一場看不見的化學雨永遠落在地球上

蘭卡斯特大學領導的研究人員估計，2000 年至 2022 年間，氟氯化碳替代化學品和一些麻醉劑導致約 100 萬噸（335,500 噸）三氟乙酸 (TFA) 的三分之一從大氣沉積到地球表面。

結果表明，問題仍在加劇。由於其中一些替代化學物質會在大氣中保留數十年，因此 TFA 污染預計將繼續增加。科學家估計，這些來源的 TFA 年產量可能在 2025 年至 2100 年間達到高峰。

什麼是 TFA？它來自哪裡？

該研究發表於 地球物理研究通訊先進的「化學傳輸」模型已用於追蹤化學物質如何穿過大氣、與其他物質相互作用，然後返回地球。

利用這種方法，研究人員計算了氫氯氟碳化合物 (HCFC)、氫氟碳化合物 (HFC) 和吸入麻醉劑中使用的化學物質在大氣中分解時產生的 TFA 量。

HCFCs和HFCs已廣泛應用於冷凍空調系統。儘管這些被稱為氟化氣體的化合物正在被淘汰（根據《蒙特婁議定書》和隨後的《基加利修正案》），但它們的大氣濃度仍在持續上升。

TFA 是稱為多氟烷基物質 (PFAS) 的合成化學品大家族的一部分。 PFAS 通常被稱為永久化學品，因為它們不易分解，並且可以在環境中保留極長的時間。

對環境和人類健康的關注

科學家仍在努力充分了解反式脂肪酸的長期影響。歐洲化學品管理局將該化學品歸類為對水生生物有害。

研究人員還在人體血液和尿液中檢測到了 TFA。此外，德國聯邦化學品辦公室最近提議將 TFA 歸類為對人類生殖具有潛在毒性的類別。

一些機構聲稱，目前的環境水平低於預計會傷害人類的閾值。然而，人們仍然擔心，因為反式脂肪酸會持續積累，一旦進入環境就很難去除。這種不斷增加的累積導致人們呼籲將反式脂肪酸視為地球邊界的潛在威脅。

「我們的研究表明，CFC 替代品可能是 TFA 的主要大氣來源，」蘭卡斯特大學博士研究員、該研究的主要作者露西·哈特 (Lucy Hart) 說。 “這確實凸顯了在替代消耗臭氧層氟氯化碳等有害化學物質時監管機構需要考慮的更廣泛風險。”

追蹤全球 TFA

為了測試他們的計算，該團隊將 TFA 產量（來自化學分解）和沈積的模型估計與現實世界的觀測結果（包括雨水和北極冰芯的測量）進行了比較。

該模型包括來自全球監測網路的數據，該網路追蹤大氣中源氣體的濃度及其地理分佈。當這些氣體與其他大氣化合物反應時，它們最終會分解並形成 TFA。

研究人員還在他們的模擬中加入了現實的天氣模式。 TFA 可以透過降水返回地球表面，或直接從大氣沉降到陸地和水中。

北極冰層揭示了問題的嚴重性

該研究最令人驚訝的發現之一與北極有關。模型表明，儘管該地區遠離主要排放源，但該地區檢測到的大部分反式脂肪酸都來自氟氯化碳的替代化學物質。

結果凸顯了這些化學物質在世界各地旅行時的有效性。

露西哈特說：“氟氯化碳替代品壽命長，可以在大氣中從排放點轉移到北極等偏遠地區，在那裡它們可以分解形成反式脂肪酸。” “研究發現偏遠的北極冰芯中的 TFA 含量有所增加，我們的研究結果提供了第一個確鑿的證據，證明幾乎所有這些沉積物都可以用這些氣體來解釋。”

新冷媒可能會增加未來的 TFA 水平

研究人員也發現極地地區以外的反式脂肪酸來源不斷增加。他們的分析指出，車輛空調系統中常用的冷媒 HFO-1234yf 是日益重要的貢獻者。

該研究的合著者、蘭卡斯特大學教授 Rayan Hosseini 表示：「HFC 是最新一類合成製冷劑，將作為 HFC 的氣候友好替代品進行銷售。」「已知許多 HFO 是由 TFA 形成的，歐洲和其他地方越來越多地使用這些化學品用於汽車空調，這增加了我們環境中未來 TFA 水平的不確定性。」

胡塞尼教授說：“有必要解決反式脂肪酸對環境的污染問題，因為它分佈廣泛、高度持久，而且其含量正在增加。”

科學家呼籲加強監測

研究人員表示，研究結果強調需要更了解 TFA 污染及其潛在影響。

「氟化氣體中 TFA 含量的上升令人震驚。儘管 HFC 的使用逐漸減少，但這種 TFA 來源仍將伴隨我們數十年。迫切需要了解其他 TFA 來源並評估 TFA 對環境的影響。這需要國際社會共同努力，包括在英國和其他地方對 TFA 進行更全面的監測。」

蘭卡斯特環境中心主任兼合著者 Chris Halsall 教授指出，現在已知 TFA 的來源比以前想像的要廣泛得多。

“我們通常將 TFA 視為使用幾種氟化農藥的分解產物，但很明顯，TFA（環境中的一種高度持久的化學物質）是由多種有機氟化物的使用和降解產生的，包括製冷劑、溶劑、藥品和一般的 PFAS 組。”

論文合著者 Stefan Reimann 博士的瑞士研究小組密切監測大氣中形成 TFA 的氟化氣體的豐度，他表示，世界各地正在出現污染加劇的證據。

「在所有可進行 TFA 測量的地區，都出現了大氣濃度不斷增加及其在地球表面沉積的一致情況。

「這項研究非常了不起，因為它首次匯集了大氣中所有重要的 TFA 來源，並且具有全球濃度。隨著氫氟烷使用的增加，水體中 TFA 的積累可能會增加，這使得長期監測成為必要。”