持续的工业排放正在延缓平流层臭氧层的恢复

这对日常生活为何重要

世界普遍将《蒙特利尔议定书》视为罕见的环境成功案例：通过禁止多种破坏臭氧的化学品，它使行星的保护性臭氧屏障走上了恢复的道路。本研究提出了一个令人警醒的问题：我们是否忽视了一个可能减缓这一恢复的隐藏来源？答案是肯定的。作者表明，某些工业用途的消耗臭氧化学品，过去被认为是微小且受到严格控制的，如今却比预期泄漏到大气中的量大得多——足以将臭氧的恢复推迟数年并增加气候变暖。

全球成功故事中的一个隐蔽漏洞

《蒙特利尔议定书》在很大程度上禁止了在制冷和喷雾罐等应用中使用强效消耗臭氧物质（ODS），例如氯氟烃（CFCs）。但做出了一个关键例外：这些相同的化学品仍可作为“原料中间体”生产和使用，即用作制造其他产品的中间成分。那时，专家们认为只有约0.5%的原料中间体化学品会逸散到大气中，并且它们的使用很快会减少。在这些假设下，来自原料中间体的排放似乎太小，不足以严重影响臭氧层或气候。

工业化学的变化如何颠覆早期假设

工业化学的发展方式颠覆了那些早期假设。如今，消耗臭氧的原料中间体被广泛用于制造更新的含氟产品，包括氢氟碳化物（HFCs）、短寿命的氢氟烯烃（HFOs）、相关化学品以及用于先进电池、耐粘或高性能涂层等项目的特种塑料。这些生产链中有些还会产生不需要的副产物——额外的ODS，如果不被回收和销毁就会泄漏。作者将原料中间体、中间体和副产物的排放统称为“原料中间体排放”，并承认生产链的所有阶段都可能向空气泄漏。

大气测量揭示的情况

由美国国家海洋与大气管理局（NOAA）和多机构全球大气监测合作网络（AGAGE）运行的全球大气监测网络测量到这些气体的极微量存在。通过将这些测量值与大气传输模型相结合，研究人员推断出每种物质必须排放的数量。将这些排放量与工业报告的产量进行比较显示，典型的泄漏率并非0.5%，而是对大多数原料中间体化学品接近3.6%，四氯化碳（CCl₄）约为4.3%。关键的是，ODS原料中间体的总体使用自2000年以来增长了超过160%，而非下降。对于若干关键化学品——包括CCl₄、HCFC‑22、HCFC‑142b和CFC‑113/a——观测到的排放不能仅由老旧设备或遗留储存解释；当前的原料中间体生产必须是一个主要来源。

展望未来：臭氧与气候的三种情景

利用这些更新的泄漏率和关于原料中间体使用如何演变至2100年的预测，作者考察了三种未来情形。在“照常营业”的情形中，当前较高的排放分数在对某些含氟化学品和聚合物需求上升的同时持续存在。在“低排放”情形中，工业迅速改进控制措施，使泄漏率回落到长期假定的生产量的0.5%。在“零泄漏”情形中，原料中间体的使用继续但完全无泄漏，仅剩来自过去储备和其他遗留来源的排放。三种情形都显示，随着旧有用途的消退，总体ODS排放在未来几十年将下降。但在照常营业的情形下，原料中间体的排放仍然足够大，以致在本世纪中叶将这种下降趋势抬平，特别是由于CCl₄和HCFC‑22与‑142b的持续使用。研究团队然后将这些排放换算为臭氧影响的标准度量和辐射强迫，以评估它们会如何延迟臭氧层恢复到1980年状况以及它们将对变暖增加多少贡献。

对臭氧屏障与气候的延迟代价

计算结果表明，如果原料中间体排放保持高位，中纬度臭氧恢复到1980年水平——通常被用作成功的标尺——可能比低排放情形延迟约七年，不确定范围约为六到十一年。减少泄漏，尤其是来自CCl₄和CFC‑113/a的泄漏，将是避免这种延迟最有效的途径。从气候角度看，照常营业情形下原料中间体排放在2050年带来的额外变暖相当于当今全球二氧化碳排放量的约0.8%，到2100年这些排放带来的额外加热将可比于目前强效温室气体六氟化硫（SF₆）影响的数倍。对非专业读者来说，信息很明确：臭氧层仍在恢复的道路上，但工业化学的一个几乎未受监管的角落正悄然放慢这一进程并增加气候变化风险。收紧对原料中间体排放的控制，采用已有技术，可以更早保护臭氧屏障，同时适度地有助于缓解气候变暖。

引用: Reimann, S., Western, L.M., Lickley, M.J. et al. Continuing industrial emissions are delaying the recovery of the stratospheric ozone layer. Nat Commun 17, 3190 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70533-w

关键词: 臭氧层, 《蒙特利尔议定书》, 工业排放, 消耗臭氧物质, 气候变暖