Незаконное производство озоноразрушающих фреонов в восточном Китае?

Учёные Массачусетского технологического института обнаружили, что озоноразрушающие хлорфторуглероды, или ХФУ, остаются в атмосфере в течение более короткого периода времени, чем предполагалось ранее, что позволяет предположить, что в последние годы, вероятно, произошло новое незаконное производство ХФУ. 

Учёные Массачусетского технологического института обнаружили, что озоноразрушающие хлорфторуглероды, или ХФУ, остаются в атмосфере в течение более короткого периода времени, чем предполагалось ранее. Их исследование показало, что ХФУ, которые были постепенно выведены из обращения в 2010 году, должны циркулировать в гораздо более низких концентрациях, чем те, которые были недавно измерены.

Новые результаты, опубликованные в “Nature Communications”, предполагают, что в последние годы, вероятно, произошло новое незаконное производство ХФУ. В частности, анализ указывает на новые выбросы ХФУ-11, ХФУ-12 и ХФУ-113. Эти выбросы свидетельствуют о нарушениях Монреальского протокола — международного договора, призванного обеспечить поэтапное прекращение производства и потребления ХФУ и других вредных для озона химических веществ.

Оценки текущего исследования новых глобальных выбросов ХФУ-11 выше, чем в предыдущих исследованиях. Это также первое исследование, направленное на количественную оценку новых глобальных выбросов ХФУ-12 и ХФУ-113.

«Мы обнаружили, что общий объем выбросов, поступающих от нового производства, составляет порядка 20 гигаграммов в год для каждой из этих молекул», — говорит ведущий автор Меган Ликли, постдок Кафедры наук о Земле, атмосфере и планетах Массачусетского технологического института. «Это больше, чем то, что предыдущие учёные предполагали для ХФУ-11, а также определяет вероятные новые выбросы ХФУ-12 и 113, которые ранее были упущены из виду. Поскольку ХФУ являются такими мощными парниковыми газами и разрушают озоновый слой, эта работа имеет важные последствия для здоровья нашей планеты.»

Среди соавторов исследования — Сара Флетчер из Стэнфордского университета, Мэтт Ригби из Бристольского университета и Сьюзан Соломон, профессор экологических исследований Ли и Джеральдин Мартин из Массачусетского технологического института.

Источник — восточный Китай?

До своего глобального прекращения ХФУ широко использовались в производстве хладагентов, аэрозольных распылителей, химических растворителей и изоляции зданий. Когда они выбрасываются в атмосферу, химические вещества могут подняться в стратосферу, где они взаимодействуют с ультрафиолетовым светом, чтобы высвободить атомы хлора, мощные агенты, которые разрушают защитный озон Земли.

Сегодня ХФУ в основном выбрасываются «банками»—старыми холодильниками, кондиционерами и изоляцией, которые были изготовлены до химического запрета и с тех пор медленно просачивают ХФУ в атмосферу. В исследовании, опубликованном в прошлом году, Ликли и ее коллеги подсчитали количество ХФУ, все ещё остающихся в “банках” сегодня.

Они сделали это, разработав модель, которая анализирует промышленное производство ХФУ с течением времени и то, как быстро различные типы оборудования высвобождают ХФУ с течением времени, чтобы оценить количество ХФУ, хранящихся в банках. Затем они включили текущие рекомендуемые значения продолжительности жизни химических веществ для расчета концентраций “старого” ХФУ, которые должны находиться в атмосфере с течением времени. Вычитание этих выбросов из общих глобальных должно было показать: есть ли сейчас незаконное производство озоноразрушающих фреонов. В своей новой работе исследователи стремились улучшить оценки продолжительности жизни ХФУ.

Обновленный спайк

Вместо того чтобы рассматривать время жизни и выбросы каждого газа отдельно, как это делает большинство моделей, команда изучила ХФУ-11, 12 и 113 вместе, чтобы учесть аналогичные атмосферные процессы, которые влияют на их время жизни (например, ветра). Эти процессы были смоделированы 7 различными химико-климатическими моделями, каждая из которых дает оценку атмосферного времени жизни газа с течением времени.

«Мы начинаем с предположения, что все модели одинаково вероятны», — говорит Ликли. «Затем мы уточним, насколько вероятна каждая из них, основываясь на том, как они соответствуют наблюдениям концентраций ХФУ, взятым с 1979 по 2016 год.»

После включения этих химико-климатических моделей продолжительности жизни в байесовскую имитационную модель производства и выбросов группа смогла уменьшить неопределенность в своих оценках. Исследователи подсчитали, что продолжительность жизни для ХФУ-11, 12 и 113 составляет 49, 85 и 80 лет соответственно, (раньше эти цифры были: 52, 100 и 85 лет).

Также команда изучила, как сокращение продолжительности жизни ХФУ повлияет на оценки неожиданных выбросов, особенно между 2014 и 2016 годами. В этот период исследователи и выявили всплеск выбросов ХФУ-11 и впоследствии проследили, что половина из них приходится на восточный Китай. С тех пор учёные наблюдали снижение выбросов из этого региона, что указывало на то, что любое незаконное производство там прекратилось, хотя источник оставшихся неожиданных выбросов до сих пор неизвестен.

Превышение в 10 раз!

Когда Ликли и её коллеги обновили свои оценки выбросов старого ХФУ и сравнили их с общими глобальными выбросами за этот трёхлетний период, они обнаружили доказательства новых, неожиданных выбросов порядка 20 гигаграммов, или 20 миллиардов граммов, для каждого химического вещества.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что в этот период произошло новое незаконное производство ХФУ-11, которое было выше предыдущих оценок, в дополнение к новому производству ХФУ-12 и 113, которое ранее не наблюдалось. Вместе взятые, по оценкам Ликли, эти новые выбросы ХФУ эквивалентны общим ежегодным выбросам парниковых газов в Соединенном Королевстве.

Не совсем удивительно обнаружить неожиданные выбросы ХФУ-12, поскольку это химическое вещество часто производится совместно в производственных процессах, которые выделяют ХФУ-11. Что касается ХФУ-113, то его использование разрешено Монреальским протоколом в качестве исходного сырья для производства других химических веществ. Но команда подсчитала, что неожиданные выбросы ХФУ-113 примерно в 10 раз превышают то, что в настоящее время позволяет договор.

«Сейчас газов намного меньше, чем до Монреальского договора”, — говорит Ликли. — Но это очень мощные парниковые газы. Фунт за фунтом, они в пять-десять тысяч раз опаснее для глобального потепления, чем углекислый газ. И в настоящее время мы сталкиваемся с климатическим кризисом, где каждый источник выбросов то, что мы сможем сократить, окажет длительное воздействие на климатическую систему».

По материалам PHYS.ORG.