救过臭氧层的功臣，如今成了永久性污染物

今天是保护臭氧层国际日。你可能觉得臭氧层空洞是个"老问题"了——上世纪八九十年代铺天盖地的新闻，后来好像慢慢没人提了。但如果你最近翻一翻相关研究，会发现这个故事远没有结束，甚至有点"越补越漏"的意思。

先说好消息：臭氧层确实在恢复。2022年发布的《臭氧层破坏科学评估》指出，臭氧层正在稳步恢复，预计到2040年，全球臭氧层就能整体恢复到1980年的水平。这个趋势本身还有额外收益——有助于避免全球0.5°C的升温。

但坏消息是，当年帮我们救下臭氧层的那批"功臣"，如今正在以另一种身份回归：永久性污染物。

一场"打补丁"打了四十年的治理

要理解今天的困境，得先回到问题的起点。

臭氧层分布在大气平流层，距离地球上空约15~35千米。它的作用是吸收一部分有害紫外线辐射，并阻止水分子向太空逃逸，为包括人类在内的地球生物创造更舒适的生存环境。平流层也是民航客机巡航的高度。

20世纪70年代初，有科学家警告，氯氟烃（CFCs）会对臭氧层造成损害。这类化合物具有化学惰性和强挥发性，常用于生产杀虫剂、发胶、祛味喷雾等产品；它还具备适中的沸点，广泛用于制冷设备，因而被称为第一代制冷剂。大家可能听过的"氟利昂"，就是其中一些产品的商品名。

稳定的性质让氯氟烃在化工行业备受青睐，但也使它成了一种顽固的污染物。它可以在对流层中稳定存在，而一旦随空气上升运动到达平流层，就很容易吸收紫外辐射而分解，释放出游离的氯原子。氯原子会加速臭氧分解，而且这个过程遵循某种"无限续杯"机制——1个游离氯原子可以摧毁超过10万个臭氧分子，直到被其他化学反应捕获。

1985年，英国研究团队观测发现，南极上空的臭氧层破坏程度远超预期。南极臭氧层是臭氧层健康状况的重要指标：臭氧层分布并不均匀，南极地区受极地涡旋和极低气温影响，臭氧浓度显著更低，并随季节变化发生波动。科学家将臭氧浓度低于一定水平的区域称为臭氧层空洞。

研究预测，臭氧层破坏会导致皮肤癌、白内障等疾病发病率增加，造成农作物减产，甚至使部分动植物死亡。在这个可怕的发现面前，国际社会迅速行动起来。

《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》于1987年9月16日通过——这就是世界臭氧日的由来。该文件于1989年生效，要求各国逐步停用含氯制冷剂，包括第一代制冷剂氯氟烃（CFCs）、第二代制冷剂氢氯氟烃（HCFCs），并寻找更环保的替代品。

现在看来，国际社会这样的反应速度和行动力实在十分难得，而且臭氧层也的确在慢慢恢复了。

补丁打不完：每一代替代品都埋着新雷

问题出在"替代"这两个字上。

对臭氧层更友好的第三代制冷剂，是不含氯原子的氢氟碳化物类（HFCs）。这类物质也被用于制造杀虫剂、医疗用吸入式麻醉剂等。

然而，这个"地球online更新包"运行多年后，人们又发现了新的bug：这些化合物是强大的温室气体，它们造成全球变暖的能力可达二氧化碳的数千倍。

为应对这一问题，《蒙特利尔议定书基加利修正案》于2016年10月15日在卢旺达基加利通过。这一次，各国需要逐步减少使用氢氟碳化物类中温室效应较强的产品，转向温室效应较弱、能耗较低的制冷产品和技术。自此，人们逐渐加大使用第四代制冷剂氢氟烯烃（HFOs）。

臭氧层危机与气候变化问题紧密相连。通过执行《基加利修正案》淘汰氢氟烃，可使本世纪末全球升温减少0.5°C。保护臭氧层也可使森林等碳汇免受紫外线破坏，从而更好地发挥吸收二氧化碳、缓解全球变暖的作用。

