被禁止的破壞臭氧的化學品的排放量出現了令人擔憂的上升趨勢
一項新的研究顯示,儘管《蒙特利爾議定書》禁止為大多數應用生產五種臭氧消耗物質,但從2010年到2020年,這些物質的排放出現了令人擔憂的上升趨勢。這五種氯氟化碳(CFCs)的排放部分源於生產臭氧友好型CFC替代品時的洩漏。雖然這些附帶的或中間的排放在技術上是《蒙特利爾議定書》所允許的,但它們與該協議更廣泛的目標相抵觸–而且觀察到的增長引起了人們的關注。
論文的主要作者、美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)全球監測實驗室和布里斯托爾大學的研究員Luke Western說:”由於《蒙特利爾議定書》的成功,我們現在註意到了這些排放。現在被禁止的更廣泛用途的氟氯化碳排放已經下降到如此低的水平,以前次要來源的氟氯化碳排放現在已經進入我們的視野。”
這項研究是由來自NOAA、布里斯托爾大學、Empa、CSIRO、東安格利亞大學、加州大學聖地亞哥分校、科羅拉多大學博爾德分校和Jülich研究中心的一個國際科學家團隊進行的,最近發表在《自然地球科學》雜誌上。
對臭氧層沒有直接威脅–但有明顯的溫室效應
根據研究人員的說法,這些氟氯化碳的排放目前並沒有明顯威脅到臭氧的恢復。然而,以目前的增長速度,它們可能成為消耗臭氧的化學品總排放量中的一個重要貢獻。此外,由於它們是強大的溫室氣體,它們對氣候產生了切實的影響: 它們的排放量加起來,相當於一個像瑞士這樣的小國2020年的二氧化碳排放量。這相當於美國溫室氣體總排放量的百分之一或全球溫室氣體總排放量的千分之一。
氟氯化碳是已知會破壞地球保護性臭氧層的化學品。曾經廣泛用於製造數百種產品,包括氣溶膠噴霧器,作為泡沫和包裝材料的發泡劑,以及作為溶劑和製冷劑,根據《蒙特利爾議定書》,2010年禁止為這些用途生產氟氯化碳。
由於其獨特的地理位置、全年的可及性和良好的基礎設施,少女峰研究站非常適合對自由對流層中微量氣體濃度趨勢進行長期的地面監測。
然而,該國際條約並沒有禁止在其他化學品的生產過程中使用和製造CFCs,包括氫氟碳化物(HFCs)和最近的氫氟烯烴(HFOs),它們都是作為CFCs的替代品開發的。
這項研究的重點是目前很少或沒有已知用途的五種CFCs–CFC-13、CFC-112a、CFC-113a、CFC-114a和CFC-115,它們在大氣中的壽命從52到640年不等。就其對臭氧的影響而言,這五種CFC的排放相當於目前CFC-11排放的十分之一左右,而CFC-11是《蒙特利爾議定書》所控制的這組化學品中最豐富的一種。
創紀錄的高豐度
在這項研究中,研究小組使用了來自世界各地14個站點的測量數據,包括高級全球大氣氣體實驗(AGAGE)站,如Empa管理的少女峰的一個站點,以及一個大氣傳輸模型,以表明在2010年淘汰用於大多數用途的這些氟氯化碳的生產後,全球大氣中的豐度和排放量增加;事實上,它們在2020年達到了創紀錄的高豐度。
研究人員確定,對於他們研究的三種氟氯化碳–CFC-113a、CFC-114a和CFC-115–排放的增加可能部分是由於它們在生產主要用於製冷和空調的兩種常見的氫氟碳化物期間的作用。”由於目前這些化合物最可能的來源是碳氟化合物行業的副產品,考慮到一些新一代碳氟化合物產品的生產預測,人們擔心這些氟氯化碳的排放會增加,”該研究的共同作者、Empa的Martin Vollmer說。
然而,另外兩種氟氯化碳,即CFC-13和CFC-112a,其排放量增加背後的驅動因素不太確定。Vollmer說:”我們不知道目前有任何氟碳化合物的化學工藝,其中這兩種物質作為中間產品或副產品出現。”
是時候加強《蒙特利爾議定書》了?
研究人員沒有確定這些排放物來自哪裡;他們記錄了全球排放量的上升,但無法確定特定的來源位置。Empa的Stefan Reimann,該研究的另一位合著者說,其中一個原因是全球監測網絡中存在許多”盲點”:”即使這項研究結合了幾個網絡和小組的測量結果,世界上的幾個地區,包括全球氟碳化合物產量最大的地區,都被嚴重低估了。”
據研究人員稱,如果這五種氟氯化碳的排放量繼續上升,它們的影響可能會抵消在《蒙特利爾議定書》下獲得的一些好處,也會大大加劇全球變暖。該研究指出,通過減少與氫氟碳化物生產相關的洩漏和適當地銷毀任何共同生產的氟氯化碳,這些排放可能會減少或避免。”鑑於這些化學品在大氣中的持續上升,也許現在是時候考慮把《蒙特利爾議定書》變得更尖銳一些了,”另一位研究報告的合著者、尤利希研究中心的Johannes Laube說。Luke Western說,一個值得注意的信息是,一些氟氯化碳替代化學品的生產過程可能不完全是臭氧友好型的,即使替代化學品本身是。