尽管自 2010 年以来全球颁布了禁令,但五种消耗臭氧层化学物质的大气浓度仍创下历史新高。
氯氟烃(CFC)完全是人造气体,可用于多种应用,包括制冷、空调或化学溶剂。 自 20 世纪 80 年代以来,它们越来越多地受到一系列国际条约的监管。
1987年蒙特利尔协议已获得一致批准,限制 CFC 向大气中的排放,因为 CFC 会破坏环境层:平流层高处的区域,吸收有害的紫外线 (UV) 辐射并保护下面的生命。
《蒙特利尔议定书》的目标是通过控制并日益限制这些化学品的生产来降低大气中氟氯化碳的浓度。
这对于许多消耗臭氧层物质非常有效,这就是为什么正在慢慢恢复。 因此,最近大气中五种氟氯化碳浓度的增加是相当令人惊讶的。
我们的发现虽然令人担忧,但应该被视为一个预警。 所有五种氟氯化碳对臭氧层恢复的影响仍然很小。
然而,我们并不完全了解它们来自哪里,因此这种情况未来可能会发生变化,我们不应该忽视这些排放对人类健康和环境的累积影响。
全球图景
我们的团队一直在分析来自世界各地的空气样本,重点关注远离这些氟氯化碳来源或实际上任何工业排放源的所谓“背景”地点。
塔斯马尼亚偏远西海岸的格里姆角天文台就是一个例子。 这是我们评估这些化学物质构成的威胁的基础,因为它揭示了其大气浓度的全球趋势。
我们在 2010 年至 2020 年期间的主要发现有两个。
首先,CFC-13 和 CFC-113a 的浓度延续了之前观察到的水平? 和令人困惑? 增加。 2016 年左右,CFC-113a 浓度甚至加速上升。
其次,CFC-114a和CFC-115的浓度自2000年代以来一直稳定,而CFC-112a的浓度甚至开始下降。 然而,所有这些都在 2013 年至 2014 年左右开始增加。
这些观察结果与有关大气环流以及如何通过化学反应从大气中去除氟氯化碳的更多知识相结合,使我们能够估计这五种气体的全球排放量。
它们对臭氧层的损害可以通过其臭氧消耗潜力来表示,即与相同数量的 CFC-11 相比,会破坏多少臭氧,每种 CFC 的消耗潜力不同。
结果是一种解脱。 2010 年至 2020 年间的排放仅导致全球平流层臭氧损失约 0.002%。
但没有时间放松,原因有二。
所有五种氟氯化碳也是强效温室气体,一旦排放,将在大气中保留数十年至数百年。 2020 年它们的变暖效应已经大约相当于瑞士的二氧化碳排放总量? 排放。 如果这些排放量继续呈上升趋势,它们对也会扩大。
必须认真对待这些气体在大气中的持久存在:所有排放物都是子孙后代需要应对的遗产。
追踪来源
避免未来排放的第一步是找出当前排放的来源。 我们收集并结合我们自己的信息,在之前的研究中已经有了一些线索,例如排放开始加速的确切时间。
我们发现,五种 CFC 中的三种(CFC-113a、CFC-114a 和 CFC-115)可以在《蒙特利尔议定书》允许的其他化学品的制造过程中产生,尤其是氢氟碳化合物或 HFC。 HFC 在许多应用中已取代 CFC 作为臭氧友好的替代品。
然而,与氟氯化碳一样,它们是温室气体,目前其产量正在减少很多国家根据 2016 年《蒙特利尔议定书》基加利修正案,该修正案可以减少与气候相关的变暖0.5°C。
氟氯化碳很可能在生产过程中泄漏,它们要么被用作原料(制造另一种化学品的化学成分),要么由于原料未完全转化为目标化学品而泄漏。
发展中国家在2010年禁用CFC之后,HFC的生产才真正开始起飞,大约与这五种CFC的排放量增加同时期。
预计 HFC 的产量将进一步增加未来几年,这可能会导致这些 CFC 的排放量增加。 CFC-113a 用于制造至少一种氢氟烯烃或 HFO,它们是 HFC 的替代品,不会使气候变暖,并且可能在未来长期使用。
尽管 HFC 和 HFO 是 CFC 更良性的替代品,但如果 CFC 继续泄漏到大气中,臭氧在其生产过程中仍可能会产生一些成本。
我们无法找到其他两种 CFC(CFC-13 和 CFC-112a)的合理来源。 事实上,它们的排放量正在增加,而我们不知道为什么,这本身就是一个令人担忧的问题。
是时候重游蒙特利尔了吗?
《蒙特利尔议定书》在减少臭氧消耗物质排放方面取得了巨大成功。 目前 CFC 排放总量为仅为峰值的 5% 左右20世纪80年代末。
然而,某些氟氯化碳在大气中含量的增加仍然与该条约的目标相矛盾? 通过堵住工业流程中的泄漏来消除这些污染物,可以轻松减少这些国家规模的消耗臭氧层和气候变暖气体的排放。
签署该协议的国家将仔细考虑,寻找必要的控制措施来消除这些逆趋势的排放。
与此同时,我们将继续用天空中的眼睛来监测大量破坏地球的气体的进展。