臭氧層正在修複？未受議定書管制的氯仿排放將延遲修複過程

2018年11月，聯合國發布的《2018年臭氧層消耗科學評估報告》稱，得益於《蒙特利爾議定書》的實施，地球的臭氧層正在愈合，在2050年前南半球的臭氧層將恢復原樣。但《自然-地球科學》12月21日在線發表的一項研究卻表明，中國東部地區氯仿排放量的增加可能會使臭氧層的修複延遲4至8年。

全球氯仿排放量（黑線）及其不確定區間（灰色陰影區域），由逆向模型導出。

臭氧層是指距地表15公里至50公里處臭氧分子相對富集的大氣平流層。它能吸收99％以上對人類有害的太陽紫外線，保護地球上的生命免遭短波紫外線的傷害，被稱為地球生物的保護傘。在20世紀，人類的活動對臭氧層造成了嚴重破壞。為了保護臭氧層，國際社會於1987年簽署《蒙特利爾議定書》（全稱為《關於消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》），逐漸禁止氯氟烴（CFC）等破壞臭氧層物質的使用。

根據《2018年臭氧層消耗科學評估報告》，《蒙特利爾議定書》取得了一定的成果，尤其在管制諸如氯氟烴等長期消耗臭氧物質的排放方面十分有效。前聯合國環境署執行主任埃裡克·索爾海姆也曾表示，《蒙特利爾議定書》被公認為歷史上最成功的多邊環境協定之一。

《蒙特利爾議定書》主要管制長期消耗臭氧物質，對於在大氣層中存在時間少於6個月且消耗臭氧的極短壽命物質（Very short-lived substances，VSLS）如二氯甲烷（CH2Cl2）和氯仿（CHCl3）等沒有加以管制。極短壽命物質是在平流層中發現的消耗臭氧的含鹵素物質。這些物質的壽命很短，通常不到6個月，是造成臭氧破壞的促成因素之一。歷史上，由於這些物質在大氣層中存在時間較短、大氣濃度較低，被認為在消耗臭氧中起著次要的作用。

然而，一項美國、韓國、日本、英國和澳大利亞研究機構共同參與的研究發現，近年來，一種極短壽命物質——氯仿在大氣中的濃度突然增加，如果繼續保持目前的增長速度，臭氧層的恢復可能會延遲4至8年。

氯仿又稱三氯甲烷，是具有特殊氣味的無色透明液體，主要用於生產製冷劑氟利昂和氟聚合物，還用於醫藥工業，作為萃取劑、麻醉劑和獸藥等。目前，氯仿等極短壽命物質沒有被納入《蒙特利爾議定書》的管制範疇。

研究人員發現，自2010年以來，全球7個站點的大氣氯仿濃度在經歷了相對穩定的20年之後出乎意料地上升。通過對這些數據的統計分析，他們發現，氯仿濃度上升的現象隻發生在位於東亞的兩個站點。他們的兩項逆向建模測試也驗證了中國東部地區氯仿排放量的快速增長，且該增長能夠解釋全球大氣中氯仿濃度的上升。

利用FLEXPART模型進行區域反向模擬得到的氯仿排放分布圖。藍十字代表生產氯仿的工廠。

利用FLEXPART和NAME模型進行區域逆模擬，得出中國東部地區氯仿年排放總量的變化圖。

具體而言，該研究的模型分析顯示，2010年前後中國東部地區的氯仿排放量迅速增加，2015年達到每年88Gg左右（1Gg=1000噸）。東亞其他國家和地區的氯仿排放量自2007年以來沒有發生顯著變化，總體上比中國東部地區的氯仿排放量小得多。研究顯示，2007年至2015年，中國東部地區的氯仿排放量佔東亞地區總排放量的87%。

根據模型推演，2015年全球氯仿排放量比2010年增加了46Gg左右，而同時期中國東部的排放量增加了48Gg至50Gg左右，與全球增長量幾乎等同。因此，研究人員分析稱，2010年後全球氯仿排放量的增加很可能是由於中國東部地區排放量的迅速增加所致。該結論成立的前提是氯仿測量網絡未覆蓋的世界其他地區沒有實質性的排放變化。

德國亥姆霍茲國家研究中心的Susann Tegtmeier博士在這篇論文的新聞評論中指出，所有來自站點的數據、逆向建模和排放分布的證據都指出，中國最有可能是氯仿排放量增長的來源。

極短壽命物質對臭氧的消耗不僅取決於總排放量，而且取決於排放源的位置。與長期消耗臭氧物質相比，極短壽命物質會以化學衰變或被雨或冰清除的方式迅速從大氣層中消除。但是，在深對流快速向上輸送的區域，極短壽命物質及其衰變產物可到達平流層並消耗臭氧。例如，該論文指出，在中國東部，近地表排放的氯仿可以通過亞洲季風迅速輸送到對流層上部和平流層下部。

Susann Tegtmeier評價稱，“這項研究提出了許多證據，表明全球大氣中氯仿的濃度正在增加，而中國的工業排放是造成這種增加的原因。這些發現標誌著管制極短壽命物質人為排放的討論邁出了重要的一步。”

2018年2月，瑞士蘇黎世聯邦理工大學等機構研究人員曾發表報告稱，自1998年以來，極地上空的臭氧層逐漸恢復，然而在中低緯度地區，平流層上層的臭氧雖然有所增加，下層的臭氧卻在減少。總體來看，平流層中的臭氧非但沒有增加，反而持續減少。當時，研究人員猜測，平流層下層臭氧減少可能與工業排放的一些物質相關。