四氯化碳是最重要的消耗臭氧层物质（ODS）之一，也是《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》最早受控的关键物质之一，但是过去20余年期间四氯化碳（CCl₄）基于大气观测反演的排放量一直高于采用各国报告生产和消费量计算的排放量。与主要是延时排放的CFCs和哈龙不同，被认为来自瞬时排放的四氯化碳，却在2010年全球禁止其生产和使用后依然维持高水平排放量，成为制约臭氧层进一步恢复的重要因素之一。联合国环境规划署召集大气监测、工业生产、排放清单等领域的四十余位专家专题研究并于2016年出版《四氯化碳谜团》特别报告，两种方法四氯化碳的排放差距从5.7万吨/年缩小至2.5万吨/年，排放差距的来源长期是科学研究和国际履约关注的焦点。

为进一步解释四氯化碳“未知来源”排放，厘清臭氧层恢复过程中仍存在的潜在威胁并助力全球臭氧层保护进程，我系姚波研究员与北京大学胡建信教授团队联合国内外多方科研力量，聚焦于全球四氯化碳“来源缺口”这一长期未解的科学问题进行研究。

研究团队基于中国多个站点的大气连续观测数据关注中国四氯化碳的排放量。针对观测数据中“浓度跨度大、采样频次不一”的特点，团队优化并构建了一套分层级的贝叶斯数值反演框架，结合非高斯分布假设和马尔可夫蒙克卡罗采样方法，实现了对2011至2021年间我国四氯化碳排放量的高精度、自上而下估算。结果表明，中国过去十余年的四氯化碳年排放量大致稳定在1.6-2.5吨/年的范围。

过去一些全球性研究认为，全球四氯化碳排放缺口很大程度上可能来自甲烷氯化物相关生产活动中的排放。然而，本研究发现，尽管近年来中国的甲烷氯化物生产和四氯化碳作为原料的使用显著增长，中国的四氯化碳排放量并未同步增加，反而略有下降。研究发现中国排放量在全球四氯化碳总排放中所占比例，低于其在全球甲烷氯化物产量中的占比。此外，研究认为，全球其他国家仍存在显著的历史遗留排放和氯相关工业中的副产排放，例如一些历史消费量较高的发达国家，对全球四氯化碳排放的贡献不容忽视。这些排放来源亦应引起国际社会的关注与重视。

研究进一步整合最新工业生产、消费数据及潜在排放来源信息，采用自下而上的清单方法系统梳理中国四氯化碳的排放结构。结果发现，中国四氯化碳总排放量中有相当比例的排放尚无法通过任何现有已知来源—无论受控还是非受控来源—进行解释。这部分“未知来源”排放占据了全球总排放缺口约一半。值得注意的是，研究发现这部分无法解释的“未知排放”在近年呈现出逐步下降的趋势，到2021年已降低至较低水平。然而，四氯化碳作为生产新一代替代物质（如氢氟碳化物HFCs和氟烯烃HFOs）的原料用途仍被允许，研究发现这部分排放呈现持续上升趋势，逐渐在近年来成为主要的排放来源。

图1 中国四氯化碳排放来源解析

研究成果以“Persistent emissions of ozone-depleting carbon tetrachloride from China during 2011-2021”为题于2025年6月23日在线发表于《自然·地球科学》（Nature Geoscience），姚波研究员为论文的共同通讯作者。本研究成果为中国及全球其他国家评估与应对四氯化碳遗留排放提供了重要依据。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41561-025-01721-4

近年来，复旦大学大气与海洋科学系开展包括四氯化碳在内的消耗臭氧层物质观测设备研发，近期取得系列发明专利和软件著作权，联合北京大学、浙江大学、南方科技大学、北方交通大学等高校的相关院系以及中科院广州地化所共同组建含氟温室气体监测联盟，开展ODS和含氟温室气体网络化监测，共同研究解决ODS和含氟温室气体失踪源的科学问题。