最新的制冷剂和气溶胶中使用的化学物质会分解为污染物，科学家表示。
一个来自新南威尔士大学（UNSW）的科学家团队发现，一些最重要的新制冷剂部分分解为持久性温室气体污染物，包括已被国际禁止的化合物。制冷剂是指在过程中从液体转变为气体，反之亦然，并转移热量的化学物质，广泛用于制冷和室内的加热和冷却。这些化学物质还用作气溶胶推进剂、防火剂，以及在发泡塑料的制造中使用。
氟烯烃（HFOs）快速在低层大气中反应，已经成为制冷剂的主要合成化学物质，被视为比其化学前体更环保的替代品。
虽然已知HFO会分解成如三氟乙醛等化学物质，但关于该化合物是否进一步分解为氟仿——其曾用来替代的最具环境危害的氟烃（HFC）——的讨论仍然存在。
由新南威尔士大学化学系的克里斯托弗·汉森博士领导的一篇论文，发表在《美国化学会杂志》中，证明HFO确实会分解成少量氟仿。这项新研究表明，我们需要更密切地检查HFO的环境影响，并提出长期安全性的问题。
“目前我们对HFO对环境的影响并不完全了解，”汉森博士说。“但与以前的例子如CFC和含铅汽油不同，我们试图在可能对环境和人类健康造成不可逆转的伤害之前，弄清大规模排放的后果。我们正在尝试改变科学引入新产品的方式。”
目前的情况
臭氧层的破洞是人类活动释放了破坏臭氧的化学物质的结果，其中包括氯氟烃（CFC）——一些最早用作制冷剂和气溶胶罐的合成化学物质。
得益于《蒙特利尔议定书》，社会开始在国际上逐步淘汰这些物质，并且它们在90年代中期被HFC大量替代。
尽管HFC不会导致臭氧层的消耗，但它们却被证明是强效的温室气体。“最终，科学家们发现，今天排放的1公斤氟仿——曾经常用的HFC——在下个世纪对地球表面升温的贡献与超过14,000公斤的二氧化碳相当，”汉森博士说。
在意识到HFC的极强温室增温潜力后，全球逐步淘汰HFC的工作始于2016年。
拥有更短大气寿命的HFO现在是主要的合成替代品，正在快速推广作为制冷剂、发泡剂（如用于绝缘泡沫）和气溶胶推进剂的使用。
虽然科学家对HFO分解的化学途径有些了解，但关于它们是否实际上以低产率分解成一些最不环保的HFC的争论由来已久。
模拟大气的实验
HFO由反应性比其前体更强的化学单元组成，因此它们不会上升到高层大气并成为长寿命的温室气体。
“但作为化学家，我们观察这些分子的结构，并开始想象它们会转变成什么，”汉森博士说。“所以，我们不能仅仅说，这种物质只有两周的寿命，它不能成为温室气体，我们必须看看它转变成了什么。”
“大多数化学家会看到这些结构，并且他们能够绘制出其实会导致HFC的反应。”
但确认HFO是否以低产率分解成HFC需要复杂的实验，大多数现有技术和仪器缺乏足够的灵敏度和特异性来完成这一过程。
汉森博士和他的团队使用了多种技术，包括为这项研究特意发明的两种技术，来测量和评估在预计的大气压力范围内的化学反应。
“我们使用了各种光谱技术来观察反应。我们在不同压力下制造了气体混合物，以模拟被微量HFO分解产物污染的大气。然后我们使用激光模拟来自阳光的光子，以驱动反应，”汉森博士说。
气候模型的新数据
我们知道HFO可以以高达或超过100%的产率分解成氟化羰基，例如三氟乙醛。这意味着所有HFO分子转变为第一产物，而对于某些HFO来说，每分解一分子HFO，可能会得到两个产物分子。这项研究表明，反应的下一个步骤在光的驱动下，从三氟乙醛的分解中产生少量氟仿。氟仿是全球变暖潜力最大的HFC。
“我们全面证明了一些最重要的HFO确实分解成HFC，并提供了进行大规模排放后果建模和预测所需的第一批可靠科学数据，”汉森博士说。“尽管该反应只产生少量氟仿，但该化学物质可以在大气中存在长达200年，并且其全球变暖潜力比二氧化碳高出超过14,000倍，哪怕是小产率也可能对环境产生显著影响。”
许多大气危机让我们感到意外。“想想含铅汽油，20世纪致命的烟雾事件，臭氧洞危机，”汉森博士解释说。“但这并不是因为我们的模型不够好，而是因为模型中缺少重要的化学反应。”
现在，这项研究解决了长期争议，并提供了进行HFO大规模排放影响建模和预测所需的可靠科学数据，以便政策制定者可能需要应对新出现的环境危机。
新南威尔士大学的气候建模团队，以及全球的科学家们，现在准备将这些数据输入模型，以帮助计算继续使用HFO对环境的影响。
“尽管问题仍然存在，但这篇论文提供了应指导下一步处理我们释放到大气中化学物质的环境影响的重要证据，”汉森博士说。
汉森博士和他的团队计划进行更多新颖的实验工作。“对于这篇论文，我们在单一波长下进行了实验，使用了目前正在指导监管者、工业、政府的研究中所用的波长，”他说。“我们计划使用其他波长的光研究这个化学反应，其产率可能更高或更低。”
