Невидимый химический дождь: ученые обнаружили глобальное загрязнение «вечным химикатом», которое охватило всю планету

В течение десятилетий человечество боролось за восстановление озонового слоя Земли, постепенно отказываясь от опасных хлорфторуглеродов (CFC), разрушающих защитный экран атмосферы. Однако новое исследование показывает, что решение одной экологической проблемы могло породить другую, не менее серьезную.

Международная группа ученых под руководством специалистов из Ланкастерского университета пришла к выводу, что химические вещества, пришедшие на смену озоноразрушающим соединениям, стали крупным источником так называемого «вечного химиката» — трифторуксусной кислоты (TFA). За период с 2000 по 2022 год на поверхность Земли из атмосферы выпало более 335 тысяч тонн этого вещества.

Исследование опубликовано в журнале Geophysical Research Letters и уже вызвало серьезную обеспокоенность среди специалистов по охране окружающей среды.

Что такое TFA и почему ученые обеспокоены

Трифторуксусная кислота относится к большой группе соединений PFAS — пер- и полифторалкильных веществ. Эти вещества получили неофициальное название «вечные химикаты», поскольку практически не разлагаются в природе и способны сохраняться в окружающей среде десятилетиями и даже столетиями.

В последние годы PFAS все чаще становятся объектом внимания экологов и медиков. Следы этих соединений обнаруживаются в воде, почве, растениях, организмах животных и даже в крови человека.

Сама по себе TFA считается одним из самых устойчивых представителей этой группы. Попав в окружающую среду, она практически не исчезает и постепенно накапливается.

Как появился новый источник загрязнения

Проблема берет начало в конце XX века. После подписания Монреальского протокола страны мира начали отказываться от хлорфторуглеродов, которые разрушали озоновый слой Земли.

На смену им пришли гидрохлорфторуглероды (HCFC), гидрофторуглероды (HFC), а также ряд других соединений, широко применяемых в холодильниках, кондиционерах и различных промышленных установках. Позднее некоторые из них стали использоваться даже в медицине в качестве ингаляционных анестетиков.

Именно распад этих веществ в атмосфере, как выяснили ученые, приводит к образованию трифторуксусной кислоты.

Для исследования специалисты использовали сложные компьютерные модели химического переноса, позволяющие проследить путь молекул в атмосфере, их химические превращения и последующее выпадение на поверхность планеты.

Расчеты показали, что только за последние два десятилетия образовалось около 335 500 тонн TFA.

Загрязнение охватило даже Арктику

Особенно тревожными оказались результаты исследований в Арктике. Ученые обнаружили, что следы трифторуксусной кислоты присутствуют даже в ледяных кернах, извлеченных в самых удаленных районах северной полярной области.

Это означает, что химические вещества способны переноситься атмосферными потоками на тысячи километров от мест своего использования.

По словам ведущего автора исследования Люси Харт, практически вся трифторуксусная кислота, обнаруженная в арктических льдах, может быть объяснена именно распадом веществ, заменивших когда-то озоноразрушающие фреоны.

«Эти соединения обладают длительным сроком жизни в атмосфере и способны перемещаться по всему миру, прежде чем разложиться и превратиться в TFA», — пояснила исследователь.

Фактически ученые получили доказательство того, что загрязнение носит по-настоящему глобальный характер.

Следы вещества находят в дождевой воде и организме человека

Исследования последних лет показывают, что TFA присутствует практически повсеместно. Ее следы обнаруживаются:

в дождевой воде;
в озерах и реках;
в ледниках;
в почве;
в крови и моче человека.

Европейское химическое агентство уже классифицирует трифторуксусную кислоту как вещество, опасное для водных организмов.

Кроме того, Федеральное ведомство Германии по химическим веществам недавно предложило рассматривать TFA как потенциально токсичное соединение для репродуктивной системы человека.

Пока что большинство регулирующих органов считают нынешние концентрации недостаточными для непосредственного вреда здоровью людей. Однако главная проблема заключается в другом — вещество продолжает накапливаться и практически не удаляется из окружающей среды естественным путем.

Новые «экологичные» хладагенты могут усугубить проблему

Особую тревогу вызывает появление нового поколения хладагентов — гидрофторолефинов (HFO), которые активно рекламируются как более безопасная для климата альтернатива старым веществам.

Исследование показало, что некоторые из этих соединений также способны образовывать трифторуксусную кислоту.

В частности, речь идет о веществе HFO-1234yf, которое сегодня широко применяется в автомобильных кондиционерах по всей Европе и в других регионах мира.

По мнению ученых, рост использования таких хладагентов может привести к дальнейшему увеличению концентрации TFA в окружающей среде в ближайшие десятилетия.

Требуется международный контроль

Авторы исследования подчеркивают, что человечество столкнулось с новой экологической проблемой, масштабы которой пока недооценены.

По оценкам специалистов, ежегодное образование трифторуксусной кислоты может продолжать расти вплоть до конца XXI века. Даже несмотря на постепенный отказ от некоторых видов фторсодержащих газов, уже накопленные в атмосфере запасы будут еще долго распадаться с образованием новых порций TFA.

Ученые призывают расширить международные программы мониторинга и активнее изучать последствия накопления вещества для экосистем и здоровья человека.

«Во всех регионах мира, где проводятся измерения, наблюдается одна и та же картина — концентрации TFA в атмосфере и объемы ее выпадения на поверхность Земли продолжают расти», — отметил швейцарский исследователь Стефан Райманн.

По мнению авторов работы, история с трифторуксусной кислотой служит важным напоминанием о том, что даже экологически оправданные решения могут иметь неожиданные последствия. В стремлении решить одну проблему человечество порой создает другую, масштабы которой становятся очевидны лишь спустя десятилетия.