HFC-23（三氟甲烷，CHF3）主要來自生產(chǎn)HCFC-22的副產(chǎn)物，其全球增溫潛勢是二氧化碳（CO2）的14700倍，是《京都議定書》中要控制的氫氟碳化物（HFCs）中最受關(guān)注的一種含氟溫室氣體。2016年《蒙特利爾議定書》締約方達成《基加利修正案》，旨在限控HFCs,開啟了協(xié)同應(yīng)對臭氧層耗損和氣候變化的新篇章。2021年中國政府正式接受《基加利修正案》，將從2024年起將受控用途HFCs生產(chǎn)和使用凍結(jié)在基線水平，并按削減時間表逐步減排。中國是HFC-23重要排放國之一，其排放削減進程受到國際普遍關(guān)注。一項基于韓國Gosan背景站的觀測研究，估算出我國東部HFC-23排放量從2015年的5.73 Gg yr-1增加到2019年的9.45 Gg yr-1，貢獻了同期全球HFC-23排放增長量的47%。另一項基于我國上甸子區(qū)域背景站觀測的估算表明，2018年中國HFC-23排放量為6.4 Gg yr-1，2021年中國華北地區(qū)HFC-23排放量達3.2 ± 0.9 Gg yr-1。不同研究排放量估算相差較大大，對HFC-23來源、重要源區(qū)和排放量無疑需要更多實測數(shù)據(jù)來進一步評估。

中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所王新明研究員團隊利用2021-2023年在廣州的高頻在線觀測數(shù)據(jù)，初步評估了我國HFC-23變化趨勢和排放情況。結(jié)果顯示，廣州站點HFC-23平均濃度僅比同期Mace Head全球本底站觀測值高出22%，且HFC-23濃度表現(xiàn)出顯著的“冬高夏低”特征（圖1），與其他具有本地排放源的鹵代氣體“夏高冬低”的季節(jié)變化顯然不同，表明珠江三角洲地區(qū)不是主要排放源區(qū)。研究團隊進一步開展氣團后向軌跡（圖2）和潛在源貢獻（圖3）分析發(fā)現(xiàn)，HFC-23和聚四氟乙烯（PTFE）生產(chǎn)過程的副產(chǎn)物PFC-318的濃度之間存在顯著相關(guān)性(p<0.01)，潛在源區(qū)的分布也十分一致，表明HCFC-22作為原料生產(chǎn)PTFE的過程可能成為HFC-23日益重要的排放源。利用PFC-318作為示蹤氣體，該項研究進一步估算出我國2021-2023年HFC-23的平均排放量為6.7?±?3.1?Gg?yr?1?（相當(dāng)于98 Tg CO2 yr-1，圖4）。這項研究表明，HFC-23作為生產(chǎn)HCFC-22致冷劑的副產(chǎn)物在我國已得到有效控制，但HCFC-22也被大量用作生產(chǎn)包括PTFE（Teflon）在內(nèi)的氟化物，這一產(chǎn)業(yè)鏈的排放應(yīng)是未來關(guān)注的重點。

該研究成果近期發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊JGR-Atmospheres。研究受國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會、廣東省科學(xué)技術(shù)研究項目基金和廣州市科技局等項目聯(lián)合資助。

論文所有實驗數(shù)據(jù)均在中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所公共技術(shù)服務(wù)中心有機地球化學(xué)分析平臺完成測試。

論文信息：

Huang, X. (黃曉晴); Zhang, Y.* (張艷利); Xiao, C. (肖春麟); Song, W. (宋偉); Wang, Y. (王儀); Wang, X. (王新明)*, Constraining Trifluoromethane (HFC-23) emission in eastern China based on two-year online measurements. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2024, 129, e2023JD040199.

論文鏈接：https://doi.org/10.1029/2023JD040199

圖1 HFC-23濃度時間序列

圖2 不同類型氣團后向軌跡(a & b)及其HFC-23和PFC-318濃度水平(c & d)

圖3 HFC-23潛在源區(qū)分布

圖4?前期不同研究及本研究估算中國HFC-23排放量