蒙特婁議定書於1987年開始逐步削減破壞臭氧層物質如氟氯碳化物(CFCs)和氯氟烴(HCFCs)的使用,近年來南極上空臭氧洞的面積已不再擴大,2016年科學家宣布臭氧層已開始漸漸恢復,估計臭氧洞在世紀中可望全面復原(見本報第31期「臭氧層恢復現況」)。然而這項推估結果並未將二氯甲烷(Dichloromethane, CH2Cl2)蒙特婁議定書未管制且近年來排放量快速增加的情況納入考慮。

      英國蘭開斯特大學(University of Lancaster)科學家Hossaini博士等人於2017年6月《自然-通訊》(Nature Communications)發表「二氯甲烷對平流層臭氧日益增長的威脅(The increasing threat to stratospheric ozone from dichloromethane)」的論文,指出二氯甲烷在大氣中的觀測濃度在過去十年間增加了一倍。而模式推估顯示,若其濃度維持現在的水準不再增加,臭氧層應在2065年之前可以恢復;若濃度以現在的速率持續增加,可能使臭氧層的恢復延後30年。

      相較於可在大氣中存在數十年甚至數百年、緩慢分解釋放氯離子破壞臭氧層的CFCs,二氯甲烷在大氣中的平均生命週期短,通常在幾個月內即會分解,不易在大氣層中累積,且過去二氯甲烷的大氣濃度較低,因此沒有被納入蒙特婁議定書中管制。然而Hossaini博士根據其近年來快速增加的排放量估計,至2050年時分解自二氯甲烷的氯濃度可能占平流層中所有氯的四分之一,將妨礙臭氧層的恢復。

      二氯甲烷的用途相當廣泛,常用於工業溶劑、噴霧罐、聚氨酯(polyurethane)發泡等,且是生產R-32冷媒(二氟甲烷,CH2F2)時須添加的化學品,目前尚不清楚二氯甲烷排放量快速增長究竟源自於何種用途的排放或洩漏。英國東英吉利大學環境科學學院Leedham Elvidge博士觀測到亞洲最大的二氯甲烷排放增量可能來自於冷凍冷藏與空調系統,研究團隊分析了平流層下緣的空氣樣本,發現印度次大陸上空的二氯甲烷濃度很高,且排放量在十年內增加了二至四倍,認為很可能源自生產R-32時的洩漏或刻意排放。Hossaini博士引用其研究結果,認為這可能是2000年初於大氣中觀測到二氯甲烷增加的原因,但近期增加的總體原因仍不明確。

      由於排放源尚未釐清,未來大氣中二氯甲烷增長的情形仍待確定,不過可以確定的是,二氯甲烷在大氣中的生命週期短意味著減少其排放將可立刻降低大氣中的濃度。Hossaini博士認為,目前雖然缺少長期的觀測資料,但現有的數據表明二氯甲烷是大氣中氯濃度的重要來源,應繼續努力監測其濃度的變化,嚴密考慮其對臭氧層恢復的影響;此外,還有其他含有氯氣且生命週期短的氣體(例如1,2-二氯乙烷,被稱為R-150,用於製造塑料聚合物)會破壞臭氧,但是在大氣中幾乎沒有被測量,也應加強研究這些可能延緩臭氧層恢復的氯源。

      英國BAS(British Antarctic Survey)科學家Anna Jones及麻省理工學院大氣科學家Susan Solomon都認為,這項研究結果凸顯長期觀測臭氧層破壞氣體的重要性,我們需要更努力地瞭解和控制可能破壞臭氧層的化學品,且必要時應擴大蒙特婁議定書的管制物質項目,以減少臭氧層所面臨的新威脅。

 

參考資料:

https://www.nature.com/articles/ncomms15962

https://www.washingtonpost.com/news/energy-environment/wp/2017/06/27/the-ozone-hole-is-slowly-healing-but-this-chemical-could-delay-its-recovery-by-decades/?utm_term=.8369062ac3c9

https://www.theguardian.com/environment/2017/jun/27/ozone-hole-recovery-threatened-by-rise-of-paint-stripper-chemical