三氟乙酸(TFA)是一种可能具有毒性的“永久性化学物质”,近日发表于《地球物理研究快报》的一项研究显示,由于用于填补臭氧层空洞的制冷剂的使用,20年来,其在全球环境中的含量增加了两倍多。
TFA可能在地表水中被发现。图片来源:Silicon Quantum Computing
人类和动物可能持续暴露于土壤及地表水中的TFA,直至该物质流入海洋,并在数十年或数百年后沉积于海底。一项实验显示,大多数接触TFA的兔胚胎出现了眼部畸形。欧盟已将TFA列为危害水生生物的物质,并正在考虑是否将其认定为对人类生殖有害的物质。
论文通讯作者、英国兰卡斯特大学的Lucy Hart表示:“令人震惊的是,我们向环境中排放了大量的这种化学物质却对其影响知之甚少,而且这种影响基本上是不可逆的。”
氯氟烃(CFC)曾广泛用于冰箱、气雾剂、灭火器等物品。但自1989年发现其破坏地球的保护性臭氧层后,CFC即遭禁用。之后,CFC被氢氟烃(HFC)替代,而HFC会与大气中的羟基自由基反应,形成包括TFA在内的化合物。
尽管HFC目前正逐步被淘汰,但其替代品氢氟烯烃(HFO)在分解时会以更高的速率转化为TFA。HFO-1234yf已广泛应用于数亿辆汽车空调系统中,其产生的TFA量是HFC的10倍。此外,农药、药品和工业化学品也是TFA的来源。
来自加拿大北部和斯瓦尔巴群岛冰盖的冰芯样本显示,自20世纪70年代以来,那里的TFA浓度一直在上升。
Hart和同事基于对9种CFC替代气体的长期大气测量数据,建立了全球范围内TFA的生成和沉积速率模型,发现通过风和雨从大气中沉降的TFA已从2000年的每年6800吨增至2022年的21800吨。仅就能在大气中存留数十年的HFC而言,增长率到2050年可能翻倍。另有研究发现,到2050年,HFO-1234yf可能使TFA激增20倍以上。
英国约克大学的 Lucy Carpenter表示,虽然全球不能重返CFC时代,也应继续淘汰具有显著全球变暖效应的HFC,但这些化学品的替代品仍需进一步审查。“我们必须认真评估HFO-1234yf是否存在更优的替代品。TFA的数量持续攀升且将进一步增加……如今各类食品中均检测出该物质,它已无处不在。”
Hart表示,这些新发现旨在呼吁对HFO及其可能的替代品展开研究。与HFC不同,HFO在数日内即可分解,人们能更有效地控制其影响。“若停止排放,TFA的生成也将迅速终止。”她说。
相关论文信息:https://doi.org/10.1029/2025GL119216
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