Bescherming van de stratosferische ozonlaag

Ozon (O3) is van nature aanwezig in de stratosfeer (op een hoogte van 10-40 km). Die “ozonlaag” (in werkelijkheid is het ozon hierin erg verdund) absorbeert het grootste deel van de ultraviolette zonnestralen (zo’n 97 %), die gevaarlijk zijn voor levende organismen, en ze speelt dus een beschermende rol voor alle levende wezens. Ozon is buitengewoon reactief en wordt onder invloed van de uv-stralen vernietigd, maar tijdens de poolnacht herstelt het zichzelf ook voortdurend, en het resultaat is een evenwicht tussen productie en vernietiging.

De verlaagde concentraties ozon in de stratosfeer (het zogenaamde “ozongat”) worden veroorzaakt door stoffen van menselijke oorsprong die het ozon op die hoogte afbreken, zoals een aantal fluorverbindingen (bv. drijfgassen uit spuitbussen en koelmiddelen).

Ozon komt echter ook in de troposfeer (de menselijke leefomgeving) tot stand via een serie chemische reacties - onder invloed van sterk zonlicht - tussen stoffen die bij luchtvervuiling vrijkomen. Ozon, een zeer reactief gas, is schadelijk voor de gezondheid, heeft negatieve gevolgen voor de productie van landbouwgewassen, tast gebouwen aan, enz. Op lage hoogten versterkt ozon bovendien het broeikaseffect.

Ozon is voorts:

  • een ontsmettingsmiddel dat gebruikt wordt bij de zuivering van drinkwater en in zwembaden
  • een bleekmiddel voor papier of ziekenhuislinnen

Het Protocol van Montreal

Aan het einde van de jaren ‘70 bleek uit wetenschappelijk onderzoek op de Zuidpool dat het ozon in deze poolregio van tijd tot tijd afnam. Dit werd het “ozongat” genoemd. Het ozongat ontstaat op de Zuidpool in de lente (aan het einde van de poolnacht) en wordt vervolgens gedurende enkele maanden steeds groter, alvorens uiteindelijk weer kleiner te worden.

Maar halverwege de jaren ‘80 merkten onderzoekers dat de ozonconcentraties steeds kleiner werden (afname met bijna 50 %!), met als gevolg dat de blootstelling aan uv-straling steeds gevaarlijker werd voor het leven op aarde.

Al snel werden chemische verbindingen als fluor of broom aangewezen als de verantwoordelijken voor die versnelde vernietiging. Die stoffen werden voornamelijk gebruikt als drijfgassen in spuitbussen, koelmiddel in klimaatregelingsystemen en huishoudelijke of industriële koelapparatuur, brandblusapparaten, oplosmiddelen, … Het zijn de zogeheten CFK’s en halonen (koolwaterstoffen).

In 1985 namen de Verenigde Naties het Verdrag van Wenen ter bescherming van de ozonlaag aan, dat twee jaar later uitmondde in het Protocol van Montreal (16 september 1987).

 

Het principe

In tegenstelling tot de belangrijkste gassen uit het Protocol van Kyoto (waterdamp, CO2 en methaan - CH4) - allemaal moleculen die van nature in de atmosfeer aanwezig zijn en als afvalstoffen worden beschouwd - zijn de gassen die de ozonlaag beschadigen vooral door de mens geproduceerde, kunstmatige gassen. Die gassen hebben een commerciële waarde.

Het belangrijkste doel van het Protocol van Montreal is:

  • de productie van die stoffen te controleren
  • hun consumptie ( = gebruik) te controleren
  • de handel in die stoffen te reguleren

Het protocol is al meerdere malen bijgewerkt om het bereik ervan uit te breiden of aan te passen, al naargelang de technologische ontwikkelingen.

 

Resultaten

Dankzij de genomen maatregelen begint de ozonlaag zich nu eindelijk te herstellen. De ozonafbrekende gassen hebben immers een lange levensduur, waardoor het effect van de maatregelen vertraagd wordt.

Pas sinds enkele jaren zien we een heel langzame toename van de stratosferische ozonconcentraties, nadat ze zich eerst gestabiliseerd hadden.

Ozone1.jpg

Deze grafiek toont duidelijk het effect van (de ondertekening van) het protocol van Montreal op de uitstoot van ozonafbrekende stoffen (uitgedrukt in miljoen ton CFK-11-equivalenten per jaar), gebaseerd op atmosferische metingen of industriële gegevens en projecties naar de toekomst toe. 

 

Niet onbelangrijk : de gerealiseerde gasemissiereducties onder het Protocol van Montreal alleen al gaan 3 tot 5 maal verder dan de reductie-inspanningen van het Protocol van Kyoto.

 

 

Nieuwe uitdagingen

Ter vervanging van de CFK’s ontwikkelde de industrie de HCFK’s, die veel minder schadelijk zijn voor de ozonlaag (maar ook weer niet onschadelijk). Er kwamen nieuwe doelstellingen die momenteel geïmplementeerd worden.

De HCFK’s, die alom gebruikt werden, worden nu in de meeste industrielanden eveneens geëlimineerd en die trend plaatst ons voor een nieuw dilemma:

  • ofwel kiezen voor HFK’s, nieuwe gassen die in dezelfde toepassingen gebruikt worden, maar die zeer krachtige broeikasgassen zijn (duizenden malen het effect van CO2): de uitstoot van 1 kg HFK-23 is bv. gelijk aan de uitstoot van meer dan 23 ton CO2!
  • ofwel kiezen voor natuurlijke koelmiddelen zoals:
    • koolwaterstoffen, die dan weer bijzonder brandbaar zijn
    • CO2, maar bij verhoogde druk
    • ammoniak, een giftig en irriterend gas

De industrie heeft alweer een nieuwe generatie gefluoreerde gassen met beperkt broeikaseffect weten te ontwikkelen, maar zij zijn erg kostbaar en dus weinig toegankelijk.