但除了温室气体这个bug，近期的研究又发现了新问题：二代和三代制冷剂降解后，正在生成一种难以清除的永久性污染物——三氟乙酸（TFA），会持续存在于水环境中，对水生生物和极地生态尤其有害。

数据是这样的：在2000-2022年间，已有335,500吨TFA沉降到地球表面，全部来自于制冷剂的降解。尽管这些产品正在被逐步淘汰，但部分物质在大气中的寿命较长，未来仍会持续产生环境影响。

那第四代制冷剂氢氟烯烃（HFOs）会好一点吗？完全没有，甚至让问题更加棘手。由于HFOs分子结构的特殊性，它不仅降解速度极快，降解转化成TFA的产率也更高。这意味着它正在成为大气TFA沉降增长最快、且最受关注的来源之一。加上不同地区的风向差异，这些降解产物还可能被输送到很远的地方，跨越国界大范围扩散。

这补丁，真是打不完。

火上浇油的气候变化

《臭氧层破坏科学评估》四年发布一次。预计到今年年末或明年年初，我们就能看到新一轮评估成果。目前看来，还有一些不确定因素会影响臭氧层的修复。

首先是氯氟烃类物质的持续泄漏。在《蒙特利尔议定书》的约束下，氯氟烃类物质已经被限制用于制造制冷剂或挥发性产品，但它们仍可作为工业原料，用于制造塑料、不粘锅涂层等产品。

当时的研究估计，在这样的生产流程中，只有0.5%的氯氟烃类物质会发生泄漏，处在可接受范围内。然而今年发表的一项研究发现，根据相关环境监测数据，氯氟烃类泄漏率远超预期，达到3.6%。科学家警告，如果不堵住这个漏洞，南极臭氧洞完全愈合的时间可能延后大约7年。

其次便是火上浇油的全球气候变化：极端热浪和干旱增加，可导致山火变得更加频繁而剧烈，由此产生的大量烟尘颗粒也会破坏臭氧层。大火的浓烟会直接把巨量的烟尘颗粒送到平流层，催化大气中原本休眠的氯化物，触发臭氧的分解反应。一项发表于《自然》期刊的研究发现，2019-2020年的澳大利亚山火导致南半球中纬度地区的臭氧总量暴跌3到5个百分点。

就在当下，受超级厄尔尼诺现象影响，2026年印度尼西亚山火规模已达到11年来的最大值。印度尼西亚有"烧芭"的农业传统，在旱季以火开荒，以种植油棕等经济作物，而今年的干旱和长期以来的泥炭地退化加速了火势扩散。

除此之外，火山爆发产生的烟雾颗粒也具备相似的破坏效应。研究估计，2022年1月15日的汤加海底火山喷发在接下来数月对南半球臭氧层整体造成了影响，所幸对南极臭氧层空洞的影响微弱。不过，火山活动就不是人类能够控制的了。

制冷这件事，比你想的更重

2026年世界臭氧日主题为"全球行动，让地球'降温'——庆祝《蒙特利尔议定书基加利修正案》推动可持续制冷十周年"。在全球升温突破1.5℃临界点将成定局的当下，坚持推行可持续制冷显得更加重要。

目前人类用于制冷的能耗已占到全球能耗的20%。联合国环境署预测，到2050年，制冷能耗需求将达到当前的三倍。

在今天这个世界臭氧日，联合国秘书长致辞指出："全面执行《基加利修正》，仅这一项，到本世纪末就可避免最多0.5摄氏度的全球升温；若再配合节能制冷，效果还可翻一番。这对健康、粮食安全、民生和气候韧性至关重要。"

中国于1991年加入《蒙特利尔议定书》，于2021年接受《基加利修正案》。

回头看这四十多年，臭氧层治理像是一场不断打补丁的长跑：每一代替代品解决了上一个问题，又带来了下一个问题。CFCs救了制冷，毁了臭氧；HFCs救了臭氧，暖了气候；HFOs救了气候，却成了TFA增长最快的来源。

好消息是，臭氧层确实在恢复，2040年这个时间点也并非空谈。坏消息是，这场修复从来不是一条直线——它更像是在一堆相互纠缠的问题里，一边前进，一边发现新的坑。