為什麼臭氧撕裂的氯氟烴會回來？

5月16日發表在《自然》(Nature)期刊上的一項重大研究發現，自上世紀80年代以來，臭氧消耗的氯氟烴(CFCs)首次在大氣中急劇上升，這意味著有了新的來源。但問題是：科學家們不僅不知道這個新來源是什麼，也不知道有人會決定再次泵出氯氟烴。這是因為有許多廉價的替代氯氟烴(CFCs)的替代品。正如《華盛頓郵報》(Washington Post)在其詳細報告中所解釋的那樣，自1987年《蒙特利爾議定書》(Montreal Protocol)禁止該材料以來，全球CFC產量一直接近於零。總的來說，大氣氯氟烴仍在減少，臭氧層仍在不斷補充。不過，南卡羅萊納大學的環境化學家約翰·l·費瑞(John L. Ferry)說：新水源已經大大減緩了這一進程，科學家們發現這種情況完全令人困惑。

根據美國國家航空航天局和美國國家海洋和大氣管理局的數據，每年9月在南極上空形成的臭氧層空洞是自1988年以來最小的。圖片：NASA"s Goddard Space Flight Center/Kathryn Mersmann

揮發性化合物

博科園-科學科普：氯氟烴(CFCs)是由碳原子組成的分子，它們與氯和氟原子相連，鹵素元素使分子揮發，但特別非反應性，Ferry告訴Live Science。揮發性化學物質，即容易揮發的化學物質，在諸如滅火器和冷氣裝置(如冰箱和空調)等發泡設備中很重要。最初的製冷劑…是氨還是丁烷。其中一種是非常非常有毒的氨，所以我們需要一種無毒的替代品。另一個非常非常易燃：丁烷。

氯氟烴是特殊的，因為它們既不易燃也不活潑，有毒。它們非常受歡迎，直到它在大氣層中被發現時，它們正在分解。所有的氯都破壞了臭氧層，破壞了高飛行分子的化學鍵，這些分子可以保護地球表面免受紫外線輻射。Ferry說，更換氯氟烴是一個挑戰。一些替代方案被證明過於被動，導致癌症和其他問題。而且，在每一種情況下，都沒有一種分子能在這種情況下發揮作用。

更好的選擇

但是Ferry說：有很多氯氟烴(CFCs)的替代品，就像有不止一個氯氟烴(CFCs)。而且，大多數情況下，那些替換的工作很好地完成了氯氟烴(CFCs)曾經做過的工作。這與使用氯氟烴的懲罰一起，使發現了一種神秘的新來源，這種化學物質，CFC-11，尤其令人費解。這看起來就像是一種瘋狂的材料，可以用來做任何事情。這兩種主要的CFC-11用例、消防和電冰箱都沒有受到影響，想不出有什麼特殊的用例，因為沒有現成的替代品。那麼，為什麼有人會重新開始使用氯氟烴(CFCs)呢?

這是一個很難回答的問題，老生常談的答案是短期收益。所以，可以想像:你會處於什麼樣的境地？我能想像的是如果你儲存了氯氟烴(CFCs)的股票，儲存在蒙特利爾議定書之前但從未使用過。費里說，一些製造商經過一段時間後，會開始用他們的庫存來降低價格，這是可行的。但是在這裡所涉及的氯氟烴的數量，在一段時間內達到了2860萬磅(1300萬公斤)，這將是一個巨大的儲備。這似乎是不合理的，這讓我對非標準庫存感到好奇。最有可能出現這種儲備的是天然的冰晶。

世界上的冰正在融化，渡船說融化的冰可以釋放被困的化學物質到空氣中。但是，似乎不太可能有任何的冰，只有CFC-11，而不是其他的CFCs。這就留下了一個奇怪的可能性，有人正在積極地製造和使用CFC-11，而且CFC工廠很難找到。如果有足夠大的樣本，化學家們就可以分析CFC的特徵，並指出它的起源。由於這種物質鬆散並混合在大氣中，單靠收集任務是非常困難的。這就是說，這背後的分析化學是很奇妙的，而且已經研究了幾十年的人——我對這些人很有信心。如果有可能找到這些東西，我們會找到的。不過，目前的情況非常神秘。當我們知道這些負面影響的後果時，為什麼會有人設立工廠來做這件事呢？這看起來很瘋狂。

博科園-科學科普｜文：Rafi Letzter/Live Science

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