氟利昂被禁30年后,仍有人在生产,证据指向东亚

作者: 施怿 吴非

来源: 环球科学

发布日期: 2018-05-23

最新的《自然》论文发现,尽管《蒙特利尔议定书》已经生效,但近年来氟利昂(CFC-11)的浓度出现了反常的变化趋势,这意味着某些人正违规生产这类污染物。研究指出,这个神秘的排放源很可能来自东亚地区。

得益于《蒙特利尔议定书》的生效,南极臭氧层空洞在本世纪不断缩小。然而,最新的《自然》论文却给这一趋势蒙上一层阴影。研究发现,近年来,一类氟利昂(CFC-11)的浓度出现了反常的变化趋势,这意味着某些人正躲在阴影中违规生产这类污染物。而这个神秘的排放源,很可能来自东亚地区。

20世纪七八十年代,人们发现工业化学品氯氟烃类化合物(CFC,也就是臭名昭著的氟利昂)对臭氧层有破坏作用。其直接后果,就是南极上空出现了不断扩大的臭氧层空洞。臭氧层是富含活性臭氧的平流层区域,能够有效过滤紫外线。如果没有臭氧层的防护,来自太阳的紫外线辐射会全部到达地球表面,并破坏人体DNA,最终可致皮肤癌变。

作为制冷剂、发泡剂等,氟利昂曾广泛用于冰箱、灭火器、泡沫聚苯乙烯等领域的生产过程。认识到氟利昂严重的环境危害后,各国迅速采取了有效的补救措施。1989年,《蒙特利尔议定书》生效,全球范围内氯氟烃的生产、使用逐渐被禁止。作为有史以来最成功的国际环境协定,《蒙特利尔议定书》的生效使得大气中的氯氟烃含量逐渐减少、平流层的臭氧含量缓慢增加,南极臭氧层空洞的面积也在本世纪缓慢缩小。

然而,一篇发表于最新《自然》杂志的论文却为臭氧层的恢复蒙上一层阴影。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的科学家监测发现,作为氟氯烃家族中最主要的污染物之一,大气层中氟利昂-11(CFC-11,一氟三氯甲烷)气体浓度近几年出现了意外的变化趋势,这一变化很可能会减缓恢复大气臭氧层的进程。他们认为,这是由于某地存在违规的CFC-11气体排放源,而这个新排放源很可能来自东亚。

Stephen Montzka是隶属于NOAA的博尔德地球系统研究实验室的化学家,他也是这项研究的第一作者。Montzka称,如果继续向大气中排放CFC-11,臭氧层的恢复进程可能会被延缓十年。地球系统研究实验室的研究人员一直在追踪大气中氟氯烃类化合物的浓度,并注意到了CFC-11浓度的异常变化。

研究人员首先考虑了一些客观的解释。例如,人类排放的氯氟烃在从排放源扩散到平流层的过程中,受天气状况的影响,可能会出现浓度的变化。但是,天气变化对气体浓度的部分影响会在短时间内迅速消除。海冰的迅速消融也可以将大量氟氯烃释放至大气中,但很难想象海冰只释放CFC-11,而不影响很多其他氟氯烃的浓度。此外,用通暖空调系统中含CFC-11制冷剂的老建筑被拆除这一假设来解释,也并不符合数据展示出的情况。

Montzka对观测数据进行了详尽的分析和建模,并从中找出了合理的解释。他们注意到,北半球的CFC-11气体浓度始终比南半球稍高,这一现象不难理解,因为大部分排放都来自人口、工业更密集的北半球。但在过去短短几年间,南北半球间CFC-11的浓度差距不断拉大,而在类似气体中没有观察到相同的增加。这表明,北半球CFC-11的浓度增加是排放量增加所致,而不仅仅是天气变化。

这项研究为CFC-11的秘密生产提供了确凿的证据。至于排放的源头究竟在哪里,该研究不足以指出确切的地点,但结合与之相关的HCFC-22排放记录以及他们建立的模型,研究团队锁定了大致范围:东亚地区。在上世纪80年代氟利昂使用的高峰时期,人类每年向大气中释放350,000吨CFC-11,而《蒙特利尔协定书》签署后的21世纪初,这一数字显著下降到每年54,000吨。

如果东亚地区每年新增6,500至13,000吨CFC-11排放,足以改变NASA目前观测到的臭氧层恢复趋势。

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