那些曾助力拯救臭氧层的化学物质，或许正悄然在全球播撒一种无法摧毁的污染物。

最新研究表明，为保护臭氧层而引入的化学物质，如今却与一种持久且可能有害的物质在全球范围内的扩散有关联。科学家指出，这些替代品无意中加剧了一种所谓“永久性化学物质”的大规模污染，这种物质一旦释放到环境中便难以分解。

由兰卡斯特大学研究人员领衔的一支大气科学家团队首次计算出了这些化学物质对全球产生的影响。他们的研究结果表明，2000年至2022年间，用于替代破坏臭氧层的氯氟烃的物质以及某些麻醉气体，导致约33.55万吨（即三十万吨）三氟乙酸（TFA）沉积于地球表面。

随时间推移而持续加剧的污染

研究人员警告称，这一问题并未得到缓解。许多氯氟烃替代化学品会在大气中留存数十年之久，这意味着即便在气体排放结束很久之后，三氟乙酸（TFA）污染仍将持续加剧。研究预测，由这些来源产生的三氟乙酸年产量将在2025年至2100年间的某个时刻达到峰值。

该研究于今日（2月4日）发表于《地球物理研究快报》期刊，依托先进的化学传输模型展开。此方法可模拟气体在大气中的运动轨迹、与其他化学物质的反应过程，以及最终沉降回地球表面的完整路径。

制冷剂与麻醉剂如何产生三氟乙酸（TFA）

研究团队运用该模型，测量了特定气体在大气中分解时三氟乙酸（TFA）的形成过程。这些气体包括广泛应用于制冷领域的氯氟烃（HCFCs）和氢氟烃（HFCs），以及用于吸入式麻醉剂的化学物质。

尽管这些统称为氟化气体的物质正逐步被淘汰（依据《蒙特利尔议定书》及后续的《基加利修正案》），但它们在大气中的浓度仍在持续上升。

全氟辛酸（TFA）属于一类更广泛的人造化合物，即全氟及多氟烷基物质（PFAS）。这类化学物质常被称为“永久性化学物质”，因为它们在环境中能存留极长的时间。

对环境和健康影响的担忧与日俱增

科学家仍在致力于全面了解与全氟烷基酸（TFA）相关的风险。欧洲化学品管理局将其归类为对水生生物有害的物质。研究已在人体血液和尿液中检测出TFA，德国联邦化学品管理局最近提议将TFA列为可能对人类生殖有毒的物质。

尽管部分机构认为，当前全氟烷酸（TFA）含量仍处于对人类健康不构成直接风险的阈值之下，但人们对其持续累积且可能不可逆转的态势愈发担忧。这一现状促使各界呼吁将全氟烷酸（TFA）认定为威胁地球边界的潜在因素。

兰卡斯特大学博士研究员、该研究的主要作者露西·哈特表示：“我们的研究表明，氟氯烃替代品很可能是三氟乙酸在大气中的主要来源。这确实凸显了法规在替代臭氧层消耗性氟氯烃等有害化学物质时，需要考量的更广泛风险。”

追踪一种环游全球的化学物质

为验证其研究结果，研究人员将模型对全氟烷酸（TFA）生成与沉积的估算值与现实观测值进行了对比，其中包括北极冰芯与雨水样本的测量数据。

该模型所依据的数据源自一个全球监测网络，该网络追踪大气中每种源气体（即排放源释放的气体）的含量及其所在位置。这些气体会与大气中的其他成分发生反应，在此过程中分解并生成三氟乙酸。

该模型还纳入了天气模式，用以计算全氟烷酸（TFA）的迁移与沉降情况。这种化学物质既可能随雨水从云层中冲刷而出，也可能直接从空气中沉降到陆地和水体表面。

为何北极是关键的警示信号

模型分析显示，尽管北极地区远离主要排放源，但该地区检测到的几乎所有三氟乙酸（TFA）均源自氯氟烃（CFC）替代化学品。这一发现凸显了三氟乙酸污染在全球范围内的扩散程度之广。

