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 。
这张来自NASA的图片反映了此前30多年间南极臭氧层空洞的变化情况 。 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 。 (注:对于“氟利昂”的定义,存在不同的说法 。 除了此处指代的氟氯烃,也有人用氟利昂指代范围更广的饱和烃卤代物,或是更狭义的二氯二氟甲烷,即CFC-12 。 )
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 。 根据NASA科学家的估计,如果各方继续严格遵守协定,预计到本世纪中叶,臭氧层将完全恢复 。
从太空观测的地球大气层 。 来源:NASA
在气候环境形势日益严峻的背景下,臭氧层空洞的好转无疑是难得一见的好消息 。 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 。
12个全球观测站发现异常
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 。
“我们想借这项研究告诉人们,看啊,现在臭氧层中发生的事情可不是我们希望看到的 。 ” Montzka说 。 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 。
虽然CFC-11及类似气体多年来一直被禁用,但在含有绝缘泡沫的建筑物和设备被拆除或销毁时,它们仍然会少量泄漏到大气中 。 另一方面,大气中的CFC-11在大气中的存留寿命约为57年 。 因此,虽然有设备拆除导致的少量排放,但其自然分解过程加上对生产的限制本应使CFC-11的大气浓度逐年加速下降 。
然而,从2013年起,在分析全球12个NOAA监测点的空气样品时,科学家发现,虽然大气中的CFC-11浓度在下降,但下降速率开始慢于预期 。 事实上,在21世纪初,其浓度变化已经开始显现出异常:2002至2012年期间,大气中的CFC-11浓度以每年2.1 p.p.t.(p.p.t.为万亿分之一)的速率稳定下降,低于预期速率 。 在那之后,其下降速率更是开始放缓 。 从2015年到2017年,CFC-11浓度每年仅下降1.0 p.p.t. 。
北半球(红色)和南半球(蓝色)氟利昂-11实际浓度与预计浓度(灰线)下降趋势比较 。 (来源:研究论文)
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