧。

由于臭氧能够屏蔽掉太阳紫外线中多数有害的部分,臭氧层遭到破坏这就导致产生了问题。如果对氯氟烃的释放继续不加控制,到达地球表面的紫外线的量将会增加100倍,导致人严重晒伤以及患上皮肤癌。

氯氟烃早被大规模生产是由于其被看做一种完美的制冷剂——能够在气态和液态间迅速转换的液体,从而吸收和释放大量的热。

由于这种特性,氯氟烃可以用于在冰箱或是空调中进行循环散热。由于能够迅速的蒸发,这类化合物也被用于制造便捷的喷雾剂。

氟氯烃的发明人是颇具悲剧色彩的美国化学家小托马斯·米基利(Thomas Midgley Jr),发明向汽油中添加铅的化学家也是他。

在含铅汽油对人的毒害这一方面,米基利几乎无法撇清自己应该承担的。但是在氟氯烃的危害方面,Ian Shankland则认为米基利不应该受到苛责。Ian Shankland就职于美国化学工业巨头霍尼韦尔,领导研发新的制冷剂。

“上世纪20年代的时候”,Ian Shankland介绍说,“有些制冷剂易燃,比如烃。有些制冷剂有毒,比如氨。还有些制冷剂既易燃又有毒,比如氯甲烷。不断发生事故致人死亡。”

与之形成对比的是,氯氟烃似乎是惰性物质,因此米基利有理由认为他生产出了一种“安全”的替代品——这种物质使空调得以在家庭、办公室和汽车中得到大量使用。

氯氟烃的危害要几十年后才会显现出来。不过全世界迅速的做出了反应,于1987年缔结了早的全球环境公约——蒙特利尔议定书。这些措施是有用的。去年的研究发现,臭氧层可能终会稳定下来——从减少氯氟烃的使用至今,已经25年了。

不过好消息也就到此为止了,因为我们还没有解决氯氟烃带来的另一个危害——这些物质也是极强的温室气体,比二氧化碳强很多倍。即使是到今天,在人为导致的温室效应中,氯氟烃带来的温室效应也占到惊人的14%。

另一个问题是导致氯氟烃成为安全的制冷剂的原因——其化学稳定性,这种稳定性意味着这些物质需要很长的时间才能在大气中分解掉(导致臭氧层破坏的是那些到达大气上层并暴露于极强的紫外线下的氯氟烃,这些氯氟烃只占大气中氯氟烃的很小一部分)。

“问题的严重性在于碳-氟键是有机分子中原子间强的单键”,霍尼韦尔的Ian Shankland介绍说,“这些碳-氟键能够吸收红外线,因此氯氟烃是很强的温室气体。”

由于这些原因,Stefan Reimann认为禁用氯氟烃也不知不觉的对“缓解气候变化产生了迄今的影响”,Stefan Reimann供职于国际气象协会,负责监控含氟气体的排放。

但目前仍有大量的其它含氟气体被排放到大气中。比如,在炼铝工业中使用氟石(也就是氟化钙。用作熔剂,以降低从矿石中提炼出铝所需的温度)会释放出四氟甲烷(也叫四氟化碳)。

四氟甲烷含有四个非常稳定的氟-碳键,这意味中这种气体会在大气中稳定的存在数万年,而且四氟化碳是比二氧化碳强5000倍的温室气体。

排放的含氟气体还包括三氟化氮,这种气体能够稳定存在数百年,是比二氧化碳强17000倍的温室气体。这种气体是蚀刻硅的过程排放出来的,具有讽刺意义的是,硅被用于生产太阳能电池板,有人认为使用太阳能电池板是不污染环境的。

在含氟气体中,强的温室气体是六氟化硫,这种气体被用于防止变电站产生危险的电火花和电弧,是比二氧化碳强20000倍的温室气体。

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