研究称《蒙特利尔议定书》原料豁免或致臭氧层恢复推迟约七年

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1987年签署的《蒙特利尔议定书》长期被视为最成功的国际环境协议之一。该协议推动全球逐步淘汰会加剧臭氧层空洞的化学物质,从而降低皮肤癌等健康风险。麻省理工学院(MIT)牵头的研究指出,随着受控物质减少,平流层臭氧正在恢复;部分估计认为臭氧层最早可能在2040年恢复至1980年水平。

不过,研究人员表示,《蒙特利尔议定书》对“作为其他材料生产原料使用”的臭氧消耗物质设有豁免。该豁免建立在早期判断之上:当时认为此类用途的泄漏量很小,约为投入量的0.5%。

近年来,科学家在大气观测中发现臭氧消耗物质含量高于预期,并上调了对原料用途泄漏率的估计。由MIT研究人员参与的国际团队在最新论文中量化了不同泄漏率情景对臭氧恢复的影响,结论显示,如果相关规则不作调整,更高的泄漏率可能使臭氧恢复时间推迟约七年。

论文作者之一、MIT环境研究与化学李与杰拉尔丁·马丁教授苏珊·所罗门表示,过去几年研究团队逐渐意识到,原料化学品构成了体系中的“漏洞”。她指出,全球范围内臭氧消耗物质的生产几乎已停止,主要剩余用途之一是将一种化学品转化为另一种化学品时作为原料使用。

该研究发表于《自然通讯》,作者称这是首次对“原料泄漏”影响进行全面量化。论文指出,这些原料目前用于制造塑料和不粘化学品,也用于制造《蒙特利尔议定书》管控化学品的替代品。研究人员表示,在塑料等终端产品产量预计增长的背景下,遏制原料用途并防止泄漏的重要性上升。

论文第一作者、瑞士联邦材料科学与技术实验室(Empa)的斯特凡·赖曼表示,如果希望议定书未来继续保持既有成效,各缔约方需要考虑如何收紧相关工业过程的排放控制。

研究回顾称,1985年科学家发现南极上空臭氧层出现不断扩大的空洞,导致更多有害紫外线辐射到达地表。1986年,包括所罗门在内的研究人员前往南极并确认,臭氧恶化与一类名为氯氟烃(CFCs)的化学物质有关,这些物质当时广泛用于制冷、空调和喷雾剂。随后,《蒙特利尔议定书》在覆盖197个国家和欧盟的框架下限制氯氟烃使用,并在部分基于行业对泄漏量估计的情况下,对原料用途作出豁免。

MIT可持续科学与战略中心及地球、大气与行星科学系的卢克·韦斯特恩表示,当时普遍认为原料用途的排放远小于制冷剂和泡沫等用途,并认为泄漏率很低,约为0.5%,原因之一是泄漏意味着企业损失原料成本。

论文称,上述假设已不再成立。韦斯特恩与赖曼参与的高级全球大气气体实验(AGAGE)监测网络近年来将原料泄漏率估计上调至约3.6%,部分化学品的泄漏率更高。

在建模设定上,研究以3.6%的原料泄漏率作为多数化学品的基线情景,并与自2025年起泄漏率为0.5%以及“零泄漏”两种情景进行对比。研究还结合2014年至2024年的生产趋势,推算2025年至2100年间各类臭氧消耗化学品作为原料的使用量。

结果显示,至2050年前,无论哪种情景,臭氧消耗化学品的总排放量均呈下降趋势,原因是原料排放增加被议定书强制削减的其他用途排放所抵消。但在持续3.6%泄漏的情景下,排放量在2045年前后趋于平稳,到2100年总排放仅减少约50%。

研究进一步评估原料相关排放对平流层臭氧消耗的影响:在0.5%泄漏情景下,臭氧层于2066年恢复至1980年水平;零泄漏情景下为2065年;而基线情景下恢复时间推迟至2073年,延后约七年。

赖曼表示,研究传递的信息是相关排放水平过高,需要找到降低方法,包括不再将这些物质用作原料、替换化学品或在使用过程中减少泄漏。

在全球治理层面,论文提到,《蒙特利尔议定书》成员每年召开会议并设立不同主题工作组,原料排放已成为讨论议题之一,参与方将共同审查证据,并在需要时发布有关缓解策略的声明。

所罗门表示,化学工业具备创新能力,通常愿意考虑替代品。她同时指出,AGAGE能够识别原料排放的影响,也从侧面反映出全球在减少其他来源排放方面已取得进展。

韦斯特恩称,很多情况下问题源于流程疏漏,提高意识并强化流程管理可能带来改进。赖曼则表示,研究希望发出“警示信号”,即便缩短的时间以年计并不算长,但若考虑这段时间内可避免的皮肤癌病例,其意义仍然重大。

本文信息源自麻省理工学院新闻网站对相关研究的报道。


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