
研究發現,近年來,一類氟利昂(CFC-11)的濃度出現了反常的變化趨勢,這意味著某些人正躲在陰影中違規生產這類污染物 。 而這個神秘的排放源,很可能來自東亞地區 。
這張來自NASA的圖片反映了此前30多年間南極臭氧層空洞的變化情況 。 20世紀七八十年代,人們發現工業化學品氯氟烴類化合物(CFC,也就是臭名昭著的氟利昂)對臭氧層有破壞作用 。 其直接后果,就是南極上空出現了不斷擴大的臭氧層空洞 。 臭氧層是富含活性臭氧的平流層區域,能夠有效過濾紫外線 。 如果沒有臭氧層的防護,來自太陽的紫外線輻射會全部到達地球表面,并破壞人體DNA,最終可致皮膚癌變 。 (注:對于“氟利昂”的定義,存在不同的說法 。 除了此處指代的氟氯烴,也有人用氟利昂指代范圍更廣的飽和烴鹵代物,或是更狹義的二氯二氟甲烷,即CFC-12 。 )
作為制冷劑、發泡劑等,氟利昂曾廣泛用于冰箱、滅火器、泡沫聚苯乙烯等領域的生產過程 。 認識到氟利昂嚴重的環境危害后,各國迅速采取了有效的補救措施 。 1989年,《蒙特利爾議定書》生效,全球范圍內氯氟烴的生產、使用逐漸被禁止 。 作為有史以來最成功的國際環境協定,《蒙特利爾議定書》的生效使得大氣中的氯氟烴含量逐漸減少、平流層的臭氧含量緩慢增加,南極臭氧層空洞的面積也在本世紀緩慢縮小 。 根據NASA科學家的估計,如果各方繼續嚴格遵守協定,預計到本世紀中葉,臭氧層將完全恢復 。
從太空觀測的地球大氣層 。 來源:NASA
在氣候環境形勢日益嚴峻的背景下,臭氧層空洞的好轉無疑是難得一見的好消息 。 然而,一篇發表于最新《自然》雜志的論文卻為臭氧層的恢復蒙上一層陰影 。 美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)的科學家監測發現,作為氟氯烴家族中最主要的污染物之一,大氣層中氟利昂-11(CFC-11,一氟三氯甲烷)氣體濃度近幾年出現了意外的變化趨勢,這一變化很可能會減緩恢復大氣臭氧層的進程 。 他們認為,這是由于某地存在違規的CFC-11氣體排放源,而這個新排放源很可能來自東亞 。
12個全球觀測站發現異常
Stephen Montzka是隸屬于NOAA的博爾德地球系統研究實驗室的化學家,他也是這項研究的第一作者 。 Montzka稱,如果繼續向大氣中排放CFC-11,臭氧層的恢復進程可能會被延緩十年 。
“我們想借這項研究告訴人們,看啊,現在臭氧層中發生的事情可不是我們希望看到的 。 ” Montzka說 。 地球系統研究實驗室的研究人員一直在追蹤大氣中氟氯烴類化合物的濃度,并注意到了CFC-11濃度的異常變化 。
雖然CFC-11及類似氣體多年來一直被禁用,但在含有絕緣泡沫的建筑物和設備被拆除或銷毀時,它們仍然會少量泄漏到大氣中 。 另一方面,大氣中的CFC-11在大氣中的存留壽命約為57年 。 因此,雖然有設備拆除導致的少量排放,但其自然分解過程加上對生產的限制本應使CFC-11的大氣濃度逐年加速下降 。
然而,從2013年起,在分析全球12個NOAA監測點的空氣樣品時,科學家發現,雖然大氣中的CFC-11濃度在下降,但下降速率開始慢于預期 。 事實上,在21世紀初,其濃度變化已經開始顯現出異常:2002至2012年期間,大氣中的CFC-11濃度以每年2.1 p.p.t.(p.p.t.為萬億分之一)的速率穩定下降,低于預期速率 。 在那之后,其下降速率更是開始放緩 。 從2015年到2017年,CFC-11濃度每年僅下降1.0 p.p.t. 。
北半球(紅色)和南半球(藍色)氟利昂-11實際濃度與預計濃度(灰線)下降趨勢比較 。 (來源:研究論文)
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