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【空气知库专栏】受控含卤气体是什么?为何要监测受控含卤气体?

2022年04月26日

受控含卤气体包括含氟温室气体和《蒙特利尔议定书》管控的消耗臭氧层物质,包括氢氟碳化物(HFCs)、氟氯化碳(CFCs)、氟氯烃(HCFCs)、哈龙(Halons)、四氯化碳(CCl4)、甲基氯仿(CH3CCl3)、全氟化碳(PFCs)、六氟化硫(SF6)、三氟化氮(NF3)等。部分受控含卤气体如CFC-11、CFC-12和HCFC-22等,同时具有损耗臭氧层和增加温室气体效应的双重效应,对受控含卤气体的管控,能够同时起到保护臭氧层和应对气候变化的共同效果。

受控含卤气体具有4个鲜明特点。一是物种多,当前主动生产的物质百余种。CFCs、HCFCs、Halons、HFCs、PFCs都是一类物种的总称。随着工业进一步发展以及对化工工艺过程的进一步认识,潜在危害臭氧层和气候的新物质将会列入管控。

二是大部分受控含卤温室气体大气寿命长,一旦排放入大气后影响的时间久。比如SF6的大气寿命长达3200年,现在排放的SF6的影响将持续几十个世纪。

三是大部分受控含卤气体的增温能力强。例如,以百年为尺度,排放1吨HFC-23对气候变化的贡献超过1万吨CO2。

四是受控含卤气体的浓度极低,但部分物种大气浓度相对增加速度极快。例如,NF3和HFC-32以10%的增长速度保持指数增长。因此,管控受控含卤气体对于保护臭氧层、减缓气候变化都有非常重要的意义。其中仅对HFC的管控预计可避免全球0.3—0.5℃的升温。

在受控含卤气体淘汰中,中国的地位尤为重要。近30多年来我国颁布和实施《消耗臭氧层物质管理条例》等100多项法规和管理政策。先后实施化工生产、消防、制冷、泡沫、清洗、烟草等31项行业削减消耗臭氧层物质(ODS)计划。为受控含卤气体淘汰作出积极贡献。

受控含卤气体是保护臭氧层和气候变化共同关注的焦点,进一步有效管控含卤气体需要强化对受控含卤气体的监测。大气浓度监测能够帮助准确掌握温室气体和ODS的排放情况。
《IPCC2006年国家温室气体清单指南 2019 修订版》首次完整提出基于大气浓度反演温室气体排放量,进而验证传统“自下而上”清单结果的方法。传统“自下而上”的温室气体排放量主要是通过排放因子和活动水平计算获得。“自上而下”基于大气浓度反演排放量的方法,是基于观测的温室气体和ODS浓度及气象场资料,结合反演模式,核算区域源汇及变化状况,是国家温室气体清单检验和校正的重要手段。此外,基于“自上而下法”和“自下而上”结果的比较,也是《蒙特利尔议定书》履约评估的重点。

长期以来,由于受控含卤气体含量极低、种类多,对受控含卤气体监测缺乏科学有效的可商业化仪器,限制了受控含卤气体的网络化监测的开展。在生态环境部的推动下,科技部设立重点研发专项“公约受控卤代烃减排成效评估和预测预警研究”,正在努力解决受控卤代烃监测技术、标准物质、网格化清单、反演模型、HFC-23资源化技术等一系列科学和技术问题。在北京大学、中国环境监测总站、中国计量科学研究院、复旦大学、国家环境分析测试中心等单位的努力下,具有自主知识产权的受控大气含卤气体高精度监测系统研究成功,技术水平处于国际领先地位。我国十余种ODS的标准气体完成制备并已申请国家标准物质。《背景大气中受控卤代化合物低温预浓缩气相色谱—质谱法自动监测技术规范(试行)》和《消耗臭氧层物质和含氟温室气体手工监测技术规范》等规范也即将审批发布。监测技术和规范的完成将为我国《蒙特利尔议定书》科学评估和试点城市碳监测提供有力的手段。

作者:姚波
作者单位:复旦大学
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