露西·哈特表示：“氯氟烃替代物寿命长久，能够在大气中从排放地传输至偏远地区，例如北极。在那里，它们会分解并形成三氟乙酸（TFA）。研究发现，偏远北极地区的冰芯中三氟乙酸含量不断上升，我们的研究结果首次提供了确凿证据，证明几乎所有这些沉积现象均可归因于这些气体。”

新型制冷剂增添未来变数

除极地地区外，研究人员在中纬度地区也发现了其他令人担忧的现象。他们的模型研究进一步证实了越来越多的证据，即常用于汽车空调系统的HFO-1234yf，正成为大气中三氟乙酸（TFA）的一个重要来源，且其来源范围很可能持续扩大。

兰卡斯特大学教授、该研究合著者瑞安·霍塞尼表示：“氢氟烯烃（HFOs）是最新一代合成制冷剂，被宣传为对气候友好的氢氟碳化合物（HFCs）替代品。已知部分氢氟烯烃会生成三氟乙酸（TFA），且随着这类化学物质在欧洲及其他地区汽车空调系统中的使用日益广泛，未来环境中三氟乙酸含量水平的不确定性也随之增加。”

霍赛尼教授表示：“全氟烷酸（TFA）造成的环境污染亟待解决，因其分布广泛、难以降解，且浓度正持续攀升。”

呼吁开展长期监测并采取全球行动

“氟化气体所释放的三氟乙酸（TFA）含量不断攀升，这一现象引人注目。尽管氢氟烃（HFC）的使用正逐步削减，但这一TFA来源仍将持续存在数十年之久。当前，亟需深入了解其他TFA来源，并评估其对环境的影响。这需要国际社会齐心协力，包括在英国及其他地区开展更为广泛的TFA监测工作。”他如此说道。

兰卡斯特环境中心主任、论文合著者克里斯·哈尔索尔教授强调，三氟乙酸的来源比我们之前认为的更为广泛。

“我们通常认为，三氟乙酸（TFA）是使用少数含氟农药后产生的分解产物，但显而易见，TFA（一种在环境中极难降解的化学物质）源自于多种有机氟化学品的利用与分解，这些化学品包括制冷剂、溶剂、药品，以及全氟和多氟烷基物质（PFAS）这类物质。”

共同作者斯特凡·雷曼（Stefan Reimann）博士所在的团队在瑞士密切监测大气中形成三氟乙酸（TFA）的气体，他表示，全球测量数据正呈现出一致的图景。

“在所有能获取全氟烷酸（TFA）测量数据的地区，都呈现出大气浓度不断上升并沉积至地球表面的相同景象，”他说道。

“这项研究意义非凡，因其首次综合了大气中三氟乙酸（TFA）的所有重要来源，且着眼于全球范围。随着氢氟烯烃（HFOs）使用量的日益增加，水体中三氟乙酸的累积量可能会不断上升，因此，开展长期监测工作势在必行。”

参考文献：《因长效氯氟烃替代品及麻醉剂的使用导致三氟乙酸产量增长及环境沉积加剧》，作者：露西·哈特、瑞安·霍萨因、奥利弗·怀尔德、安德烈亚·马泽奥、克里斯平·哈尔索尔、侯学伟、王子浩、马汀·P·奇珀菲尔德、伊戈尔·阿尔杜伊尼、保罗·B·克鲁梅尔、克里斯·R·伦德、延斯·米勒、西蒙·奥多尔蒂、朴顺英、斯特凡·赖曼、基兰·M·斯坦利、雷·F·韦斯和迪肯·杨，2026年2月4日发表于《地球物理研究快报》。DOI：10.1029/2025GL119216

该研究吸纳了来自以下机构的研究人员：兰卡斯特大学、利兹大学、乌尔比诺大学、澳大利亚联邦科学与工业研究组织、挪威空气研究所、加州大学圣地亚哥分校、布里斯托大学、韩国庆北国立大学、瑞士联邦材料科学与技术实验室以及法兰克福歌德大学。